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人教版选择性必修三第一章检测试卷B卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10小题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的或不选的得0分。
1.甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知( )
A.图中连线是炭粒的运动径迹
B.炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C.若水温相同,甲中炭粒的颗粒较大
D.若炭粒大小相同,甲中水分子的热运动较剧烈
【答案】C
【详解】A.图中连线不是炭粒的运动径迹,故A错误;
B.炭粒的位置变化是由于水分子的撞击不平衡产生的结果,故B错误;
C.若水温相同,较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱,炭粒在30s始、末时刻所在位置连线的距离就较短,故甲中炭粒的颗粒较大,故C正确;
D.若炭粒大小相同,温度越高分子的热运动越剧烈,做布朗运动的炭粒运动也越剧烈,故乙中水分子的热运动较剧烈,故D错误。
故选C。
2.从微观角度分析宏观现象是学习和认识热现象的重要方法,下列关于热现象的微观本质分析正确的是( )
A.分子间距离增大时,分子间作用力先增大再减小
B.温度升高,物体内所有分子的动能都增大
C.布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒内的分子在做无规则运动
D.温度升高,物体内分子的平均动能增大
【答案】D
【详解】A.由于不知道起始时分子间的距离,所以分子间距离增大时无法确定分子间作用力大小的变化情况,故A错误;
BD. 温度是分子热运动的平均动能的标志,温度升高,物体内分子的平均动能增大,而不是所有分子的动能都增大,故B错误,D正确;
C.布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,故C错误。
故选D。
3.研究表明,分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.液体表面层分子间距离略小于
B.分子间距离时,分子间的作用力表现为斥力
C.分子间距离由增大到过程中分子间的作用力逐渐减小
D.分子间距离时,分子势能最小
【答案】D
【详解】A.液体表面层分子比较稀疏,分子间距离略大于平衡距离,选项A错误;
B.当分子间距r=r1时分子力表现为零,则分子间距离时,分子间的作用力表现为引力,选项B错误;
C.分子间距离由增大到过程中分子间的作用力逐渐增加,选项C错误;
D.分子间距离等于平衡距离即时,分子势能最小,选项D正确。
故选D。
4.关于以下四幅图的说法中正确的是( )
A. 图甲中茶叶重的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过布朗运动到了蛋清中
B. 图乙中液体内悬浮微粒的无规则运动,间接反映了液体分子的无规则运动
C. 图丙中石头很难被压缩,说明组成石头的分子之间没有空隙
D. 图丁为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则每个气体分子的动能都增加
【答案】B
【详解】A、图甲中茶叶重的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过扩散到了蛋清中,故 A错误;
B、图乙中液体内悬浮微粒的无规则运动,是由于液体分子不断碰撞悬浮颗粒导致其受力不平衡而造成的,所以间接反映了液体分子的无规则运动,故 B正确;
C、不管是固体还是液体还是气体,分子之间一定有空隙,石头很难被压缩是因为分子斥力的原因,故C错误;
D、图丁为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则气体分子的平均动能增加,但并不是每个气体分子的动能都增加,个别分子动能可能减小,故 D错误。
故选B。
5.铂是贵金属之一,较软,有良好的延展性、导热性和导电性。已知铂的摩尔质量为,密度为,阿伏加德罗常数为,把铂原子看成球体,球体的体积公式其中r为球的半径,则铂原子的直径是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】1mol铂原子的体积
每个铂原子的体积
解得铂原子的直径
故选A。
6.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
【详解】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.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,所对应的温度分别为TⅠ、TⅠⅠ、TⅠⅠⅠ,下列说法错误的是( )
A.TⅠ>TⅠⅠ>TⅠⅠⅠ
B.温度高的气体,速率大的分子比例较多
C.从图象中可以直观体会到温度越高,分子运动越剧烈
D.气体速率均呈“中间多、两头少”的分布,但是最大比例的速率区间是不同的
【答案】A
【详解】气体的分子的运动的统计规律:中间多,两头少;最大比例的速率区间是不同的,温度高,最大峰值向速度较大的方向移动,速率大的分子比例较多,分子运动越剧烈,则TⅠ本题选择错误选项;
故选A。
8.分子间存在着分子力,并且分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息,若仅考虑这两个分子间的作用,下述说法中正确的是( )
A.图中r1是分子间作用力为零的位置
B.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互靠近
C.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的加速度最大
