高中物理选择性必修第三册配人教版-第一章测评

第一章测评(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。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列现象中,不能用分子动理论来解释的是()A.白糖放入装有热水的杯中,杯中的水会变甜B.大风吹起时,地上的尘土飞扬C.一滴红墨水滴入一杯水中,过一会杯中的水变成了红色D.把两块纯净的铅块用力压紧,两块铅合在了一起答案B解析白糖放入热水中,水变甜,说明糖分子在永不停息地做无规则运动,故A正确;大风吹起时,地上的尘土飞扬,是空气的对流,属于机械运动,故B错误;一滴红墨水滴入一杯水中,过一会杯中的水变成了红色,说明分子在永不停息地做无规则运动,故C正确;把两块纯净的铅块用力压紧后,两个铅块的接触面分子之间的距离比较大,分子间的作用力表现为引力,使两个铅块结合在一起,故D正确。2.乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精,则下列说法正确的是()A.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子做布朗运动的结果B.在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,与分子运动无关C.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是由于液体分子扩散到了空气中D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,内能不变答案C解析在房间内喷洒乙醇消毒液后,会闻到淡淡的酒味,这是酒精分子扩散的结果,扩散现象本质就是分子无规则的运动,故A、B错误。因为一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,所以使用免洗洗手液后,手部很快就干爽了,是由于液体分子扩散到了空气中,故C正确。洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的过程中,温度不变,分子平均动能不变,但是分子之间的距离变大,分子势能变化,所以内能也要变化,故D错误。3.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体分子间的平均距离()A.阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和质量B.阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和密度C.阿伏加德罗常数、气体质量和体积D.该气体的密度、体积和摩尔质量答案B解析知道阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和质量,可以求出分子质量,但求不出分子所占空间的体积,求不出分子间的平均距离,故A错误;已知气体的密度、摩尔质量和阿伏加德罗常数可以求出分子所占空间的体积,进一步求出分子间的平均距离,故B正确;知道阿伏加德罗常数、气体质量与体积,可以求出气体的密度,求不出气体分子所占空间的体积,求不出气体分子间的平均距离,故C错误;知道该气体的密度、体积和摩尔质量,可以求出该体积气体物质的量,求不出气体分子所占空间的体积,求不出分子间的平均距离,故D错误。4.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置,在将乙分子从a移动到d的过程中,两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()A.从a到b B.从b到c C.从b到d D.从c到d答案D解析根据分子力做功与分子势能变化的关系,分子力做正功,分子势能减少,分子力做负功,分子势能增加,可知从c到d符合,故D选项正确。5.如图,横坐标v表示分子速率,纵坐标f(v)表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比。图中曲线能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是()A.曲线① B.曲线② C.曲线③ D.曲线④答案D解析根据气体分子速率分布规律可知,某一速率范围内分子数量最大,速率过大或过小的数量较少,曲线向两侧逐渐减少,故曲线④符合题意,选项D正确。本题易错选B,注意曲线②上速率为零的分子占有总分子数的比率很大,这是不可能的。6.在观察布朗运动的实验过程中,每隔5s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.图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹B.图中轨迹就是颗粒分子无规则运动的轨迹C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显D.由图可以看出布朗运动是无规则的答案D解析由于是每隔5s记录下颗粒的位置,最后将这些位置用直线依次连接,并不知道这5s时间内颗粒的运动轨迹(其实这5s内的轨迹也是无规则的),所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹,也不是颗粒分子的运动轨迹,选项A、B错误;根据实验可以看出颗粒越小,布朗运动越显著,选项C错误;根据图可以看出布朗运动是无规则的,选项D正确。7.(2021上海交大附中模拟)1kg、0℃的水变成0℃的冰的过程中,以下说法正确的是()A.分子的平均动能变小 B.分子势能变小C.内能变大 D.内能不变答案B解析同一物体温度相同,则分子的平均动能相同;水变成冰的过程需向外界放出热量,则内能减小,分子势能变小,选项B正确。二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但选不全的得3分,有错选的得0分)8.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系统。这些固态或液态颗粒的密度与气体介质的密度可以相差微小,也可以相差很大,颗粒的大小一般在0.001~1000μm。已知布朗运动微粒大小通常在10-6m数量级。下列说法正确的是()A.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气体浮力作用B.当颗粒尺寸较大时,由于与气体介质的密度差大,沉降显著,这是颗粒自身重力的原因C.做布朗运动时,固态或液态颗粒越小,布朗运动越剧烈D.布朗运动是气体介质分子的无规则的运动答案BC解析布朗运动是固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击导致的,不是气体浮力作用的结果,故A错误;大颗粒因为颗粒重力的作用,沉降迅速,故B正确;做布朗运动时,固态或液态颗粒越小,受到气体分子无规则撞击的不平衡性越明显,布朗运动越剧烈,故C正确;布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动,不是气体介质分子的无规则的运动,故D错误。9.(2020四川模拟)如图所示,将甲分子固定于坐标原点O处,乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处,r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置,甲、乙两分子间的分子力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示,设两分子间距离很远时,Ep=0。现把乙分子从r4处由静止释放,下列说法正确的是()A.虚线1为Ep-r图线,实线2为F-r图线B.当分子间距离r<r2时,甲、乙两分子间只有分子斥力,且分子斥力随r减小而增大C.乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动,从r2到r1做加速度增大的减速运动D.乙分子从r4到r1的过程中,分子势能先增大后减小,在r1位置时分子势能最小答案AC解析当分子力为零时,分子势能最小,则虚线1为Ep-r图线,实线2为F-r图线,故A正确;甲、乙两分子间分子斥力和引力同时存在,故B错误;乙分子从r4到r2的过程,受到分子引力作用而做加速运动,由实线2知,分子力先增大后减小,则加速度先增大后减小,乙分子从r2到r1的过程,受到逐渐增大的斥力作用,则乙分子做加速度增大的减速运动,故C正确;乙分子从r4到r1的过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,在r2位置时分子势能最小,故D错误。10.(2020河南郑州模拟)下列说法正确的有()A.在完全失重的情况下,密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力B.一定量的气体,在压强不变时,分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加C.某气体的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA,则该气体的分子体积为V0=MD.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大答案BD解析根据压强的微观意义可知,密封容器内的气体对器壁的作用力与是否失重无关,故A错误;根据压强的微观意义可知,当气体的压强不变时,单位时间内作用在单位面积上的力不变,温度降低时,分子的平均动能减小,分子对器壁的平均撞击力减小,所以在压强不变时,分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加,故B正确;气体分子间距较大,气体的分子体积不等于MρNA,故C错误;温度是分子平均动能的标志,温度高的物体的分子平均动能一定大,但物体的内能与物体的物质的量、温度、体积等都有关,所以温度高的物体的内能不一定大,三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)(2020山东淄博模拟)我国桥梁建设取得了举世瞩目的成就,图甲是建造某大桥时将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起的情景。施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案,为了探究该方案的合理性,某研究性学习小组做了两个模拟实验。实验1:研究将钢板从水下水平拉出的过程中拉力的变化情况。实验2:研究将钢板从水下以一定倾角拉出的过程中拉力的变化情况。(1)用到的实验器材有:钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和等。

(2)根据图乙中的实验曲线可知,实验2中的最大拉力比实验1中的最大拉力小N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力是N。(结果均保留两位有效数字)

(3)根据分子动理论,实验1中最大拉力明显大的原因是

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答案(1)弹簧测力计(力传感器)(2)0.600.35(3)钢板即将出水时,钢板与水面的接触面积大,分子之间存在引力解析(1)因为本实验是要判断拉力的变化情况,故应用到弹簧测力计或力传感器。(2)由题图乙可得,实验1中拉力的最大值为4.35N,实验2中拉力的最大值为3.75N,所以实验2中的最大拉力比实验1中的最大拉力小0.60N,由题图乙知,钢板离开水面后弹簧测力计的示数为3.75N,则钢板重力G=3.75N,0~2s钢板完全浸没在水中,F示=3.40N,钢板完全浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F示=3.75N-3.40N=0.35N。(3)钢板即将出水时,钢板与水面的接触面积大,分子之间存在引力,使得实验1中最大拉力明显大。12.(10分)在用油膜法估测分子大小的实验中,具体操作如下:①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止,摇动容量瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸酒精溶液;②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到在量筒中达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有细石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上用彩笔绘出油膜的轮廓;⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上,算出完整的方格有67个,大于半格的有14个,小于半格的有19个。(1)这种估测方法是将每个分子视为,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为,这层油膜的厚度可视为油酸分子的。

(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积为m3,油膜面积为m2,求得的油酸分子直径为m。(结果全部取两位有效数字)

答案(1)球形单分子油膜直径(2)4.0×10-128.1×10-34.9×10-10解析(1)略。(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=1100×0.1250mL=4.0×10-6mL=4.0×形成油膜的面积S=(1.0)2×(67+14)cm2=8.1×10-3m2油酸分子的直径d=VS=4.9×10-10m13.(6分)将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙分子间作用力与分子间距离的关系图像如图所示。若质量为m=1×10-26kg的乙分子从r3(此处分子势能为0)处以v=100m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来,且仅受分子力作用,则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多少?答案5×10-23J解析在乙分子靠近甲分子的过程中,分子力先做正功,后做负功,分子势能先减小,后增大。分子动能和分子势能之和不变。当速度为0时,分子势能最大。Epm=ΔEk减=12mv2=12×1×10-26×1002J=5×10-2314.(14分)很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时,利用叠氮化钠(NaN3)产生气体(假设都是N2)充入气囊。若氮气充入后安全气囊的容积V=56L,气囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。试估算:(结果均保留一位有效数字)(1)气囊中氮气分子的总个数N;(2)气囊中氮气分子间的平均距离。答案(1)3×1024(2)3×10-9m解析(1)设氮气的物质的量为n,则n=ρV氮气的分子总数N=ρVMN代入数据得N=3×1024。(2)每个分子所占的空间V0=VN,设分子间的平均距离为a,则有V0=a即a=3代入数据得a=3×10-9m。15.(16分)金刚石俗称“金刚钻”,也就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物,也是自然界中最坚硬的物质。已知金刚石的密度ρ=4560kg/m3,碳原子的摩尔质量为1.2×10-2kg/mol,现有一块体积V=5.7×10-8m3的金刚石,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol