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第一章《分子动理论》单元试卷测试-2021-2022年高中物理粤教版物理选修3-3
一、单选题
1．关于热运动的说法中，正确的是（　　）
A．大量分子做永不停息的无规则运动
B．仅温度高的物体中的分子做无规则运动
C．单个分子做永不停息的无规则运动
D．热运动是物体受热后所做的运动
2．图示为一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，微粒正在做布朗运动。以下关于布朗运动的说法正确的是（　　）
A．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显
B．液体温度越低，微粒的布朗运动越剧烈
C．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的
D．将几滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水在清水中散开的运动是布朗运动
3．在用油膜法测分子大小的实验中，取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，现将体积为V0的一滴油酸酒精溶液滴在水面上，稳定后油膜的面积为S，已知油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则下列说法不正确的是（　　）
A．该实验中假设油酸分子是球模型，油酸在水面形成了单分子油膜
B．实验中使用酒精的目的是为了稀释油酸
C．由题目中数据可知油酸分子的直径为
D．这一滴溶液中所含的油酸分子数为
4．关于分子动理论，下列说法中正确的是（ ）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C．图丙为分子力F与分子间距r的关系图，分子间距从r0开始增大时，分子力先变小后变大
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
5．分子间同时存在着引力和斥力，分子力随分子间距离的变化规律如图所示，当时，分子间作用力的合力为零。在两个分子间的距离从增大到的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．分子间的斥力减小，引力增大
B．分子间作用力的合力表现为斥力
C．分子间作用力的合力先增大后减小
D．分子间作用力的合力一直做正功
6．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子间势能增加
C．一个气体分子的内能等于其热运动动能和分子势能的和
D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
7．两个分子间作用力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，下列说法正确的是（　　）
A．在r由无限远到趋近于0的过程中，F先变小后变大
B．在r由无限远到趋近于0的过程中，F先做正功后做负功
C．在r由无限远到趋近于0的过程中，分子势能先增大后减小
D．在r = r0处分子势能为零
8．氧气分子在0℃和100℃下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率下的氧气分子数目ΔN占氧气分子总数N的百分比，如图，由图线信息可得（　　）
A．温度升高使得每一个氧气分子的速率都增大
B．同一温度下，速率大的氧气分子所占比例大
C．温度升高使得速率较小的氧气分子所占比例变小
D．温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占比例越小
9．如图所示，既可表示分子力随距离变化的图线，又可表示分子间势能随距离变化的图线，则下列说法中错误的是（　　）
A．若y表示分子之间的作用力，则c点对应为平衡距离
B．若y表示分子之间的作用力，则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子力一直减小
C．若y表示分子之间的势能（以无穷远处为零势能点），则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子系统的势能一直减小
D．若一个分子固定在坐标原点，另一个分子由a点释放，则这个分子由a到b的过程中，动能一直增加
10．据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统。这些固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动。下列说法正确的是（　　）
A．气溶胶所做的运动是固态或液态颗粒分子的无规则的热运动
B．在气体介质中做布朗运动的固态或液态颗粒越小，环境温度越高，布朗运动越剧烈
C．空气中的飞扬的灰尘颗粒跟这些固态或液态颗粒一样，所做的运动也是布朗运动
D．当气温降到0℃时，这些固态或液态颗粒所做布朗运动就停止了
二、多选题
11．下列有关热现象和内能的说法中正确的是（ ）
A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大
C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的
D．在两个分子间的距离由很远逐渐减小到r=r0的过程中，分子间作用力的合力先增大后减小
E.分子间引力和斥力相等时，分子势能最小
12．分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能EP=0），下列说法正确的是（　　）
A．乙图线为分子力与分子间距离的关系图线
B．当r=r0时，分子势能最小
C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D．分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快
13．已知地球大气层的厚度远小于地球半径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。由此可估算得（　　）
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
14．一分子固定在原点O处，另一分子可在x轴上移动，这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示，曲线ab与cd的交点为e，则（　　）
A．x>x0的情况下，x越大，分子力越小。
B．xC．xD．x>x0的情况下，x越大，分子势能越大
15．已知处于平衡状态时两个分子之间的距离为。若两个分子相距为r（），只在它们间的分子力作用下，从静止开始运动，下列说法正确的是（　　）
A．两分子远离过程中，分子间的作用力先表现为斥力，后表现为引力
B．两分子远离过程中，分子势能先减小后增大
C．两分子远离过程中，分子间同时存在的斥力减小、引力增大
D．当时，两分子动能最小
16．下列说法中正确的是（　　）
A．图甲中分子并不真的是球形，把它们当做球形处理是一种估算方法
B．图乙是布朗运动实验的观测记录，图为三颗微粒的运动轨迹
C．图丙说明悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则撞击造成的
D．图丁中两分子间分子力的合力为零的位置分子势能最小
三、实验题
17．某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径，实验主要步骤如下：
①向体积V油=6mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总=104mL；
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n=75滴时，测得其体积恰好是V0=1mL；
③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L=1cm。
根据以上信息，回答下列问题：
一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为___________m3；油膜面积为___________m2；油酸分子直径为___________m；（以上结果均保留1位有效数字）
18．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成___________（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为___________。
（2）某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
以上操作的合理顺序是___________（填字母代号）。　
（3）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
（4）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成200 cm3的油酸酒精溶液；测得l cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜面积是0.16 m2。由此估算出油酸分子的直径为_________m。（结果保留一位有效数字）。
四、解答题
19．铜的密度ρ=8.96×103kg/m3、摩尔质量M=6.35×10-2kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6.0×1023mol-1。可将铜原子视为球体，试估算：（保留一位有效数字）
（1）1克铜含有的分子数；
（2）一个铜原子的直径大小。
20．“可燃冰”是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”，已知1m3可燃冰可释放标准状况下的天然气164m3。标准状况下1mol气体的体积为22.4升，标准状况下天然气的密度为0.67k/m3。阿伏加德罗常数取。求：
①1cm3可燃冰所含甲烷分子数为多少？
②平均每个甲烷分子的质量为多少？（结果均保留两位有效数字）
21．很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V=1.6L，氙气密度ρ=6.0kg/m3．已知氙气摩尔质量M=0.131kg/mol，阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1．试估算：（结果保留一位有效数字）
（1）灯头中氙气分子的总个数N；
（2）灯头中氙气分子间的平均距离．
参考答案
1．A
【详解】
AC．热运动是物体大量分子的永不停息的无规则运动，故A正确，C错误；
B．分子的无规则运动就叫做热运动，温度是分子无规则热运动平均动能的标志，不是温度高的物体才有分子热运动，故B错误；
D．分子的无规则运动叫做热运动，与物体是否受热无关，故D错误；
故选A。
2．C
【详解】
A．悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，A错误；
B．液体温度越高，微粒的布朗运动越剧烈，B错误；
C．悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，C正确；
D．将几滴红墨水滴入一杯清水中，红墨水在清水中散开的运动是扩散现象，D错误。
故选C。
3．D
【详解】
A．该实验中把油膜看成单分子层油膜，不考虑各分子间的间隙，将油酸分子看成球形，A正确，不符合题意；
B．该实验中酒精的作用是对油酸起稀释作用，使油酸分子尽可能少的在竖直方向上重叠，更能保证其形成单层分子油膜，B正确，不符合题意；
C．取体积为V1的纯油酸用酒精稀释，配成体积为V2的油酸酒精溶液，单位体积的油酸酒精溶液中的纯油酸的体积为
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为
C正确，不符合题意；
D．一滴油酸酒精溶液中纯油酸的质量为
这一滴溶液中所含的油酸分子数为
D错误，符合题意。
故选D。
4．D
【详解】
A．试验时，在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，A错误；
B．花粉颗粒的无规则运动是布朗运动，但不是分子的运动，它间接证实了液体分子的无规则运动。每隔不同时间观察，其位置的连线不同，隔相同时间观察，起点不同，位置的连线也大相径庭。每隔10s记下的不同位置之间的连线并不是花粉颗粒的运动轨迹，B错误；
C．r > r0，分子力表现为引力，当r的距离增大，分子力先增大后减小．C错误；
D．根据分子运动速率分布图像可知，温度越高分子热运动越剧烈，图线②“腰粗”，分子平均速率更大，则温度较高，D正确。
故选D。
5．C
【详解】
A．随着分子间距离的增大，分子间的斥力减小，引力也减小，故A错误；
B．根据图像可知，两个分子间的距离从增大到的过程中，分子间作用力的合力表现为引力，故B错误；
C．由图像可知从增大到，分子间作用力的合力为引力，大小先增大后减小，故C正确；
D．分子间作用力为引力，随着距离增大，分子力一直做负功，故D错误；
故选C。
6．B
【详解】
A．气体分子之间的距离很大分子力近似为零，分子势能也近似为零，气体如果失去了容器的约束就会散开，是由于分子杂乱无章运动的结果，故A错误；
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气时，吸收热量，内能增加，由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，故B正确；
C．组成气体的所有分子的动能和分子之间势能的总和是气体的内能，内能是对大量分子而言的，内能不是对一个分子而言的，故C错误；
D．如果气体温度升高，气体分子平均动能增大，气体分子平均速率增加，并不是所有分子的速率都增加，有的分子速率可能会减小，故D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．r0为分子间的平衡距离，根据分子间的作用力的合力F与分子间距离r的关系，可知在r由无限远到趋近于0的过程中，F先变大后变小再变大，故A错误；
BC．在r由无限远到趋近于0的过程中，在r > r0阶段，分子间作用力表现为引力，F做正功，分子势能由零减小，在r < r0阶段，分子力表现为斥力，F做负功，分子势能逐渐增加，故B正确，C错误；
D．在r= r0处，分子引力等于斥力，故分子力合力为零，分子势能最小，但不等于零，分子势能小于零，故D错误。
故选 B。
8．C
【详解】
A．图中100℃的曲线较0℃的曲线整体右移，所以温度升高使得氧气分子的平均速率增大，故A错误；
B．根据曲线的单峰性可知，在同一温度下，中等速率大小的氧气分子所占的比例大，故B错误；
C．100℃的曲线在速率较小处相比0℃的曲线相同速率处来得低，所以温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小，故C正确；
D．从两曲线可以看出，温度越高，速率约在450m/s以下的氧气分子占比下降而该速率以上的氧气分子占比上升，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
A．若y表示分子之间的作用力，则c点分子力为零，对应为平衡距离，A正确，不符合题意；
B．力是矢量，若y表示分子之间的作用力，则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子力先减小后增大，B错误，符合题意；
C．分子势能是标量，若y表示分子之间的势能（以无穷远处为零势能点），则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中，分子系统的势能一直减小，C正确，不符合题意；
D．若y表示分子之间的作用力，a、c间分子力表现为引力，若y表示分子之间的势能，a、b间分子力表现为引力，故一个分子固定在坐标原点，另一个分子由a点释放，则这个分子由a到b的过程中，分子力一定做正功，动能一直增加，D正确，不符合题意。
故选B。
10．B
【详解】
A．气溶胶所做的运动是固态或液态颗粒的无规则运动，A错误；
B．在气体介质中做布朗运动的固态或液态颗粒越小，环境温度越高，布朗运动越剧烈，B正确；
D．理论上当气温降到绝对零度，即-273℃时，这些固态或液态颗粒所做布朗运动就停止了，但实际上该温度无法达到，故布朗运动不会停止，D错误；
C．空气中的飞扬的灰尘颗粒不是做布朗运动，当空气流动停止后，灰尘颗粒会落至地面停止运动，对比D的解析可知，C错误。
故选B。
11．CDE
【详解】
A．液体中的扩散现象是由于物质分子无规则热运动产生的分子迁移现象，不是液体的对流形成的，选项A错误；
B．理想气体的内能由温度决定，与物体的宏观速度大小无关，故B错误；
C．电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，电流“做功”将电能转化为内能，故C正确。
D．当分子间距离等于r0时，它们之间引力和斥力的大小相等，方向相反，合力为零，较远处分子间作用力为零，故当两个分子间的距离由较远逐渐减小到r=r0的过程中，分子间相互作用力先增大后减小，表现为引力，选项D正确；
E．当分子间引力和斥力相等时，分子处于平衡位置，分子势能最小，故E正确。
故选CDE。
12．BD
【详解】
AB．在r=r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，A错误B正确；
C．从平衡位置开始，随着分子间距离的增大，分子间作用力随分子间距离增大先减小，C错误；
D．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快， D正确。
故选BD。
13．BCD
【详解】
AB．大气中的压强由大气的质量重力产生，即
则地球大气层空气分子总数为
故A错误，B正确；
C．大气的体积为
每个空气分子所占空间为
故C正确；
D．气体分子之间的距离为
故D正确。
故选BCD。
14．BD
【详解】
A．x>x0的情况下，分子力表现为引力，x从x0开始逐渐增大，分子力先增大后减小。故A错误；
B．xC．xD．x>x0的情况下，x越大，分子力做的负功越多，分子势能越大。故D正确。
故选BD。
15．AB
【详解】
A．两分子远离过程中，因开始时两分子间距，则分子力表现为斥力，当分子间的距离时表现为引力，则分子间的作用力先表现为斥力，后表现为引力，选项A正确；
B．两分子远离过程中，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，选项B正确；
C．两分子远离过程中，分子间同时存在的斥力减小、引力减小，选项C错误；
D．当时，两分子势能最小，动能最大，选项D错误。
故选AB。
16．ACD
【详解】
A．图甲中分子并不真的是球形，把它们当做球形处理是一种估算方法，故A正确；
B．图乙是三颗微粒在不同时刻位置的连线，而不是微粒的运动轨迹，故B错误；
C．图丙说明悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则撞击造成的，故C正确；
D．图丁中两分子间分子力的合力为零的位置分子势能最小，故D正确。
故选ACD。
17．
【详解】
[1] 酒精油酸溶液的浓度为
一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为
[2]油膜的格数有128格，油膜面积为
[3] 油酸分子直径为
18．单层 DACB AC 6×10-10
【详解】
（1）[1][2]本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为。
（2）[3]实验中先在浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜；将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上；将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积。则合理的顺序是：DACB。
（3）[4]该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。根据可知：
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V偏大，测得的分子直径d偏大，选项A正确；
B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则油膜的面积偏大，则测得的分子直径偏小，选项B错误；
C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S的测量值偏小，分子直径测量值偏大，选项C正确；
D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则S测量值偏大，则分子直径测量值偏小，选项D错误。
故选AC。
（4）[5]一滴该油酸酒精溶液含纯油酸的体积为
油酸分子的直径为
19．（1）（2）
【详解】
（1）质量m=1g的铜中含有的分子数为

（2）一个铜原子的质量
所以铜原子的体积
将铜原子当作球体，故
V0=πD3
联立解得
20．①个；②
【详解】
①1m3可燃冰可释放164m3的天然气，标准状况下1mol气体的体积为，甲烷物质的量为
则1m3可燃冰所含甲烷分子数为
个
1cm3可燃冰所含甲烷分子数为个。
②平均每个甲烷分子的质量为
21．（1）N个；（2）3×10-9m．
【详解】
(1) 设疝气的物质的量为n，则
疝气分子的总数：；
(2) 每个分子所占的空间为：
设分子间平均距离为a，则有：
则．

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