人教版（2019） 选择性必修 第三册 第一章 分子动理论 本章复习与测试（含解析）

人教版选必3 第一章分子动理论
一、单选题
1.如图所示，二氧化氮气体的密度大于空气的密度，当抽掉玻璃板一段时间后，两个瓶子内颜色逐渐变得均匀。针对上述现象，下列说法正确的是( )
A. 此现象能说明分子间存在相互作用的引力
B. 此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同
C. 颜色变得相同后，瓶中气体分子停止运动
D. 颜色变得相同后，上方瓶中气体密度比空气大
2.运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是( )
A. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关
B. 某气体的摩尔体积为，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为
C. 生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成
D. 用打气筒的活塞压缩气体很费力，说明分子间有斥力
3.关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是( )
A. 温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大
B. 不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
C. 水的内能小于水蒸气的内能
D. 做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的
4.人们认识事物经历了从简单到复杂，从宏观到微观的过程，从分子角度认识事物，为我们打开更加广阔的视野，极大推论了认识水平，比如分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质，据此可判断下列说法中正确的是( )
A. 显微镜下观察到墨水中的微小碳粒在不停的做无规则运动，这反映了碳粒分子运动的无规则性
B. 分子间距增大时，分子间的引力和斥力同时增大，斥力增大的快
C. 分子之间距离从处开始增大时，分子势能也随之增大
D. 磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力
5.两分子之间的分子力、分子势能与分子间距离的关系图线如图甲、乙两条曲线所示取无穷远处分子势能为下列说法正确的是( )
A. 甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B. 当时，分子势能为零
C. 两分子在相互靠近的过程中，在阶段，做正功，分子动能增大，分子势能减小
D. 两分子从相距开始随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
6.洛阳某天的气温变化趋势如图所示，在：和：的空气分子速率分布曲线如图所示，横坐标表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是( )
A. 细颗粒物在大气中的移动是细颗粒物分子的热运动
B. 图中实线围成面积小于虚线围成面积
C. 图中实线表示：时的空气分子速率分布曲线
D. 单位时间内空气分子对同一细颗粒物的平均撞击次数：时比：时多
7.氧气分子在和温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法错误的是
A. 图中虚线对应于氧气分子在时的情形
B. 图中实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大
C. 在分子数密度相同的情况下，图中实线对应的氧气分子对容器壁单位面积的作用力更大
D. 与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较小
8.根据分子动理论，下列说法正确的是( )
A. 布朗运动是液体分子的运动，它说明了分子在永不停息地做无规则运动
B. 温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体每个分子的动能一定比温度较低的物体分子的动能大
C. 物体体积增大，分子势能可能减小
D. 某气体的摩尔质量为、摩尔体积为、密度为，用表示阿伏加德罗常数，则每个气体分子的质量，每个气体分子的体积
9.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的大小一般在之间。已知布朗运动微粒大小通常在数量级。下列说法正确的是( )
A. 布朗运动是气体介质分子的无规则的运动
B. 在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈
C. 在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹
D. 当固态或液态颗粒很小时，能很长时间悬浮在气体中，是受到气体分子无规则热运动撞击而导致的
10.实验是物理学发展的科学基础，是把物理表象、物理情境上升到物理概念、规律的重要途径，正确地认识生活和实验中的物理现象是学习物理的有效方法对于下列现象，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. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹
C. 图丙的气体速率分布规律图中，对应的温度大于对应的温度
D. 图丁玻璃板紧贴水面，用弹簧测力计将其拉离水面时，拉力大小一定等于玻璃板的重力大小
11.实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方法。通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为( )
A. B. C. D.
12.一定质量的的水在凝固成的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是( )
A. 分子平均动能增加，分子势能减少 B. 分子平均动能减少，分子势能增加
C. 分子平均动能不变，分子势能增加 D. 分子平均动能不变，分子势能减少
13.在分子动理论中，将气体分子抽象为无引力的弹性质点。现有一束气体分子射向一个静止的光滑平壁，假定分子束中的分子速度大小方向均相同，且速度方向与平壁垂直。已知每个分子质量为，分子速率为，分子数密度为。则平壁受到的压强为( )
