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第一章 分子动理论 单元测试 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是（ ）
A． B．
C． D．
2．对于一定质量的实际气体，下列说法正确的是（　　）
A．温度不变、体积增大时，内能一定减小
B．气体的体积变化时，内能可能不变
C．气体体积不变，温度升高，内能可能不变
D．流动的空气一定比静态时内能大
3．关于固体分子间的相互作用力，下列说法正确的是（ ）
A．固体被压缩时，分子间引力为零，只存在斥力
B．固体被拉伸时，分子间斥力为零，只存在引力
C．固体不受外力作用时，分子间引力、斥力均为零
D．固体分子间的引力和斥力总是同时存在的
4．氧气分子在和温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　）
A．图中两条曲线下面积相等
B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较大的情形
C．图中虚线对应于氧气分子在时的情形
D．与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较大
5．已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强为，重力加速度大小为g。由此估算得（　　）
A．地球大气层空气的总重力为
B．地球大气层空气分子总数为
C．每个空气分子所占空间为
D．空气分子之间的平均距离为2
6．如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，为斥力，为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a点由静止释放，其移动到d的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．从a到c过程中，分子力先表现为引力后表现为斥力
B．在c点处，乙分子的速度最大
C．在c点处，乙分子的加速度最大
D．从b到c过程中，两分子间的分子力逐渐增大
7．一定质量的理想气体密闭在容器中，不同温度下各速率区间分子数占分子总数比例随速率v分布图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．如果气体体积不变，则温度T2时气体分子撞到器壁单位面积上平均作用力比T1时小
B．温度T1时气体压强一定比温度T2时气体压强小些
C．图中热力学温度T1D．图中热力学温度T1>T2
二、多选题
8．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．分子永不停息地做无规则运动
B．酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有空隙
C．铁块不易被压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力
D．分子间距离增大时，分子力也随之增大
9．每年的立春时节，大地开始复苏，地上的雪开始慢慢融化成水，在太阳的照射下再逐渐蒸发成水蒸气。下列说法正确的是（　　）
A．雪融化成水的过程中，水分子的平均动能增大
B．一定质量的雪融化成水的过程中，其内能增大
C．水蒸发成水蒸气的过程中，水分子的势能不变
D．水蒸发成同质量的水蒸气的过程中，吸收的热量大于内能的增量
10．建设大桥的过程中需要将重达千余吨的钢梁用钢索从水中吊起，为了探究在吊起钢梁过程中钢索的拉力变化，某研究小组做了模拟实验：在始终保持钢板水平的情况下，将钢板用轻绳从水下缓慢吊起，如图甲所示。在该过程中细绳拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　）
A．钢板在水面以下时的浮力约为2.0N
B．在吊起钢板的过程中，钢板所受的拉力始终大于钢板的重力
C．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失
D．图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力
三、实验题
11．（1）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，如图所示，理想的油膜形状非常接近圆形，下列选项中会影响油膜形状规整程度的是 。
A．注射器针管较大，但没有超出实验要求的范围
B．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头明显偏离浅盘中央
C．操作不仔细，缺乏耐心，如撒粉不均匀，水面还未平静就滴入油酸酒精溶液
（2）在一次实验中得到了如图所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，测量结果相对真实值会 （填“偏大”、“偏小”或“无误差”）。
12．利用单分子油膜法可以粗略测定分子的大小和阿伏加德罗常数，如果已知体积为V的一滴油滴在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油分子的直径的表达式为 ；如果这种油的摩尔质量为M，密度为ρ，则阿伏加德罗常数的表达式为 ．
13．（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，用移液管量取0.10mL油酸，倒入标注250mL的容量瓶中，再加入酒精后得到250mL的溶液。然后用滴管吸取这种溶液，向小量筒中滴入100滴溶液，溶液的液面达到量筒中1mL的刻度，再用滴管取配好的油酸溶液，向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴下1滴溶液，在液面上形成油酸薄膜，待油膜稳定后，放在带有正方形坐标格的玻璃板下观察油膜，如图甲所示。坐标格的每个小正方形大小为1cm×1cm。由图可以估算出油膜的面积是 ，由此估算出油酸分子的直径是 m（保留1位有效数字）。
（2）图乙是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片。这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为的圆周而组成的，由此可以估算出铁原子的直径约为 m（结果保留1位有效数字）

14．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将0.1mL的油酸溶于酒精，制成250mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1.0mL上述溶液有100滴，现取一滴该溶液滴入水面上，将油膜形状画在每小格边长为1.0cm的方格纸，数出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。则：
