新人教版选择性必修第三册高中物理 第一章 分子动理论核心素养 检测卷（含解析）

第一章核心素养检测卷
考试时间：75分钟，满分：100分　
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1．“臭豆腐”是全国有名的小吃，我们在很远就能闻到臭豆腐的气味说明(　　)
A.分子间有间隙B．分子在运动
C.分子间有引力D．分子间有斥力
2．下列关于布朗运动的说法，正确的是(　　)
A.布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B.花粉颗粒的布朗运动反映了花粉分子在永不停息地做无规则运动
C.悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，布朗运动越不明显
D.当物体温度达到0℃时，布朗运动就会停止
3．做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是(　　)
A.甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液旳实际浓度比计算值小了
B.乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为59滴
C.丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗
D.丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
4．已知阿伏加德罗常数为NA，下列说法正确的是(　　)
A.若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量m＝
B.若油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一个油酸分子的直径d＝
C.若某种气体的摩尔质量为M，密度为ρ，该气体分子间平均距离d＝
D.若某种气体的摩尔体积为V，单位体积内含有气体分子的个数n＝
5.
分子间势能由分子间距r决定．规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示．若一分子固定于原点O，另一分子从距O点无限远向O点运动．下列说法正确的是(　　)
A.在两分子间距从无限远减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小
B.在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力表现为引力
C.在两分子间距等于r1处，分子之间的作用力等于0
D.对于标准状况下的气体，绝大部分分子的间距约为r2
6．[2023·陕西渭南高二统考期末]关于分子动理论，下列说法正确的是(　　)
A.图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引
B.图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C.图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从r0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
7．关于气体的压强，下列说法中正确的是(　　)
A.气体的压强是由气体分子间的吸引和排斥产生的
B.气体分子的平均速率减小，气体的压强一定减小
C.气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的
D.当某一容器自由下落时，容器中气体的压强将变为零
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8．下列说法正确的是(　　)
A.只要知道标准状况下气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以计算出气体分子的体积
B.随着分子间距离的增大，分子间引力增大，斥力减小，分子势能一直减小
C.温度高的物体的内能不一定大，但分子的平均动能一定大
D.热现象的微观理论认为，构成物体的各个分子的运动是无规则的，带有偶然性的，但大量分子的运动却有一定的规律
9．下列有关热现象和热规律说法正确的是(　　)
A.“酒好不怕巷子深、花香扑鼻”与分子热运动有关
B.用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有空隙的缘故
C.同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律
D.用打气筒给自行车充气，越打越费劲，说明气体分子之间有斥力
10.
将一个分子P固定在O点，另一个分子Q放在图中的A点，两分子之间的作用力与其间距的关系图线如图所示，虚线1表示分子间相互作用的斥力，虚线2表示分子间相互作用的引力，实线3表示分子间相互作用的合力．如果将分子Q从A点由静止释放，分子Q仅在分子力的作用下始终沿水平方向向左运动，则下列说法正确的是(　　)
A.分子Q由A点运动到C点的过程中，先加速再减速
B.分子Q在C点时分子势能最小
C.分子Q在C点时加速度大小为零
D.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度先增大后减小再增大
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(6分)在用油膜法测量油酸分子直径的实验中：
(1)体积为10cm3的油滴，滴在水面上展开形成单分子油膜，则油膜面积的数量级为________．
A.109cm2B．106cm2C．104cm2D．102cm2
(2)将酒精加入1cm3的油酸中制成200cm3的油酸酒精溶液．已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴在水面上，随着酒精蒸发，油酸在水面上形成单分子油膜，已测得油膜层的面积为0.2m2，由此可以估测油酸分子的直径为________cm.
12．(10分)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，并在玻璃板上描出油酸膜的形状；
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：
(1)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)
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则最终的测量结果将偏________(选填“大”或“小”).
(3)若油酸酒精溶液长时间静置，则最终的测量结果将偏________(选填“大”或“小”).
13．(10分)为保证环境和生态平衡，在各种生产活动中都应严禁污染水源．在某一水库中，一艘年久失修的快艇在水面上违规快速行驶，速度为8m/s，导致油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油处共用时t＝1.5min.测量时，漏出的油已在水面上形成宽约为a＝100m的长方形厚油层．已知快艇匀速运动，漏出油的体积V＝1.44×10－3m3，求：
(1)该厚油层的平均厚度D；
(2)该厚油层的厚度D约为分子直径d的多少倍．(已知油分子直径约为10－10m)
14．(12分)一个高约为2.8m，面积约为10m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟．求：(保留两位有效数字)
(1)估算被污染的空气分子间的平均距离．
(2)另一个不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子．(人正常呼吸一次吸入气体300cm3，一根烟大约吸10次，标准状况下空气的摩尔体积Vmol＝22.4L/mol，结果保留两位有效数字)
15．(16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的压力f.
(2)“温度是分子平均动能的标志”可以表示为T＝αk(α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p＝nkT，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：T＝αk，并求出α的表达式．
第一章核心素养检测卷
1．答案：B
解析：远远就能闻到“臭豆腐”的味道，是因为“臭豆腐”的分子在不停地做无规则运动，运动到空气中被我们吸到了，属于扩散现象．B正确．
2．答案：C
解析：布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；花粉颗粒的布朗运动反映了液体分子在永不停息地做无规则运动，选项B错误；悬浮颗粒越大，同一时刻与它碰撞的液体分子越多，颗粒的受力越平衡，布朗运动越不明显，选项C正确；当物体温度达到0℃时，分子的运动不会停止，则布朗运动也不会停止，选项D错误．故选C.