A. B. C. D.
二、多选题
14.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. 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
D. 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
15.观察布朗运动的实验过程中，每隔记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 由图可以看出布朗运动是无规则的
B. 图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹
C. 若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运动显著
D. 若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著
16.如图，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系图像如图，图中远大于现乙分子从处以初速度向轴正方向运动，若乙分子的运动遵循经典力学规律，下列描述正确的是( )
A. 乙分子从到过程中，加速度先增大后减小
B. 乙分子从到过程中，两分子间的作用力先减小后增大
C. 乙分子从到过程中速度逐渐增大，从到过程中速度逐渐减小
D. 乙分子从到过程中，甲、乙两分子的势能先增大后减小
17.分子势能随分子间距离变化的图像如图所示，据图分析可得( )
A. 从到，分子间引力、斥力都减小
B. 从到，分子间仅有斥力存在
C. 从到，分子间的作用力表现为引力
D. 当时，越小，分子势能越小
18.如图所示，用表示两分子间的作用力，表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离从变为的过程中( )
A. 先减小后增大 B. 先增大后减小 C. 一直减小 D. 一直增大
19. 对于一定质量的理想气体，下列论述正确的是( )
A. 气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
B. 若单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，压强可能不变
C. 若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数一定增加
D. 若气体的压强不变而温度降低，则单位体积内分子个数可能不变
三、实验题
20.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：
关于油膜面积的测量方法，下列做法正确的是
A.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量油膜的面积
B.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再用刻度尺去量没有油膜的部分的面积
C.油酸酒精溶液滴入水中后，应立即将油膜的轮廓画在玻璃板上，再利用坐标纸去计算油膜的面积
D.油酸酒精溶液滴入水中后，应让油膜尽可能地散开，再把油膜的轮廓画在玻璃板上，然后用坐标纸去计算油膜的面积
实验中，将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，又测得的油酸酒精溶液有滴，现将滴溶液滴到水面上，在水面上形成面积为的单分子层油膜，由此可估算油酸分子的直径 。
21.在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中：
在“油膜法”估测分子大小的实验中，体现的物理思想方法是 。用序号字母填写
A.理想模型法 控制变量法 等效替代法
实验中所用的油酸酒精溶液为溶液中有纯油酸，用量筒测得上述溶液为滴，把滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形方格的边长为，油膜所占方格数约为个，可以估算出油膜的面积是 结果保留两位有效数字，由此估算出油酸分子的直径是 结果保留三位有效数字。
在一次实验中由于痱子粉撒得过多，得到了如图乙所示的油膜，如果按此油膜来计算分子直径，你认为测量结果相对真实值会 填“偏大”“偏小”或“无系统误差”。
四、计算题
22.地球到月球的平均距离为。已知阿伏伽德罗常数，铁的摩尔质量为，密度为。若把铁分子一个紧挨一个地单列排起来，筑成从地球通往月球的“分子大道”，请进行下列估算：结果均保留一位有效数字
单个铁分子的体积
这条“分子大道”共需多少个铁分子
23.拒绝烟草，洁身自好，是一个中学生时刻要提醒自己的行为准则。一个高约、面积约的厕所，若有两人各吸了一根烟，在标准状况下，空气的摩尔体积为，可认为吸入气体的体积等于呼出气体的体积，阿伏加德罗常数为。试估算：一个人呼吸一次吸入气体的体积约为，一根烟大约吸次，假设抽烟者吸入的气体分子均为未被污染的气体，呼出的气体分子均为被污染的气体
两人同时在厕所各吸完一支烟所被污染的空气分子个数；
一段时间后被污染的气体分子均匀分布整个厕所，另一不吸烟者进入厕所呼吸一次，大约吸入多少个被污染过的空气分子。
