人教版(新教材)高中物理選擇性必修3第一章 分子動理論章末檢測試卷(一)

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1章末檢測試卷(一)(滿分：100分)一、單項選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．(2021·江蘇鹽城市高二期末)下列關(guān)于布朗運動的說法，正確的是()A．液體溫度越低，懸浮顆粒越大，布朗運動越劇烈B．布朗運動是由于液體各個部分的溫度不同而引起的C．布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動D．布朗運動是由液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬摹即鸢浮紻〖解析〗液體溫度越低，懸浮顆粒越大，布朗運動越緩慢，故A錯誤；布朗運動是懸浮在液體中固體微粒的無規(guī)則運動，是由于液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬模祭蔬\動反映了液體中分子的無規(guī)則運動，故B、C錯誤，D正確．2．下列說法正確的是()A．溫度標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度B．內(nèi)能是物體中所有分子熱運動所具有的動能的總和C．氣體壓強僅與氣體分子的平均動能有關(guān)D．氣體溫度降低，分子的平均動能可能不變〖答案〗A〖解析〗溫度是分子平均動能的標志，標志著物體內(nèi)大量分子熱運動的劇烈程度，A項正確；內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的分子熱運動動能和分子勢能的總和，B項錯誤；氣體壓強不僅與氣體分子的平均動能有關(guān)，還與氣體分子的數(shù)密度有關(guān)，C項錯誤；氣體溫度降低，則分子的平均動能變小，D項錯誤．3．(2021·武漢市第六中學高二下月考)關(guān)于分子動理論基本觀點和實驗依據(jù)，下列說法正確的是()A．隨著分子間距離增大，分子勢能一定增大B．陽光從縫隙射入教室，從陽光中看到的塵埃的運動是布朗運動C．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成D．某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為NA＝eq\f(V,V0)〖答案〗C〖解析〗若分子力表現(xiàn)為引力，分子間距離增大，分子力做負功，分子間勢能增大，若分子力表現(xiàn)為斥力，分子間距離增大，分子力做正功，分子勢能減小，A錯誤．陽光從縫隙射入教室，從陽光中看到塵埃的運動，不是布朗運動，是由于空氣的流動引起的，B錯誤．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成，C正確．若氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，由于氣體分子之間的距離遠大于分子的直徑，所以阿伏加德羅常數(shù)不能表示為NA＝eq\f(V,V0)，D錯誤．4．(2020·哈爾濱三中高二月考)根據(jù)以下哪組數(shù)據(jù)可以估算出阿伏加德羅常數(shù)()A．一定量氧氣的質(zhì)量與體積B．氧氣的摩爾質(zhì)量與分子質(zhì)量C．氧氣的摩爾體積與分子體積D．一定量氧氣的體積與摩爾體積〖答案〗B〖解析〗知道一定量氧氣的質(zhì)量與體積，可以求出氧氣的密度，不能計算出阿伏加德羅常數(shù)，故A錯誤；氧氣的摩爾質(zhì)量除以氧氣分子的質(zhì)量等于阿伏加德羅常數(shù)，故B正確；利用氧氣分子占據(jù)空間的體積和氧氣的摩爾體積，可求出阿伏加德羅常數(shù)，氣體分子間隙較大，利用氧氣分子的體積和氧氣的摩爾體積，不能求出阿伏加德羅常數(shù)，故C錯誤；知道一定量氧氣的體積與摩爾體積，能求出氧氣的摩爾數(shù)，不能求出阿伏加德羅常數(shù)，故D錯誤．5．(2021·南京市第十三中學月考)如圖1所示是氧氣在0℃和100℃兩種不同情況下，各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系，下列說法錯誤的是()圖1A．虛線對應(yīng)的溫度為0℃B．100℃的氧氣速率大的分子比例較多C．0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點D．在0℃和100℃兩種不同情況下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比與分子速率間的關(guān)系圖線與橫軸所圍面積相等〖答案〗A6．若某種實際氣體分子間的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度的關(guān)系是()A．如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能增大B．如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能減小C．如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能不變D．如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能減小〖答案〗A〖解析〗若保持氣體的體積不變，則分子勢能不變，溫度升高，分子的平均動能變大，故氣體的內(nèi)能增大，A正確，B錯誤；若保持氣體的溫度不變，氣體分子的平均動能不變，體積增大，分子間的引力做負功，分子勢能增大，故氣體的內(nèi)能增大，選項C、D錯誤．7.如圖2所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示．