D.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大
【答案】D
【详解】A.由图可知,两个分子在r=r2处的分子势能最小,则此处为分子间作用力为零的位置,故A错误;
BC.当分子间距离等于平衡距离时,分子间作用力为零,加速度为零,所以假设将两个分子从r=r2处释放,它们将静止不动,故BC错误;
D.分子间距离在r1~r2之间分子作用力表现为斥力,从r1到r2的过程中分子力做正功,速度增大,当分子之间的距离大于r2时,分子之间的作用力表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,分子的速度减小,所以当r=r2时,分子的速度最大,故D正确。
故选D。
9.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶,它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录,弹性和吸油能力令人惊喜,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为(单位为),摩尔质量为M(单位为kg/mol),阿伏加德罗常数为,则下列说法正确的是( )
A.a千克气凝胶所含的分子数
B.气凝胶的摩尔体积
C.每个气凝胶分子的体积
D.每个气凝胶分子的直径
【答案】ABC
【详解】A.气凝胶的摩数为
则气凝胶所含有的分子数为
A正确;
B.气凝胶的摩尔体积为
故B正确;
B正确,
C.气凝胶中包含个分子,故每个气凝胶分子的体积为
C正确:
D.设每个气凝胶分子的直径为d,则有
解得
D错误。
故选ABC。
10.分子力与分子间距离的关系图像如图所示,图中为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0,下列说法正确的是( )
A.随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快
B.两个分子从间距大于的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
C.分子间距离从增大到无限远的过程中,分子势能先增大后减小
D.将一分子固定,另一分子从间距为()的位置由静止释放,运动至间距为的位置的过程中,该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动
【答案】AD
【详解】A.随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快,故A项正确;
B.两个分子从间距大于的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子力先增加后减小再增加,其分子势能先减小后增加,故B项错误;
C.分子间作用力和分子势能之间的关系如图所示
分子间距离从增大到无限远的过程中,分子势能增加,直至为零,故C项错误;
D.将一分子固定,另一分子从间距为()的位置由静止释放,该过程分子间的力先为引力后为斥力,分子在运动至间距为的位置的过程中,分子力先增加后减小,由牛顿第二定律有
所以加速度大小先增加后减小,所以该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,故D项正确。
故选AD。
二、填空实验题:本大题共3小题,共16分。
11.钟老师的代步工具为一辆发动机为内燃机的汽车。其中的汽缸是发动机内的圆筒形空室,里面有一个由燃料燃烧膨胀推动的活塞,最终将燃料的内能转化为汽车的机械能。该发动机的最大输出功率为Pmax=150kW。某日气温为27℃,钟老师启动汽车前看到胎压检测显示如图a所示。若行驶一段时间后的胎压显示如图(b)所示,则此时轮胎内气体的温度为 ℃。气体对轮胎内壁有压力,从分子动理论观点看,这是由于轮胎中 而产生的。图(c)所示为空气分子在刚启动和行驶一段时间后轮胎中单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像,图中曲线 对应的行驶一段时间后的图像。
【答案】 51.6 气体分子持续撞击轮胎内壁 II
【详解】[1]汽车刚启动时右前轮内气体的温度为
压强为
行驶一段时间后的压强为
轮胎的体积不变,气体发生等容变化得
解得
故填51.6。
[2]气体对轮胎内壁有压力,从分子动理论观点看,这是由于轮胎中气体分子持续撞击轮胎内壁而产生的,故填气体分子持续撞击轮胎内壁。
[3]由图可知,II曲线中速率大的分子占据的比例较大,则说明II曲线对应的平均动能较大,所以II曲线对应的温度较高,因为车行驶一段时间后轮胎中气体温度升高对应的是II曲线的图像,故填II。
12.在2021年12月9日的天宫课堂中,航天员王亚平做了一个水球实验,如图。水球表面上水分子间的作用力表现为 (选填“引力”或“斥力”),王亚平又将她和女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面,纸花迅速绽放,水面对小花做了 (选填“正功”或“负功”)。已知水的摩尔质量为M0,水的密度为,阿伏加德罗常数为NA。则水分子的直径为 (用题中所给的物理量表示)。
【答案】 引力 正功
【详解】[1] 水球表面上水分子间的作用力表现为引力,原因是表面层水分子的平均距离比内部分子间的距离大;
[2]将纸做的小花轻轻放在水球表面,放纸花处水面的平衡被破坏,纸花在指向四周的分子力的作用下迅速绽放,纸花的花瓣移动的方向与分子力的方向整体,可知水面对小花做做正功;
[3]水的摩尔体积
假设水分子是一个挨着一个紧密排列的,则一个水分子的体积
将水分子视为球形,设水分子的直径为d,则
解得
13.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
A.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
B.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积;