3．答案：A
解析：因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，这样导致算出的油酸体积比实际偏大d＝，可知，油酸的分子直径比实际值偏大，故A正确；求每滴体积时，1mL溶液的滴数多计了1滴，纯油酸的体积将偏小，则计算得到的分子直径将偏小，故B错误；不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，拿错的注射器的针管比原来的粗，代入计算的1滴油酸酒精溶液的纯油酸体积仍不变，由于针管变粗，导致油膜的面积变大，d＝，这会导致实验测得的油酸分子直径偏小，故C错误；丁同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，导致油膜的面积变大，d＝，这会导致实验测得的油酸分子直径偏小，故D错误．故选A.
4．答案：C
解析：若油酸的摩尔质量为M，一个油酸分子的质量m＝，故A错误；由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有一个油酸分子的体积V0＝＝，将油酸分子看成立方体，立方体的边长等于分子直径，则得：V0＝d3，解得：d＝，故B错误；由于气体分子间距很大，所以一个分子所占的空间V＝，则分子直径d＝，故C正确；某种气体的摩尔体积为V，单位体积气体的摩尔数为n＝，则含有气体分子的个数n＝，故D错误．
5．答案：A
解析：由图可知，r2处分子势能最小，则r2处分子之间的作用力等于0，所以在两分子间距从很大减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小，选项A正确；由于r16．答案：D
解析：图甲的扩散现象说明分子间有间隙和分子永不停息的做无规则运动，故A错误；图乙中所示位置是不同时刻炭粒的位置，无法表示炭粒的运动轨迹，故B错误；图丙中r0是分子力等于零的位置，从图像可知，分子间距从r0增大时，分子力先变大后变小，故C错误；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，则曲线②对应的温度较高，故D正确．
7．答案：C
解析：气体的压强是由于大量气体分子频繁撞击器壁产生的，A错误，C正确；气体分子的平均速率减小，若气体体积减小，气体的压强不一定减小，B错误；当某一容器自由下落时，容器中气体分子的运动不受影响，气体的压强不为零，D错误．
8．答案：CD
解析：气体分子的间距很大，标准状况下气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数的比值是分子运动所占有的空间，A错误；随着分子间距离的增大，分子间引力减小，斥力也减小，在rr0时，分子势能随着分子间距离的增大而增大，B错误；由分子动理论可知，分子内能的多少与分子的数量、分子的平均动能、分子势能有关，温度是分子平均动能大小的标志，仅知道温度高即分子的平均动能大，内能不一定大，C正确；单个分子做无规则的热运动，但大量分子的运动具有统计规律，D正确．
9．答案：AC
解析：“酒好不怕巷子深、花香扑鼻”与分子热运动有关，故A正确；用手捏面包，面包的体积缩小了，是将面包里的部分空气挤压出来了，不是因为分子间有间隙，故B错误；根据统计规律可知，同一温度下，气体分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律，故C正确；用打气筒给自行车充气，越打越费劲，是因为气体压强增大的缘故，并非说明气体分子之间有斥力，故D错误．
10．答案：BCD
解析：分子Q由A点运动到C点的过程中，两分子一直受吸引力作用，速度一直增加，动能增加，分子势能减小，在C点的分子势能最小，A错误，B正确；分子Q在C点时受到的分子力为零，故Q在C点时加速度大小为零，选项C正确；分子Q由A点释放后运动到C点的过程中，分子力是吸引力，先增大后减小；然后到C点左侧的过程分子力为斥力，逐渐变大，故加速度先增大后减小再增大，选项D正确．
11．答案：(1)A　(2)5×10－8
解析：(1)单分子油膜的厚度等于分子的直径，为d＝＝10－10m
所以S＝＝m2＝105m2＝109cm2，故A正确．
(2)一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V0＝cm3＝1×10－4cm3＝1×10－10m3
油酸分子的直径为d＝＝m＝5×10－10m＝5×10－8cm.
12．答案：(1)8×10－12　1×10－2　8×10－10　(2)大　(3)小
解析：(1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积V＝×mL＝8×10－6mL＝8×10－12m3；油膜的面积S＝128×1cm2＝128cm2≈1×10－2m2；油酸分子的直径d＝＝m＝8×10－10m.
(2)若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量值偏大．
(3)若油酸酒精溶液长时间静置，则浓度变大，最终得到的油膜的面积变大，可知测量值偏小．
13．答案：(1)2×10－8m　(2)200
解析：(1)油层长度L＝vt＝8×90m＝720m
则油层厚度D＝＝m＝2×10－8m；
(2)n＝＝＝200.
14．答案：(1)7.0×10－8m　(2)8.7×1017个
解析：(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300cm3，含有空气分子数n＝×6.02×1023个≈8.1×1022个．
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为个/米3≈2.9×1021个/米3，每个被污染的分子所占体积为V＝m3，所以平均距离L＝≈7.0×10－8m.
(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个．
15．答案：(1)①I＝2mv，②f＝nmv2　(2)证明过程见解析，α＝
解析：(1)①对与器壁碰撞的一个粒子，由动量定理可得
I＝2mv①
②设正方体容器某一侧壁面积为S，则Δt时间内碰壁的粒子数为N＝n·SvΔt②
由动量定理得FΔt＝N·I③
由牛顿第三定律可得，器壁受到的压力F′＝F④
容器壁单位面积所受粒子压力f由压强的定义式得f＝⑤
联立①②③④⑤得f＝nmv2⑥
(2)由于压强p和温度T的关系式为p＝nkT⑦
联立⑥⑦可得Ek＝mv2＝kT⑧
由⑧与题中信息T＝αk
可得α＝