第一章分子动理论检测卷-2023-2024学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册（含解析）

第一章分子动理论检测卷一、单选题1．某同学在做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，测得的分子直径结果偏小，可能的原因是（）A．油酸未完全散开B．配制的油酸酒精溶液浓度较大C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格D．测量每滴油酸溶液体积时，错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴2．用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为V，油膜面积为S，油酸的摩尔质量为M，油酸的密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，下列说法正确的是（）A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为C．油酸分子直径 D．一滴油酸溶液中油酸分子个数3．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为。已知1克拉=0.2克，则（）A．a克拉钻石所含有的分子数为B．a克拉钻石所含有的分子数为C．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）D．每个钻石分子直径的表达式为（单位为m）4．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图所示，纵坐标未知。已知甲图与横坐标交点为，乙图最低点对应的横坐标为，取无穷远处分子势能。下列说法正确的是（）A．乙图像为分子力与分子间距离的关系图像B．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先变大再变小C．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先做负功再做正功D．当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先变小再变大5．假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（）A．图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线B．在无穷远到r0的过程中分子力对分子B做负功C．在分子B靠近分子A的过程中分子斥力在增大，分子引力在减小D．若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到r0处速率最大6．下列说法不正确的是（）A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线不能表示小炭粒做布朗运动的轨迹C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功7．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（）A．A、B两系统各自处于平衡态，则两者处于热平衡B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态C．处于热平衡的两个系统内能一定相同D．处于热平衡的两个系统分子平均动能一定相同8．小丽测量烧杯中热水的温度时，将热水倒入另一烧杯中很少一部分，然后像图中那样去测量和读数，她这样做被小宁发现了，小宁指出她的错误如下，你认为小宁找错的是（）A．不应倒入另一个烧杯中，这会使温度降低B．水倒得太少，温度计玻璃泡不能完全浸没C．读数时，视线应该与刻度线相平，而不应斜视D．应该将温度计取出读数，而不应该放在水里读二、多选题9．以下实验中，说法正确的是（）A．“测量电动势和内阻”实验中，不可以用多用电表的欧姆挡粗测电源内阻B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，弹簧测力计可以和木板接触C．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，以白光为光源将得到黑白相间条纹D．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若描绘轮廓时油酸未完全散开，将导致测得的分子直径偏小10．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11．如图所示，F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的势能，图中两条图像分别表示分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律，图中r1是分子势能为0时对应的距离，r2是分子间作用力为0时对应的距离，r3是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离，r4是分子间作用力及分子势能均可视为0的足够远的某一距离。下列说法正确的是（）A．r2对应着分子势能的最小值B．从r1到r3，Ep先增大后减小C．从r1到r3，F一直减小D．从r2到r4，F先增大后减小，Ep不断增大12．某同学做了如下实验：先把空烧瓶放入冰箱冷冻，取出后迅速用一个气球紧套在烧瓶颈上，再将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球胀大起来，忽略气球胀大过程中对气体的力的影响，如图所示。与烧瓶放进热水前相比，放进热水后，关于密闭气体的说法正确的是（