24.空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器铜管液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积已知水的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数试求：结果均保留一位有效数字
该液化水中含有水分子的总数；
一个水分子的直径．
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.此现象属于扩散现象，是分子无规则运动的结果，不能说明分子间存在相互作用的引力，故选项A错误；
B.扫地时灰尘飞扬，该现象属于机械运动，不是扩散现象，所以成因不同，故选项B错误；
C.分子运动永不停息，故选项C错误；
D.二氧化氮气体的密度大于空气的密度，颜色变得相同后，上方瓶中因有二氧化氮气体，所以密度比空气大，故选项D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】、气体分子单位时间和单位面积与器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，故A错误；
B、气体分子之间的距离很大，不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，如果要用表示阿伏加德罗常数，则应该为气体分子所占的空间的平均体积，故B错误；
C、扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确；
D、气体分子间距离大于分子直径倍，分子间相互作用力忽略不计，用打气筒的活塞压缩气体很费力是因为活塞两侧的气体压强差增大的缘故，故D错误。
故选：。
本题考查了气体压强的微观意义、阿伏加德罗常数、扩散现象等知识点。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。
3.【答案】
【解析】A.温度是分子平均动能的标志，物体温度升高分子的平均动能增加，但不是每一个分子的动能都增大，故A错误；
B.质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，故B错误；
C.水变成水蒸气要吸热，则同质量水的内能小于水蒸气的内能，故C正确；
D.做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】A.墨水中的小碳粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致的，并且没有规则，这反映了液体分子运动的无规则性，A错误；
B.分子间距增大时，分子间的引力减小，斥力也减小，B错误；
C.分子之间距离等于时，分子间的势能最小，分子可以从距离小于处增大分子之间距离，此时分子势能先减小后增大，分子距离大于处增大分子之间距离，分子力做负功，此时分子势能一直增大，C正确；
D.磁铁可以吸引铁屑，是由于磁场力的作用，这一事实不能说明分子间存在引力，D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以题图乙中图线为分子势能与分子间距离的关系图线，故A、B错误；
在阶段，分子力表现为引力，两分子在相互靠近的过程中，分子力做正功，分子动能增大，分子势能减小，故C正确；
由题图甲可知，两分子从相距开始随着分子间距离的增大，分子力先增大后一直减小，故D错误．
6.【答案】
【解析】A.细颗粒物在大气中的移动是布朗运动，细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热运动与气流的作用，故A错误；
B.图中实线围成面积等于虚线围成面积，都等于，故B错误；
C.由图乙可知实线对应的速率大的分子占的比列越大，对应的气体分子温度较高，所以图乙中实线表示：时的空气分子速率分布曲线，故C正确；
D.：时的气温高于：的的气温，空气分子的平均动能较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】由题图可以知道，具有最大比例的速率区间，时对应的速率大，说明实线为氧气分子在的分布图像，对应的平均动能较大，在分子数密度相同的情况下压强更大，对容器壁单位面积的作用力更大，故错误、正确、正确；
D.与时相比，时氧气分子速率出现在区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故正确。
本题选错误的，故选：
8.【答案】
【解析】、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映，在显微镜下观测到的不是液体分子运动．故A错误．
B、温度是分子平均动能的标志，温度较高的物体分子平均动能较大，但由于分子的运动是无规则的，因此不是每个分子的动能都比温度较低的物体分子的动能大．故B错误．
C、物体体积增大，分子势能可能减小，例如，的水结冰，体积增大，分子势能减小．故C正确．
D、应用计算出的是每个气体分子所占空间的体积，由于气体分子间距较大，所以并不是每个分子的实际体积．故D错误。
9.【答案】
【解析】A.布朗运动是气体介质中固体微粒的无规则的运动，故A错误；
B.在布朗运动中，固态或液态颗粒越小，受到的力越少，力越不容易被平衡，布朗运动越剧烈，故B错误；
C.在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹与分子的无规则运动的轨迹不同，分子无规则运动对颗粒产生撞击使颗粒无规则运动，故C错误；
D.当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中，颗粒的运动属于布朗运动，能长时间悬浮是因为受到气体分子无规则热运动撞击而导致的，故D正确。
故选D。
10.【答案】
【解析】A.扩散现象是两种不同物质的分子热运动引起的，不能说明分子间相互吸引，故A错误
B.题图乙中的折线只是每隔一定的时间固体小颗粒的位置的连线，也许在这一小段时间内，固体小颗粒又运动到了其他的位置，图中无法描述清楚，所以题图乙中的折线不是固体小颗粒的运动轨迹，故B错误
C.温度越高，分子的热运动越剧烈，速率大的分子比例越大，则曲线对应的温度比曲线对应的温度低，故C错误；
D.分子间距离大于平衡位置的间距而小于时，分子间表现为引力，玻璃板被拉起时，要受到水分子的引力，所以拉力大小大于玻璃板的重力大小，故D错误．
11.【答案】
【解析】通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为，故ABD错误，C正确。
12.【答案】
【解析】
的水变成的冰，温度不变，分子的平均动能不变，但水结冰要放热，其内能减少，只能是分子势能减少，故只有项正确．
故选D。
13.【答案】
【解析】根据分子密度为，可知撞向光滑平壁单位面积气体分子的个数为；设所有气体分子与光滑平壁相互作用力大小为，单位体积气体撞向光滑平壁的时间为
对所有气体分子用动量定理
联立解得
所以光滑平壁单位面积受到的压强为
故选A。
14.【答案】
【解析】A.“酒好不怕巷子深、花香扑鼻”与分子热运动有关，A正确；
B.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，B错误；
C.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，C错误；
D.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正确。
故选AD。
15.【答案】
【解析】A.布朗运动的是指悬浮在液体中的花粉颗粒所做的无规则运动，故A正确；
B.布朗运动图象反映了固体微粒的无规则运动在每隔一定时间的位置情况，而不是运动轨迹，只是按时间间隔依次记录位置的连线，故B错误；
C.当颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越明显，故C正确；
D.当温度一定时，颗粒越小，布朗运动越明显，故D正确；
故选ACD。
16.【答案】
【解析】处，两分子间的斥力和引力相等，合力为，从合力为引力，且引力先变大后变小，对应的加速度也是先变大后变小，故A正确
从为斥力，且力是减小的，从合力为引力，且引力先变大后变小，速度先变大，后减小，故B错误，C正确
处，由分子力做功的正负可知，分子势能先减小后增大，故D错误。
17.【答案】
【解析】A.从 到 ，分子间引力、斥力都减小，选项A正确
B.分子间同时存在引力和斥力，选项B错误；
C. 时，分子势能最小，分子力为零，当 时，从 到 ，分子间的作用力表现为斥力，选项C错误；
D.当 时， 越小，分子间势能越小，选项D正确。
18.【答案】
【解析】在两个分子之间的距离从变为的过程中先增大后减小， 一直减小。
故选BC。
19.【答案】
【解析】A.气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定，故A正确；
B.单位体积内分子个数不变，当分子热运动加剧时，单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大，因此这时气体压强一定增大，故B错误；
若气体的压强不变而温度降低，则气体的体积减小，则单位体积内分子个数一定增加，故C正确，D错误。
故选AC。
20.【答案】
【解析】在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中计算油膜的面积时，应将油酸酒精溶液滴在水面上，待油膜散开稳定后，在玻璃板上画下油膜的轮廓，用坐标纸计算油膜的面积，故选D。
油酸的体积为
油酸分子的直径为。
21.【答案】
偏大
【解析】在油膜法估测分子大小的实验中，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，将油酸分子看作球形，认为油酸分子是一个紧挨一个的，估算出油膜面积，从而求出分子直径，这里用到的方法是理想模型法。故选A。
由图示油膜可知，油膜的面积为，
每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积为，
油酸分子的直径为。
由图可知该次实验中痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，此时所测油膜面积偏小，所以油酸分子的直径测量结果相对真实值偏大。
22.【解析】地球到月球的平均距离为：，铁的摩尔质量为：
，密度为：
每个铁分子可以看作直径为的分子，则分子的体积为：
铁的摩尔体积为：
则有：
解得，
解得铁分子的直径为：
故“分子大道”需要的分子数为：个；
23.【解析】吸完一支烟两人共呼吸了次，呼出的被污染气体体积为，
污染的空气分子个数为 。
吸入一次气体体积占所气体总体积的比例为，
吸入的被污染的空气分子个数为 。
24. 【解析】】，水的摩尔数，
水分子数：，
则得；
建立水分子的球模型，设其直径为由上题得：
每个水分子的体积为，
又，
故得水分子直径。
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