C.往浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
D.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
E.根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径。
(1)以上各实验步骤中正确的顺序是 (填写步骤前面的字母)。
(2)实验中所用的油酸酒精溶液的体积百分比浓度为0.05%,每滴溶液的体积为0.02mL,描出油酸膜边缘轮廓如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm,则油酸膜的面积约为 m2(保留两位有效数字)。由以上数据,可估算出油酸分子的直径为 m(保留两位有效数字)。
(3)若实验时痱子粉撒的太厚,则所测的分子直径会 (选填“偏大”或“偏小”)
【答案】 CADBE 1.1×10-2 9.1×10-10 偏大
【详解】(1)[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:
准备浅水盘(C)→形成油膜(A)→描绘油膜边缘(D)→测量油膜面积(B)→计算分子直径(E),故正确的顺序为:CADBE。
(2)[2]油酸膜的面积约为
[3]油酸分子的直径
(3)[4] 若实验时痱子粉撒的太厚,油膜无法完全展开,测得的油膜面积偏小,即测得的油酸分子的直径偏大。
三、计算题(本题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
14.金刚石中碳原子间的作用力很强,具有很大硬度,可以用来切割玻璃。已知金刚石的密度,碳原子的摩尔质量M为,阿伏加德罗常数为。现有一块体积的金刚石,则
(1)这块金刚石中含有N个碳原子,N=?
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地排列在一起的,写出碳原子的直径的表达式。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由公式
,,
解得
个
(2)一个碳原子的体积
把金刚石中碳原子看成球体,则由公式
解得
15.目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术,实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体,设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,将二氧化碳分子看作直径为D的球,则
(1)在该状态下体积为V的二氧化碳气体所含分子数为多少
(2)变成硬胶体后体积约为多少﹖
【答案】(1);(2)
【详解】(1)体积为V的二氧化碳气体的质量为
则在该状态下体积为V的二氧化碳气体所含分子数为
(2)二氧化碳气体变成硬胶体后,可以看成是分子一个个紧密排列在一起,其体积为
16.一个高约为,面积约为的两人办公室,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,一根烟大约吸10次,标准状况下空气的摩尔体积,(结果保留两位有效数字)
【答案】(1);(2)
【详解】(1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为,含有空气分子数
办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为
每个被污染的分子所占体积为
所以平均距离
(2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为
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(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
一、选择题:本题共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一项符合题目要求,每小题4分;第9~10小题有多项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的或不选的得0分。
1.甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片,记录炭粒位置的时间间隔均为30s,两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知( )
A.图中连线是炭粒的运动径迹
B.炭粒的位置变化是由于分子间斥力作用的结果
C.若水温相同,甲中炭粒的颗粒较大
D.若炭粒大小相同,甲中水分子的热运动较剧烈
2.从微观角度分析宏观现象是学习和认识热现象的重要方法,下列关于热现象的微观本质分析正确的是( )
A.分子间距离增大时,分子间作用力先增大再减小
B.温度升高,物体内所有分子的动能都增大
C.布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒内的分子在做无规则运动
D.温度升高,物体内分子的平均动能增大
3.研究表明,分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.液体表面层分子间距离略小于
B.分子间距离时,分子间的作用力表现为斥力
C.分子间距离由增大到过程中分子间的作用力逐渐减小
D.分子间距离时,分子势能最小
4.关于以下四幅图的说法中正确的是( )
A. 图甲中茶叶重的蛋清呈灰黑色,原因是酱油的色素分子通过布朗运动到了蛋清中
B. 图乙中液体内悬浮微粒的无规则运动,间接反映了液体分子的无规则运动
C. 图丙中石头很难被压缩,说明组成石头的分子之间没有空隙
D. 图丁为封闭容器内气体分子运动的示意图,若瓶内气体温度升高,则每个气体分子的动能都增加
5.铂是贵金属之一,较软,有良好的延展性、导热性和导电性。已知铂的摩尔质量为,密度为,阿伏加德罗常数为,把铂原子看成球体,球体的体积公式其中r为球的半径,则铂原子的直径是( )
