第一章 分子动理论与气体实验定律 单元测试（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
第一章
分子动理论与气体实验定律
单元测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法错误的是（　　）
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．温度越高，布朗运动越显著
C．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大
2．某种气体在两种不同温度下的气体分子速率分布曲线分别如图中实线和虚线所示，横坐标ν表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比，从图中可得（　　）
A．温度升高，曲线峰值向左移动
B．实线对应的气体分子温度较高
C．虚线对应的气体分子平均动能较大
D．与实线相比，虚线对应的速率在间隔内的气体分子数较少
3．下列关于分子热运动和热现象的说法正确的是（　　）
A．一定量气体的内能等于其所有分子的热运动动能和分子势能的总和
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加
C．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
D．如果气体温度升高，那么每一个分子热运动的速率都增加
4．关于物体的内能，下列叙述中正确的应是（　　）
A．温度高的物体比温度低的物体内能大
B．物体的内能不可能为零
C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同
D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能一定不相同
5．启动汽车时发现汽车电子系统报警，左前轮胎压过低，显示为，车轮内胎体积约为。为使汽车正常行驶，用电动充气泵给左前轮充气，每秒钟充入、压强为的气体，充气结束后发现内胎体积约膨胀了，充气几分钟可以使轮胎内气体压强达到标准压强？（汽车轮胎内气体可以视为理想气体，充气过程轮胎内气体温度无明显变化）（　　）
A．3
B．4
C．5
D．6
6．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（　　）
A．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
B．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小
C．分子间距离越大，分子间的作用力越小
D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢
7．如图，竖直倒放的气缸内有一质量不可忽略的活塞，将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁无摩擦。下列措施中，稳定后封闭气体压强变大的是（　　）
A．升高气体温度
B．使气缸向上匀速运动
C．顺时针转30°
D．增加气缸质量
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．关于内能和机械能的说法中不正确的是（　　）
A．内能和机械能各自包含动能和势能，因此它们的本质上是一样的
B．物体的内能和机械能均不为零
C．一个物体的机械能可以为零，但它的内能永远不可能为零
D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变
10．气体内能是所有气体分子热运动动能和分子势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的哪些因素，下列说法正确的是（　　）
A．温度和体积
B．体积和压强
C．温度和分子间距离
D．温度和压强
11．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，但是会造成油膜面积变大
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
12．下列说法正确的是（　　）
A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高
B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小
D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．已知乌鲁木齐市7月份和1月份的平均气温之差约为40℃。家用轿车在7月份和1月份的平均气温下，当车胎内气体压强相同时，胎内气体的质量之比约为13∶15，不计车胎容积变化。求∶
（1）家用轿车7月份和1月份车胎内气体在同温、同压下的体积之比；
（2）估算乌鲁木齐市7月份和1月份的平均气温（用摄氏温标表示）。
14．如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通。开始时左端封闭气柱长为，左右两管液面相平，已知大气压强为，气体的温度为，若该气体为理想气体。当左管中的温度升高到时，气体长度变为，求此时该气体的压强？
15．如图，某材料制备系统由供气瓶、反应室、
加热器和真空泵等设备组成。供气瓶的容积为，储存的气体压强为，反应室的容积为。制备材料前，反应室处于真空状态，关闭所有阀门。制备材料时，先打开阀门1，供气瓶向反应室缓慢供气，当反应室气压达到时，关闭阀门1；对反应室内气体缓慢加热，使其从室温升到，进行材料合成。实验结束后，待反应室温度降至室温，将其抽至真空状态。环境温度恒定，忽略材料体积，气体不参与反应。
（1）加热后，求反应室内气体的压强（结果保留3位有效数字）。
（2）当供气瓶剩余气体压强降到时，需更换新的供气瓶，供气瓶最多能给反应室充气多少次？
16．消毒是防止新冠肺炎传播的重要环节，肩背式手动消毒喷雾器原理如图所示，储液桶上端进气孔用细软管与带有单向阀门的打气筒相连，下端出水口用细软管与带阀门的喷头相连．已知储液桶容积L，打气筒每打一次能将L的外界空气压入储液桶内．现向储液桶内注入L的消毒液，拧紧桶盖和喷头开关，设大气压强、喷雾器内外温度均为，打气过程中温度保持不变。求：
（1）未打气时，储液桶内气体在标准状态下（气体压强、温度）的体积是多少？
（2）某次消毒时，打气筒连续打气使储液桶内的气体压强增加到2.5atm，求打气筒打气的次数n．
（3）如果压强达到2.5atm时停止打气．打开阀门，向外喷药，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩余的药液还有多少升？（上述过程温度不变）
参考答案
1．C
【详解】
A．温度高的物体分子平均动能一定大，但是内能不一定大，故A正确，不符合题意；
B．温度越高，布朗运动越显著，故B正确，不符合题意；
C．当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，故C错误，符合题意；