F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，A、B、C、D為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，選項中四個圖中分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()圖2〖答案〗B〖解析〗乙分子的運動方向始終不變，A錯誤；加速度與力的大小成正比，方向與力相同，故B正確；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢能不可能增大到正值，故C錯誤；分子動能不可能為負值，故D錯誤．8．利用油膜法可粗略地測定分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)．若已知n滴油酸的總體積為V，一滴油酸形成的油膜面積為S，油酸的摩爾質(zhì)量為μ，密度為ρ，則每個油酸分子的直徑d和阿伏加德羅常數(shù)NA分別為(球的體積公式V＝eq\f(4,3)πR3)()A．d＝eq\f(V,nS)，NA＝eq\f(μn,ρV) B．d＝eq\f(V,nS)，NA＝eq\f(6μn3S3,πρV3)C．d＝eq\f(V,S)，NA＝eq\f(6μn3S3,πρV3) D．d＝eq\f(V,S)，NA＝eq\f(6μn3S3,ρV3)〖答案〗B〖解析〗一滴油酸體積為eq\f(V,n)，故直徑d＝eq\f(V,nS)；油酸的摩爾體積為Vmol＝eq\f(μ,ρ)，一個油酸分子體積為V0＝eq\f(1,6)πd3＝eq\f(πV3,6n3S3)，故NA＝eq\f(Vmol,V0)＝eq\f(6μn3S3,πρV3)，故B正確．二、多項選擇題(本題4小題，每題4分，共16分)9.觀察布朗運動的實驗過程中，每隔5s記錄下顆粒的位置，最后將這些位置用直線依次連接，如圖3所示，則下列說法正確的是()圖3A．由圖可以看出布朗運動是無規(guī)則的B．圖中軌跡就是顆粒無規(guī)則運動的軌跡C．若對比不同溫度下的軌跡，可以看出溫度高時布朗運動顯著D．若對比不同顆粒大小時的軌跡，可以看出顆粒小時布朗運動顯著〖答案〗ACD〖解析〗由于是每隔5s記錄下顆粒的位置，最后將這些位置用直線依次連接，但并不知道這5s時間內(nèi)顆粒的運動軌跡(其實這5s內(nèi)的軌跡也是無規(guī)則的)，所以記錄下的并不是顆粒的實際運動軌跡，溫度越高，顆粒越小，布朗運動越顯著．選項A、C、D正確，B錯誤．10．(2021·山東煙臺市高二期中)相同容積的兩個容器裝著質(zhì)量相等、溫度不同的氫氣，下列說法中正確的是()A．溫度高的容器中氫分子的平均動能更大B．兩個容器中氫分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律C．溫度高的容器中任一分子的速率一定大于溫度低的容器中任一分子的速率D．單位時間內(nèi)，溫度高的氫氣對器壁單位面積上的平均作用力更大〖答案〗ABD〖解析〗溫度是分子平均動能的標志，溫度越高，分子平均動能越大，A正確；由不同溫度下的分子速率分布曲線可知，兩個容器中氫分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，B正確；溫度升高，并不是所有分子的速率都增大，C錯誤；溫度升高則分子運動的劇烈程度增大，則單位時間內(nèi)撞擊容器壁的分子數(shù)增加，故對容器壁單位面積的平均作用力更大，D正確．11．(2021·黃梅國際育才高級中學高二期中)下面的表格是某地區(qū)1～7月份氣溫與氣壓的對照表：月份/月1234567平均最高氣溫/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均氣壓/105Pa1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.99607月份與1月份相比較，正確的是()A．空氣分子無規(guī)則熱運動的情況幾乎不變B．空氣分子無規(guī)則熱運動加強了C．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積器壁的撞擊次數(shù)增多了D．單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積器壁的撞擊次數(shù)減少了〖答案〗BD〖解析〗溫度越高，分子無規(guī)則熱運動越劇烈.7月份與1月份相比較，平均氣溫升高了，所以空氣分子無規(guī)則熱運動加強了，故A錯誤，B正確；溫度升高，分子的平均動能變大，但是壓強減小，知氣體分子的數(shù)密度減小，則單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積器壁的撞擊次數(shù)減少，故C錯誤，D正確．12.如圖4所示，為分子力隨分子間距離的變化關(guān)系圖．設(shè)r0為A、B兩分子間引力和斥力平衡時的位置，現(xiàn)將A固定在O點，將B從與A相距eq\f(1,2)r0處由靜止釋放，在B遠離A的過程中，下列說法正確的是()圖4A．B速度最大時，分子勢能最小B．B在運動過程中分子勢能一直減小C．B速度最大時，A對B的分子力為零D．引力和斥力均減小，但引力減小得更快〖答案〗AC〖解析〗由0.5r0到r0過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，距離增大時，分子力做正功，分子勢能減小，B的動能增加；當r＞r0時，分子力表現(xiàn)為引力，分子間距離增大，分子力做負功，分子勢能增大，B的動能減小，所以r＝r0時，B的動能最大，速度最大，此時B的分子勢能最小，A、C正確，B錯誤；B從與A相距0.5r0處由靜止釋放，B遠離A的過程中，距離增大，引力和斥力均減小，但斥力減小較快，D錯誤．三、實驗題(本題2小題，共14分)13．(4分)(2020·全國卷Ⅰ)分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖5所示，r＝r1時，F(xiàn)＝0.