）A．分子平均动能增大B．分子势能减小C．无法判断内能的变化D．内能增大三、非选择题13．类比是研究问题的常用方法。双原子分子中两原子A和B在其平衡位置附近振动，以A为坐标原点O，沿着A和B的连线建立r轴，如图1甲所示。如果选定原子距离无穷远处势能为零，则A和B之间的势能EP随距离r变化的规律如图1乙所示。a．若B只在r=r0点附近小范围内振动，EP随r变化的规律可近似写作，式中和k均为常量。假设A固定不动，B振动的范围为，其中a远小于r0。请在图2中画出B在上述振动范围内受分子力F随距离r变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值Ekm。b．若某固体由大量这种分子组成，请结合图1乙分析说明，当温度升高时，物体体积膨胀的现象。14．研究分子势能是微观领域中研究物体内能的重要部分，已知某物体中两个分子之间的势能Ep与两者之间距离r的关系曲线如图所示。（1）定性说明曲线斜率的大小及正负的物理意义；（2）某双原子分子系统中两原子在其平衡位置附近振动时，可做如下近似：如图乙所示，原子A固定不动，原子B做简谐运动，其振动的范围为，其中b远小于，在点附近，随r变化的规律可近似写作，式中和k均为常量。①请结合简谐运动的知识：回复力与位移满足的关系，在图丙中画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线（规定向右为正方向）；②求B原子在振动过程中的最大动能。15．仔细观察图片，回答下列问题：(1)我们知道运动的物体具有动能，如图，做无规则热运动的分子具有动能吗？(2)在热现象的研究中，研究单个分子的动能意义不大，能定义一个与分子数多少无关的动能吗？(3)从扩散现象和布朗运动可知，温度升高时分子的热运动加剧，结合（2）能猜想到什么？16．做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。(1)下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。A．往边长约为40cm的浅盘里倒入约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B．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小D．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油酸的体积E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上(2)该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有_______。A．把油酸分子视为球形 B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜C．油酸分子是紧挨着的没有空隙 D．油酸不溶于水(3)实验中，体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为，用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为，则油酸薄膜的面积；可求得油酸分子的直径为（用、、、、表示）。(4)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开C．用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值参考答案题号12345678910答案DAADDDDCABAD题号1112答案ADAD1．D【详解】A．油酸未完全散开，则S偏小，根据可知分子直径的测量值偏大，选项A错误；B．配制的油酸酒精溶液浓度较大，则油膜不能单层排列，则油膜面积S偏小，则可知分子直径的测量值偏大，选项B错误；C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的小方格，则面积S测量值偏小，根据可知分子直径的测量值偏大，选项C错误；D．测量每滴油酸溶液体积时，错把1mL溶液的滴数70滴记为80滴，则每滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积V偏小，根据可知分子直径的测量值偏小，选项D正确。故选D。2．A【详解】A．一个油酸分子的质量为故A正确；BCD．根据题意可知，油酸分子的直径为则一个油酸分子的体积为一滴油酸溶液中油酸分子个数为故BCD错误。故选A。3．A【详解】AB．a克拉钻石物质的量（摩尔数）为所含分子数为故A正确，B错误；CD．钻石的摩尔体积（单位为）每个钻石分子体积为设钻石分子直径为d，则联立解得（单位为m）故CD错误。故选A。4．D【详解】A．根据图像可知，为平衡位置时分子之间的间距，在此位置，分子力为0，分子势能最小，可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，故A错误；B．结合上述可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，根据图像可知，当分子间距离从增大到的过程中，分子力先变小再变大之后变小，故B错误；C．结合上述可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，根据图像可知，当分子间距离从增大到的过程中，分子力先表现为斥力，后表现为引力，则分子力先做正功再做负功，故C错误；D．结合上述可知，乙图像为分子势能与分子间距离的关系图线，势能的正负表示大小，则当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先变小再变大，故D正确。