D．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大，故D正确，不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
AB．实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，当温度升高时，曲线峰值向右移动，故B正确，A错误；
C．由图可知，具有最大比例的速率区间，实线对应的速率大，说明实线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，故C错误；
D．由图像可知，与实线相比，虚线对应的速率在间隔内的气体分子数较多，选项D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和。故A正确；
B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，温度不变，其分子平均动能不变，吸收的热量转化为分子势能，故B错误；
C．气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散，故C错误；
D．如果气体温度升高，分子的平均动能增大，并不是每一个分子热运动的速率都增加，故D错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．温度高低只反映分子平均动能的大小，由于物体的内能跟物体的质量、体积、温度和状态有关，所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，A错误；
B．内能是物体内所有分子无规则热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息的做无规则运动，所以内能永不为零，B正确；
C．内能相同的物体，它们的温度可能不相同，所以它们的分子平均动能可能不相同，C错误；
D．内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，D错误。
故选B。
5．C
【详解】
设使轮胎内气体压强达到2.5p0的充气时间为tmin，此时内胎体积为V2，压强为p2；胎内气体在压强为p1时体积为V1，由玻意耳定律得
其中
，，
联立解得
则充入胎内气体在压强为1.5
p0时的体积为
对充入胎内气体，由玻意耳定律得
其中
联立方程解得
故选C。
6．D
【详解】
AB．设分子平衡距离为r0，分子距离为r。当r＞r0时，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当r＜r0时，分子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当r＝r0时，分子力为0，分子势能最小；由于分子势能是相对的，其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，AB错误；
CD．分子间同时存在引力和斥力，两个分子间的距离变大的过程中，分子斥力与分子引力都减小，分子间引力变化总是比斥力变化慢，分子间距离从小于平衡位置开始，分子间作用力的合力先减小后增大再减小，C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．气缸刚开始平衡，设封闭气体压强为p，大气压强为，活塞质量为m，活塞横截面积为S，由活塞受力平衡可得
解得
升高气体后达到稳定状态，大气压强为，活塞质量为m，故由活塞受力平衡可得封闭气体的压强p不变，故A错误；
B．气缸向上匀速运动，受力平衡没有发生改变，故封闭气体的压强p不变,故B错误；
C．设顺时针转30°后，封闭气体压强为，根据活塞受力平衡有
解得
可得
故C正确；
D．增大气缸质量，活塞质量不变，由活塞受力平衡可得，封闭气体压强不变，故D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．AB
【详解】
A．机械能是指宏观物体动能和势能的总和，内能是指物体内所有分子动能和分子势能的总和，有本质的区别，A错误，符合题意；
BC．物体的分子运动永不停息，内能不可能为零，但物体机械能可以为零，B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．机械能、内能在一定条件下可相互转化，但没有转化时，一个可以变化，另一个可以不变，D正确，不符合题意，
故本题选AB。
10．AC
【详解】
温度是分子平均动能的标志，温度高，分子平均动能大；分子间势能与分子间距离r有关，分子间距离r变化，体积变化，则分子势能就发生变化。
故选AC。
11．ABC
【详解】
A．该实验中把油膜看成单分子层油膜，不考虑各油酸分子间的间隙，将油酸分子看成球形，故A正确；
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，刚开始时，油酸分子中夹有酒精分子，所以面积会变大，故B正确；
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为
由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为
故C正确；
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
故D错误。
故选ABC。
12．ACD
【详解】
A．当温度升高时分子的平均动能增大，则分子的平均速率也将增大，题图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故A正确；
B．一定质量的理想气体由状态A变化到B的过程中，由题图乙知状态A与状态B的pV相等，则状态A与状态B的温度相同，由p－V图线的特点可知，温度升高，pV增大，所以气体由状态A到状态B温度先升高再降低到原来温度，所以气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；
C．由题图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子力表现为引力，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；
D．题图丁为分子势能图线，r2对应的分子势能最小，则r2对应分子间的平衡距离r0，当分子间的距离r故选ACD。
13．(1)15：13；(2)-13.15，26.85
【详解】
(1)设7月份气体密度为，1月份气体密度为，有
解得
(2)在同温同压下
根据理想气体状态方程，有
代入，解得
14．
【详解】
初态
,
，
末态气体长度变为
，
根据
解得
15．(1)；(2)
次
【详解】
(1)根据查理定律得
解得
(2)设可以供n次，则根据玻意耳定律得
解得
次
16．（1）5.46L；（2）30次；（3）1L
【详解】
（1）初态
根据
又
解得
（2）设打气次数为n，初态
末态
根据
可得
（3）打开阀门，向外喷药，初态
末态
根据
可得
桶内剩余的药液