分子間勢能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間的勢能為零．若一分子固定于原點O，另一分子從距O點很遠處向O點運動，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．圖5〖答案〗減小(1分)減小(1分)小于(2分)〖解析〗分子勢能與分子間距離變化的關(guān)系圖像如圖所示，兩分子間距減小到r2的過程中和由r2減小到r1的過程中，分子力做正功，分子勢能減??；在間距等于r1處，分子勢能最小，小于零．14．(10分)某實驗小組用油膜法估測油酸分子的大小，實驗用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中含有純油酸1mL,1mL上述溶液有50滴，實驗中用滴管吸取該油酸酒精溶液向浮有爽身粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液．(1)該實驗中的理想化假設(shè)是________．A．將油膜看作單分子層油膜B．不考慮油酸分子間的間隙C．不考慮油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成球體(2)實驗描出油酸薄膜輪廓如圖6，已知每一個小正方形的邊長為2cm，則該油酸薄膜的面積為________m2(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)．圖6(3)經(jīng)計算，油酸分子的直徑為________m(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)．(4)實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，原因是_______________________．〖答案〗(1)ABD(2分)(2)3×10－2(3分)(3)7×10－10(3分)(4)油酸酒精溶液中的酒精溶于水中(2分)〖解析〗(1)在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，我們的實驗依據(jù)是：①油膜是呈單分子層分布的；②把油酸分子看成球形；③不考慮分子之間的空隙，故A、B、D正確．(2)由于每格邊長為2cm，則每一格就是4cm2，估算油膜面積以超過半格以一格計算，小于半格就舍去的原則，估算出75格，則油酸薄膜面積為75×4cm2＝300cm2＝3×10－2m2.(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的體積：V＝eq\f(1,50)×eq\f(1,1000)mL＝2×10－5mL，由于油膜是單分子緊密排列的，因此分子直徑為：d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－11,3×10－2)m≈7×10－10m.(4)實驗時觀察到，油膜的面積會先擴張后又收縮了一些，原因是油酸酒精溶液中的酒精溶于水中．四、計算題(本題4小題，共46分)15．(10分)如圖7所示，IBM的科學家在銅表面將48個鐵原子排成圓圈，形成半徑為7.13nm的“原子圍欄”，相鄰鐵原子間有間隙．估算原子平均間隙的大小，結(jié)果保留一位有效數(shù)字．已知鐵的密度是7.8×103kg/m3，摩爾質(zhì)量是5.6×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1.圖7〖答案〗6×10－10m〖解析〗一個鐵原子的體積V＝eq\f(M,ρNA)(3分)鐵原子的直徑D＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))(3分)圍欄中相鄰鐵原子的平均間隙l＝eq\f(2πr,n)－D(2分)解得l≈6×10－10m．(2分)16．(10分)(2021·江蘇徐州市高二期末)2020年12月17日，嫦娥五號返回器帶著1.731kg的月球土壤順利在內(nèi)蒙古預(yù)定區(qū)域著陸．月球土壤中的氦－3蘊藏量大，它是一種目前已被世界公認的高效、清潔、安全的核聚變原料．若每千克月球土壤中含有氦－3的質(zhì)量為m，氦－3的摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA(均為國際單位)，求：(1)每個氦－3分子的質(zhì)量m0；(2)嫦娥五號返回器帶回的1.731kg月球土壤中含有氦－3分子總個數(shù)．〖答案〗(1)eq\f(M,NA)(2)eq\f(1.731mNA,M)〖解析〗(1)每個氦－3分子的質(zhì)量為m0＝eq\f(M,NA)(4分)(2)每千克月球土壤中含有質(zhì)量為m的氦－3，則1.731kg月球土壤中含有氦－3的質(zhì)量為1.731m，則嫦娥五號返回器帶回的1.731kg月球土壤中含有氦－3分子總個數(shù)為N＝eq\f(1.731m,M)NA＝eq\f(1.731mNA,M)(6分)17．(12分)在標準狀況下，有體積為V的水和體積為V的水蒸氣，已知水的密度為ρ，阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為M，在標準狀況下水蒸氣的摩爾體積為Vmol，求：(1)說明標準狀況下水分子與水蒸氣分子的平均動能的大小關(guān)系；(2)它們中各有多少水分子；(3)它們中相鄰兩個水分子之間的平均距離．〖答案〗(1)相同(2)eq\f(ρV,M)NAeq\f(V,Vmol)NA(3)eq\r(3,\f(6M,πρNA))eq\r(3,\f(Vmol,NA))〖解析〗(1)由于在標準狀況下水和水蒸氣的溫度相同，所以分子的平均動能相同．(2分)(2)體積為V的水，質(zhì)量為m＝ρV，分子個數(shù)為：n1＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρ