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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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人教版物理选择性必修三 第一章 分子动理论.B卷 （解析版）
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题（共28分）
1．（本题4分）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（ ）
A．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
B．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
C．一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加
D．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斥力
答案： B
解析：气体温度升高，分子的平均动能增大，但并不是所有分子的速率都增加，故A错误；根据物体内能的定义可知，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B正确； 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C错误； 气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子做永不停息的热运动的结果，故D错误．
2．（本题4分）下列关于布朗运动的说法正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
D．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力
答案： B
解析：AC．布朗运动不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动，故AC错误；
B．布朗运动是液体分子无规则热运动的反映，所以温度越高布朗运动越显著，同时颗粒越小受撞击越不易平衡，故布朗运动越剧烈，故B正确；
D．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，说明了液体分子在做无规则运动，故D错误。
故选B。
3．（本题4分）标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol，在此状态下，平均每个气体分子所占的空间约为分子自身体积的多少倍（阿伏加德罗常数近似取为6.0×1023mol-1）（ ）
A．10 B．103 C．105 D．107
答案： C
解析：平均每个气体分子所占的空间约为
每个分子体积为
体积之比为
故选C。
4．（本题4分）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M，阿伏加德罗常数NA，地面附近大气压强p0，重力加速度大小g。由此可以估算地球大气层空气分子总数为（ ）
A． B． C． D．
答案： A
解析：设大气层中气体的质量为m，由大气压强产生
mg = p0S
即
分子数
故选A。
5．（本题4分）设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动，则（ ）
A．乙分子的加速度先减小，后增大
B．乙分子到达r0处时速度最大
C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小
D．乙分子一定在0.5r0~10r0间振动
答案： B
解析：A．两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示
曲线与r轴交点的横坐标为r0。由图可知，乙分子受到的分子力先变小，位于平衡位置时，分子力为零，大于平衡位置时，分子力先变大再变小。故乙分子的加速度是先变小再反向变大，再变小，故A错误；
BC．当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做正功，分子动能增加，势能减小，当r等于r0时，动能最大，势能最小，当r大于r0时，分子间作用力表现为引力，分子力做负功，动能减小，势能增加。故B正确，C错误；
D．不能确定乙分子速度减为零的位置，即乙分子不一定在0.5r0~10r0间振动，故D错误。
故选B。
6．（本题4分）关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同
B．物体的内能改变时温度也一定改变
C．内能与物体的温度有关，所以0°C的物体内能为零
D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
答案： D
解析：A．质量相同的物体，其物质的量不一定相同，因此相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量不一定相同，故A错误；
B．物体的内能取决于物体的温度、体积以及物态等，物体的内能改变时温度不一定改变，例如晶体在融化过程中，内能增大而温度不变，故B错误；
C．一切物体在任何温度下都具有内能，因此0°C的物体仍具有内能，故C错误；
D．物体的内能取决于物体的温度、体积以及物态等，所以分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能，故D正确。
故选D。
7．（本题4分）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C，再从C状态回到A状态，则下列说法正确的是（ ）
A．状态A到状态B过程，单位体积内的分子数变多
B．状态B到状态C过程，气体内能增加
C．状态C到状态A中气体分子的平均动能先增大再减小
D．状态C比状态A中单位面积上单位时间内分子撞击次数更多
答案： C
解析：A．状态A到状态B过程，体积变大，分子数目总量不变，则单位体积内的分子数变少，故A错误；
B．状态B到状态C过程，是等容变化，由
可知
温度降低，气体的内能减少，故B错误；
C．由图可知状态C到状态A过程中，压强和体积的乘积先增大后减小，由理想气体的状态方程
温度是先增大，后减小，则气体分子的平均动能先增大再减小，故C正确；
D．由理想气体的状态方程
可得状态A和状态C的温度相同，则分子的平均动能相等，由于状态C的压强小于状态A的压强且体积大数密度小，所以状态C比状态A中单位面积上单位时间内分子撞击次数少，故D错误。
故选C。
评卷人得分
二、多项选择题（共12分）
8．（本题4分）如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布情况，由图可得信息
A．同一温度下，氧气分子速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率较小的分子所占的比例降低
D．随着温度的升高，氧气分子中速率较大的分子所占的比例降低
答案： AC
解析：A、根据图像可得，同一温度下，氧气分子速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律，A正确
B、随着温度的升高，大部分的粒子速率是增大的，B错误
CD、随着温度的升高，氧气分子中速率较小的分子所占的比例降低，速率较大的分子所占的比例升高，C正确D错误
9．（本题4分）在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的质量分数为，质量为的油酸酒精溶液有滴，且纯油酸的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数为。现取一滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．一滴纯油酸溶液的体积为
B．油酸分子直径为
C．一滴油酸溶液中所含油酸分子个数为
D．计算油膜的面积可以通过在坐标纸上数油膜轮廓内格子数得到
E．使用纯油酸做实验效果更好
答案： BCD
解析：A．一滴纯油酸溶液的质量为，一滴纯油酸溶液的体积为，选项A错误；
B．将油酸分子看作球体且一个一个地单层排列，忽略空隙，油膜分子直径为，选项B正确；
C．一滴纯油酸溶液的摩尔数为，一滴油酸溶液中所含油酸分子个数为，选项C正确；
D．在坐标纸上数油膜轮廓内格子数时，大于或等于半格时算一格，小于半格的不计，用总格子数乘以作为油膜的面积，选项D正确；
E．因为纯油酸粘滞力较大，很难形成单分子油膜，油酸酒精溶液滴在水面上，酒精易挥发，易形成油酸的单分子油膜，选项E错误。
故选BCD。
10．（本题4分）有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。下列说法中正确的是（ ）
A．若乙的质量、温度和甲相同，体积大于，则乙的压强一定大于
B．若丙的体积、质量和甲相同，温度高于，则丙的压强一定大于
C．若丁的质量和甲相同，体积大于、温度高于，则丁的压强一定大于
D．若戊的体积和甲相同，质量大于、温度高于，则戊的压强一定大于
答案： BD
解析：A．若乙的质量、温度和甲相同，则分子平均速率相同，气体分子对器壁的平均作用力相同，而乙的体积大于，则乙的分子密度较小，单位时间撞击器壁的分子数较少，气体压强较小，即乙的压强小于p，选项A错误；
B．丙的温度高于t，体积、质量和甲相同，则丙分子密度与甲相同，由于丙的温度高，分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，则丙气体的压强较大，即丙的压强大于p，选项B正确；
C．若丁的质量和甲相同，体积大于，则丁的分子数密度小于甲，单位时间内撞击器壁的分子数小于甲；但丁的温度高于，分子平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，因此无法比较丁的压强与的大小，选项C错误；
D．戊的质量大于m、温度高于t，体积和甲相同，则戊的分子数密度大于甲，分子的平均速率大于甲，则单位时间内撞击器壁的分子数大于甲，分子对器壁的平均撞击力大于甲，则压强大于甲，即戊的压强大于p，选项D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题（共15分）
11．（本题7分）现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S。
一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为
油膜的总面积为
根据以上数据可估算出油酸分子直径为d＝
答案：
解析：[1]一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为
[2]依据面积超过正方形面积一半的算一个，不足一半的舍去，数出正方形的总个数乘以一个正方形的面积，油膜的总面积为
[3]油酸分子直径为
12．（本题8分）用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液的浓度为，溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。
（1）现将1滴配制好的溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成了油酸的 （选填“单层分子油膜”或“多层分子油膜”）；
（2）把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。已知坐标方格边长为2cm，则得出油酸薄膜的面积约是 ；
（3）根据相关数据可算出油酸分子直径大小约为 m；
（4）若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会 （选填“偏大”或“偏小”）；
（5）本实验中油膜的形成是分子力的作用效果。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能随分子间距r的变化图线。请你指出图乙的两个不合理处 。
答案： 单层分子油膜 240 偏大 ①图乙处分子势能为0不合理，②图乙在范围内完全情况不合理
解析：（1）[1]油膜法估测油酸分子直径大小，溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面尽可能散开，待水稳定后，在水面上形成了油酸的单层分子油膜；
（2）[2]由图示坐标纸可知，油膜所占的方格数为60个，故油膜面积为
（3）[3]每一滴酒精油酸溶液含纯油酸的体积为
故油酸分子直径为
（4）[4]若实验时痱子粉撒得太厚，会导致油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由
可知实验测的分子直径会偏大；
（5）[5]①图乙处分子势能为0不合理。由于分子力做功等于分子势能的变化量，故分子间距由无穷远减小到过程中，分子势能改变量为0，因此分子力做的总功应为0，即图甲中处右侧F—r图线下的正、负面积之和应为0，图中显然不符合；
②图乙在范围内完全情况不合理。由于—r图线的斜率即为分子力，该区间的分子力是越来越大，而图中的斜率越来越小，故不合理。
评卷人得分
四、解答题（共45分）
13．（本题8分）在温度为的环境中，有一个导热良好的密闭容器内封有一定量的氮气。简述容器中氮气分子的速率分布情况。若将该容器放入冰箱冷藏室后，氮气分子的速率分布如何变化？
答案： 速率分布呈“中间多，两头少”的规律；图像的峰值将向左移动。
解析：氮气分子的速率分布呈“中间多，两头少”的规律，在平均速率附近的分子占比最多；若将该容器放入冰箱冷藏室后，氮气分子的平均速率减小，图像的峰值将向左移动。
14．（本题10分）为了保证驾乘人员的安全，汽车安全气囊会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN3）爆炸时产生气体（假设都是N2）充入气囊，以保护驾乘人员。若已知爆炸瞬间气囊容量为，氮气密度，氮气的平均摩尔质量，阿伏加德罗常数，试估算爆炸瞬间气囊中分子的总个数N。（结果保留1位有效数字）
答案：
解析：设气体摩尔数，则
气体分子数
解得
15．（本题12分）已知金刚石密度为3.5×103 kg/m3 ，体积为4×10－8 m3的一小块金刚石中含有多少碳原子，并估算碳原子的直径（取两位有效数字）。
答案： 7.0×1021个，2.2×10－10m
解析：这一小块金刚石的质量
m＝ρV＝3.5×103×4×10－8 kg＝1.4×10－4kg
这一小块金刚石的物质的量
则所含碳分子的个数
N＝n×6.02×1023＝×10－2×6.02×10237×1021
一个碳原子的体积为
则碳原子的直径
16．（本题15分）气体压强与温度对于同一个物理问题，常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究。
（1）如图所示，棱长为d的正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量，为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变，利用所学力学知识，
①求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I；
②导出容器壁单位面积所受粒子压力f。
（2）“温度是分子平均动能的标志”可以表示为（为物理常量）。
查阅资料还可得到信息：
第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力；
第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。
请根据上述信息并结合第（1）问的信息完成证明：，并求出的表达式。
答案： （1）①，②；（2）见解析，
解析：（1）①对与器壁碰撞的一个粒子，由动量定理可得
①
②设正方体容器某一侧壁面积为，则时间内碰壁的粒子数为
②
由动量定理得
③
由牛顿第三定律可得，器壁受到的压力
④
容器壁单位面积所受粒子压力由压强的定义式得
⑤
联立①②③④⑤得
⑥
（2）由于压强和温度的关系式为
⑦
联立⑥⑦可得
⑧
由⑧与题中信息
可得
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
绝密★启用前
人教版物理选择性必修三 第一章 分子动理论.B卷（学生版）
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题（共28分）
1．（本题4分）下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（ ）
A．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
B．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
C．一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加
D．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斥力
2．（本题4分）下列关于布朗运动的说法正确的是（ ）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
C．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
D．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力
3．（本题4分）标准状况下气体的摩尔体积为22.4L/mol，在此状态下，平均每个气体分子所占的空间约为分子自身体积的多少倍（阿伏加德罗常数近似取为6.0×1023mol-1）（ ）
A．10 B．103 C．105 D．107
4．（本题4分）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M，阿伏加德罗常数NA，地面附近大气压强p0，重力加速度大小g。由此可以估算地球大气层空气分子总数为（ ）
A． B． C． D．
5．（本题4分）设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动，则（ ）
A．乙分子的加速度先减小，后增大
B．乙分子到达r0处时速度最大
C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小
D．乙分子一定在0.5r0~10r0间振动
6．（本题4分）关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同
B．物体的内能改变时温度也一定改变
C．内能与物体的温度有关，所以0°C的物体内能为零
D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
7．（本题4分）如图所示，一定质量的理想气体由状态A变化到状态B再变化到状态C，再从C状态回到A状态，则下列说法正确的是（ ）
A．状态A到状态B过程，单位体积内的分子数变多
B．状态B到状态C过程，气体内能增加
C．状态C到状态A中气体分子的平均动能先增大再减小
D．状态C比状态A中单位面积上单位时间内分子撞击次数更多
评卷人得分
二、多项选择题（共12分）
8．（本题4分）如图是氧气分子在不同温度(0 ℃和100 ℃)下的速率分布情况，由图可得信息
A．同一温度下，氧气分子速率分布呈现出“中间多，两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率较小的分子所占的比例降低
D．随着温度的升高，氧气分子中速率较大的分子所占的比例降低
9．（本题4分）在用油膜法估测分子大小的实验中，所用油酸酒精溶液的质量分数为，质量为的油酸酒精溶液有滴，且纯油酸的摩尔质量为，密度为，阿伏加德罗常数为。现取一滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描绘出油酸膜的轮廓形状，再把玻璃板放在边长为的坐标纸上，算出油膜的面积。关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A．一滴纯油酸溶液的体积为
B．油酸分子直径为
C．一滴油酸溶液中所含油酸分子个数为
D．计算油膜的面积可以通过在坐标纸上数油膜轮廓内格子数得到
E．使用纯油酸做实验效果更好
10．（本题4分）有甲、乙、丙、丁、戊五瓶氢气。甲的体积为，质量为，温度为，压强为。下列说法中正确的是（ ）
A．若乙的质量、温度和甲相同，体积大于，则乙的压强一定大于
B．若丙的体积、质量和甲相同，温度高于，则丙的压强一定大于
C．若丁的质量和甲相同，体积大于、温度高于，则丁的压强一定大于
D．若戊的体积和甲相同，质量大于、温度高于，则戊的压强一定大于
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题（共15分）
11．（本题7分）现有按酒精与油酸的体积比为m∶n配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S。
一滴油酸酒精溶液里含油酸的体积为
油膜的总面积为
根据以上数据可估算出油酸分子直径为d＝
12．（本题8分）用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液的浓度为，溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。
（1）现将1滴配制好的溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成了油酸的 （选填“单层分子油膜”或“多层分子油膜”）；
（2）把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。已知坐标方格边长为2cm，则得出油酸薄膜的面积约是 ；
（3）根据相关数据可算出油酸分子直径大小约为 m；
（4）若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会 （选填“偏大”或“偏小”）；
（5）本实验中油膜的形成是分子力的作用效果。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能随分子间距r的变化图线。请你指出图乙的两个不合理处 。
评卷人得分
四、解答题（共45分）
13．（本题8分）在温度为的环境中，有一个导热良好的密闭容器内封有一定量的氮气。简述容器中氮气分子的速率分布情况。若将该容器放入冰箱冷藏室后，氮气分子的速率分布如何变化？
14．（本题10分）为了保证驾乘人员的安全，汽车安全气囊会在汽车发生一定强度的碰撞时，利用叠氮化钠（NaN3）爆炸时产生气体（假设都是N2）充入气囊，以保护驾乘人员。若已知爆炸瞬间气囊容量为，氮气密度，氮气的平均摩尔质量，阿伏加德罗常数，试估算爆炸瞬间气囊中分子的总个数N。（结果保留1位有效数字）
15．（本题12分）已知金刚石密度为3.5×103 kg/m3 ，体积为4×10－8 m3的一小块金刚石中含有多少碳原子，并估算碳原子的直径（取两位有效数字）。
16．（本题15分）气体压强与温度对于同一个物理问题，常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究。
（1）如图所示，棱长为d的正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量，为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变，利用所学力学知识，
①求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I；
②导出容器壁单位面积所受粒子压力f。
（2）“温度是分子平均动能的标志”可以表示为（为物理常量）。
查阅资料还可得到信息：
第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力；
第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。
请根据上述信息并结合第（1）问的信息完成证明：，并求出的表达式。
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