A. B.
C. D.
6.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.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比,所对应的温度分别为TⅠ、TⅠⅠ、TⅠⅠⅠ,下列说法错误的是( )
A.TⅠ>TⅠⅠ>TⅠⅠⅠ
B.温度高的气体,速率大的分子比例较多
C.从图象中可以直观体会到温度越高,分子运动越剧烈
D.气体速率均呈“中间多、两头少”的分布,但是最大比例的速率区间是不同的
8.分子间存在着分子力,并且分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息,若仅考虑这两个分子间的作用,下述说法中正确的是( )
A.图中r1是分子间作用力为零的位置
B.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互靠近
C.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的加速度最大
D.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大
9.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶,它刷新了目前世界上最轻的固体材料的纪录,弹性和吸油能力令人惊喜,这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度仅是空气密度的。设气凝胶的密度为(单位为),摩尔质量为M(单位为kg/mol),阿伏加德罗常数为,则下列说法正确的是( )
A.a千克气凝胶所含的分子数
B.气凝胶的摩尔体积
C.每个气凝胶分子的体积
D.每个气凝胶分子的直径
10.分子力与分子间距离的关系图像如图所示,图中为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0,下列说法正确的是( )
A.随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快
B.两个分子从间距大于的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
C.分子间距离从增大到无限远的过程中,分子势能先增大后减小
D.将一分子固定,另一分子从间距为()的位置由静止释放,运动至间距为的位置的过程中,该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动
二、填空实验题:本大题共3小题,共16分。
11.钟老师的代步工具为一辆发动机为内燃机的汽车。其中的汽缸是发动机内的圆筒形空室,里面有一个由燃料燃烧膨胀推动的活塞,最终将燃料的内能转化为汽车的机械能。该发动机的最大输出功率为Pmax=150kW。某日气温为27℃,钟老师启动汽车前看到胎压检测显示如图a所示。若行驶一段时间后的胎压显示如图(b)所示,则此时轮胎内气体的温度为 ℃。气体对轮胎内壁有压力,从分子动理论观点看,这是由于轮胎中 而产生的。图(c)所示为空气分子在刚启动和行驶一段时间后轮胎中单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率变化的图像,图中曲线 对应的行驶一段时间后的图像。
12.在2021年12月9日的天宫课堂中,航天员王亚平做了一个水球实验,如图。水球表面上水分子间的作用力表现为 (选填“引力”或“斥力”),王亚平又将她和女儿用纸做的小花轻轻放在水球表面,纸花迅速绽放,水面对小花做了 (选填“正功”或“负功”)。已知水的摩尔质量为M0,水的密度为,阿伏加德罗常数为NA。则水分子的直径为 (用题中所给的物理量表示)。
13.在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
A.用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
B.将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积;
C.往浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
D.将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
E.根据一滴溶液中纯油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径。
(1)以上各实验步骤中正确的顺序是 (填写步骤前面的字母)。
(2)实验中所用的油酸酒精溶液的体积百分比浓度为0.05%,每滴溶液的体积为0.02mL,描出油酸膜边缘轮廓如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm,则油酸膜的面积约为 m2(保留两位有效数字)。由以上数据,可估算出油酸分子的直径为 m(保留两位有效数字)。
(3)若实验时痱子粉撒的太厚,则所测的分子直径会 (选填“偏大”或“偏小”)
三、计算题(本题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
14.金刚石中碳原子间的作用力很强,具有很大硬度,可以用来切割玻璃。已知金刚石的密度,碳原子的摩尔质量M为,阿伏加德罗常数为。现有一块体积的金刚石,则
(1)这块金刚石中含有N个碳原子,N=?
(2)假如金刚石中碳原子是紧密地排列在一起的,写出碳原子的直径的表达式。
15.目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术,实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体,设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,将二氧化碳分子看作直径为D的球,则
(1)在该状态下体积为V的二氧化碳气体所含分子数为多少
(2)变成硬胶体后体积约为多少﹖
16.一个高约为,面积约为的两人办公室,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,一根烟大约吸10次,标准状况下空气的摩尔体积,(结果保留两位有效数字)
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