(1)这种估测方法是将每个分子近似看成 ，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的 。
(2)利用上述有关数据可求得的油膜分子直径约为 m。（结果保留两位有效数字）
(3)在配制油酸酒精溶液时，若不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。会导致算出的油酸分子直径比实际值 （填“偏大”或“偏小”）。
《第一章 分子动理论 单元测试 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B D A B B C AB BD AD
1．B
【详解】当分子间距离r等于平衡距离r0时，分子间作用力f表现为零，分子势能Ep最小。
故选B。
2．B
【详解】A．内能是所有分子热运动的动能与分子势能的总和，温度不变，分子热运动平均动能不变，体积增大，分子势能增大，故内能增大，A错误；
B．气体的体积变化时，内能可能不变，比如体积增大的同时温度降低，B正确；
C．气体体积不变，分子势能不变，温度升高，平均动能增大，故内能一定增大，C错误；
D．内能与分子热运动的平均动能有关，与宏观的运动快慢无必然关系，D错误。
故选B。
3．D
【详解】ABC．固体分子间的引力和斥力是同时存在的，只是当引力等于斥力时分子力表现为零，分子力表现为斥力的原因是斥力大于引力，故ABC错误；
D．固体分子间的引力和斥力总是同时存在的，D正确。
故选D。
4．A
【详解】A．由题图可知，在和两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于1，即两条曲线下面积相等，A正确；
BC．由图可知，具有最大比例的速率区间，时对应的速率大，说明实线为的分布图像，对应的平均动能较大，虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形，BC错误；
D．由图可知，0～400m/s段内，对应的占据的比例均小于与时所占据的比值，因此时氧气分子速率出现在0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，D错误。
故选A。
5．B
【详解】A．大气中的压强由大气的质量重力产生，即
A错误；
B．地球大气层空气分子总数为
B正确；
C．大气的体积为
每个空气分子所占空间为
C错误；
D．气体分子之间的距离为
D错误。
故选B。
6．B
【详解】A．由题意可知，为引力，故从到的过程中，分子力表现为引力，故A错误；
B．由题图可知，从到的过程中，分子力表现为引力，分子力对乙分子做正功，乙分子的动能增加；从到的过程中，分子力表现为斥力，分子力对乙分子做负功，乙分子的动能减少；故在点处，乙分子的动能最大，速度最大，故B正确；
C．由题图可知，在点处，乙分子受到的分子力为零，乙分子的加速度为零，故C错误；
D．由题图可知，从到的过程中，两分子间的分子力逐渐减小，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】CD．由图可知，T2中速率大的分子占据的比例较大，则说明T2对应的平均动能较大，所以T2对应的温度较高，即
T1选项C正确，D错误；
A．如果气体体积不变，则分子密度不变，温度T2时分子平均动能大，气体分子撞到器壁单位面积上平均作用力比T1时大，选项A错误；
B．由于不知体积是否发生变化，所以温度T1时气体压强不一定比温度T2时气体压强小，选项B错误。
故选C。
8．AB
【详解】A．由分子动理论可知分子永不停息地做无规则运动，A正确；
B．酒精和水混合后总体积减小是因为分子间有空隙，B正确；
C．挤压铁块时，分子斥力和引力同时存在，但分子力表现为斥力，C错误；
D．当分子间距离r故选AB。
9．BD
【详解】A．雪融化成水的过程中，温度不变，水分子的平均动能不变，故A错误；
B．一定质量的雪融化成水的过程中，温度不变，吸热，所以其内能增大，故B正确；
C．水蒸发成水蒸气的过程中，体积变大，克服引力做功，水分子的势能变大，故C错误；
D．水蒸发成同质量的水蒸气的过程中，吸收的热量一部分增加内能，另一部分克服引力做功，故D正确。
故选BD。
10．AD
【详解】A．完全拉出水面时，拉力等于重力，拉力不在发生变化，可知钢板重力
钢板在水面以下时的浮力
故A正确；
B．由图知，在吊起钢板的过程中，钢板所受的拉力不始终大于钢板的重力，故B错误；
CD．分子间存在引力和斥力，随着分子间距离的增大，分子间表现为引力，图乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力，故C错误，D正确。
故选AD。
11． BC/CB 偏大
【详解】（1）[1]A．注射器针管较大，但没有超出实验要求的范围不会影响油膜形状规整程度。故A错误；
B．滴入油酸酒精溶液时，注射器针头明显偏离浅盘中央可能导致油膜扩散到浅盘边界，从而使油膜形状不规整。故B正确；
C．操作不仔细，缺乏耐心，如撒粉不均匀等，导致油膜可能没有充分展开从而影响油膜形状的规整程度。故C正确。
故选BC。
（2）[2]图示油膜是因为油膜未能充分展开而形成“锯齿状”油膜，使所测油膜面积比实际面积偏小，根据
所以油酸分子的直径测量结果比真实值偏大。
12．
【详解】由体积公式得；由体积关系得．
13．
【详解】[1]由题意可知，油酸酒精溶液的浓度为
1滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为
油膜的面积为
[2]油酸分子的直径是
[3]由题意可知，圆周的周长为
其中
设每个铁原子的直径长度为d，则有
14． 球体（球形） 直径 偏大
【详解】（1）[1][2]这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径；
（2）[3]一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为
据题意：完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个，根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为：n=67+14=81，则油膜面积为
S=81×1cm×1cm=81cm2=8.1×10-3 m3
油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为
（3）[4]在配制油酸酒精溶液时，若不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小一些。则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的量偏小，在水面上摊开的油膜的面积偏小，根据可知导致算出的油酸分子直径比实际值偏大。

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