故选D。5．D【详解】AB．r0处分子斥力大小等于分子引力大小，分子力为0，在大于r0处分子斥力小于分子引力，分子力表现为引力，分子B从无穷远处到r0的过程中，分子力对其做正功，分子势能减小；在分子间的距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，所以r0处分子势能最小，故图1为分子力随分子间距离变化的图线，图2为分子势能随分子间距离变化的图线，AB错误；C．在分子B靠近分子A的过程中分子斥力在增大，分子引力也增大，但斥力增大更快，C错误；D．较远处到r0的过程中，分子力做正功，速率增大，距离小于r0时分子力做负功，速率减小，故在r0处速率最大，D正确。故选D。6．D【详解】A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高，A正确，不符合题意；B．图乙水中小炭粒每隔一定时间位置的连线只是记录了粒子的位置变化，并不能反映其真实的运动轨迹，B正确。不符合题意；C．由图丙可知，当分子间的距离r=r0时，分子间的作用力为零，C正确，不符合题意；D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，D错误，符合题意。故选D。7．D【详解】AB．平衡态是针对某一系统而言的，描述系统状态的参量不只温度一个，还与体积压强有关，当温度不变时，系统不一定处于平衡态；热平衡是两个系统相互影响的最终结果，根据热平衡的定义可知，系统在接触时它们的状态不发生变化，这两个系统的温度是相等的，故AB错误；CD．如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度一定相同，两个系统分子平均动能一定相同，但是内能不一定相同，故C错误，D正确。故选D。8．C【详解】AB．题中将少量水倒入另一烧杯，测量有两处错误：其一，少量水不能完全浸没温度计玻璃泡，达到热平衡时测量的不是水的温度；其二，少量水倒入另一烧杯，这少量水与另一烧杯又达到一个热平衡，温度已改变，再用温度计测量时，测出的是这个热平衡状态的温度，而不是待测水的温度了，所以小宁找对了。AB不符合题意。CD．题中C项读数小宁找得对，但小宁在D选项中要把温度计取出来读数就不对了，当把温度计取出时，在空气中它与空气间存在温度差，有热交换会失去原来的热平衡，示数变化。选项C不符合题意，D符合题意。故选D。9．AB【详解】A．“测量电动势和内阻”实验中，由于多用表中有电源，不可以用多用电表的欧姆挡粗测电源内阻，故A正确；B．“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中拉弹簧秤时，只需让弹簧与外壳间没有摩擦，此时弹簧测力计的示数即为弹簧对细绳的拉力，与弹簧秤外壳与木板之间是否存在摩擦无关，故B正确；C．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中，以白光为光源将得到彩色条纹，故C错误；D．“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，若描绘轮廓时油酸未完全散开，测得油膜面积偏小，将导致测得的分子直径偏大，故D错误。故选AB。10．AD【详解】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；B．分子间同时存在引力和斥力，选项B错误；D．当时，越小，分子间势能越小，选项D正确；A．从到，分子间引力、斥力都减小，选项A正确。故选AD。11．AD【详解】AB．根据图像可知，分子间距离小于时，表现为斥力，距离越小，越大；分子间距离大于时，表现为引力，随着距离增大，先增大后减小；分子间距离从0开始增大的过程，为斥力时做正功，为引力时做负功，故分子间距离等于时，最小，从到，先减小后增大；故A正确，B错误；CD．由于是分子间作用力为0时对应的距离，则从到，F先减小后增大；从到，先增大后减小，分子力表现为引力，分子力做负功，则不断增大，故C错误，D正确。故选AD。12．AD【详解】A．由于由于温度升高，所以封闭气体分子的平均动能增大，故A正确；BCD．气体膨胀过程中，相邻气体分子间的平均距离从远大于平衡距离处开始增大，则相邻分子间的势能增大，结合A选项分析可知，封闭气体的内能增大，故BC错误，D正确。 故选AD。13．a．，图像见解析；b．说明见解析【详解】a．原子B振动过程中受力随距离变化的图线如答图2所示由题意可知，原子B处于r1=r0处时，系统的动能为最大值系统的势能为最小值原子B处于处时，系统的动能系统的势能为最大值根据能量守恒定律可得解得b．温度升高时，分子的平均动能增大，分子的活动范围∆x将增大。当r=r1、r=r2时分子动能为0，分子势能相等为Epm，如答图3所示，其中，∆x增大主要向方向偏移，从宏观上表现为体积增大。14．（1）见解析；（2）①，②【详解】（1）当时两分子间相互作用力0，曲线斜率绝对值的大小表示分子间作用力的大小，曲线斜率为正时，分子力表现为引力，曲线斜率为负时，分子力表现为斥力。（2）①双原子分子系统中两原子在其平衡位置附近振动时，振动满足简谐振动，分子力与分子间距的变化满足（）当分子到达时，此时分子间的回复力达到最大，且方向向左；当分子到达时，此时分子间的回复力同样达到最大，但方向向右，而取向右为正方向，则可得到如下图所示的两原子分子间的作用力随位置变化的关系图像②由题意可知，B原子处于处时，其动能最大，设为，而当时系统的势能有最小值，为B原子处于处时，系统的动能为0，势能最大，最大势能为根据能量守恒定律得解得15．(1)见解析(2)见解析(3)见解析【详解】（1）运动的物体具有的动能与分子动能的概念不一样，不管物体有没有运动，分子始终做无规则热运动，故分子一定具有分子动能。（2）在热现象研究中，虽然研究单个分子动能意义不大，但可以