高中物理 选修三 教师用书 第一章 章末检测试卷(一)

章末检测试卷(一)(满分：100分)一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分．每题只有一个选项最符合题意．1．关于布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．温度越高，布朗运动越剧烈D．在0℃的环境中布朗运动消失答案C解析布朗运动是指液体中悬浮颗粒做无规则运动的现象，A、B错误；布朗运动是液体分子无规则运动碰撞悬浮颗粒引起的，温度越高液体分子运动得越剧烈，即布朗运动也越剧烈，C正确；分子的运动永不停息，所以布朗运动不会消失，只有明显和不明显之分，D错误．2．(2021·江苏常州市新桥高级中学高二期中)下列说法正确的是()A．温度是分子热运动剧烈程度的标志B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和C．气体压强仅与气体分子的平均速率有关D．气体温度降低，分子的平均动能可能不变答案A解析温度是分子热运动剧烈程度的量度(标志)，A项正确；内能是物体内所有分子的分子热运动动能和分子势能的总和，B项错误；气体压强不仅与分子的平均速率有关，还与分子的数密度有关，C项错误；气体温度降低，则分子的平均动能变小，D项错误．3．(2021·武汉市第六中学高二下月考)关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是()A．随着分子间距离增大，分子势能一定增大B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动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．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为NA＝eq\f(V,V0)答案C解析若分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子间势能增大，若分子力表现为斥力，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，A错误．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到尘埃的运动，不是布朗运动，是由于空气的流动引起的，B错误．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，C正确．若气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，由于气体分子之间的距离远大于分子的直径，所以阿伏加德罗常数不能表示为NA＝eq\f(V,V0)，D错误．4．(2022·哈尔滨三中高二月考)根据以下哪组数据可以估算出阿伏加德罗常数()A．一定量氧气的质量与体积B．氧气的摩尔质量与分子质量C．氧气的摩尔体积与分子体积D．一定量氧气的体积与摩尔体积答案B解析知道一定量氧气的质量与体积，可以求出氧气的密度，不能计算出阿伏加德罗常数，故A错误；氧气的摩尔质量除以氧气分子的质量等于阿伏加德罗常数，故B正确；利用氧气分子占据空间的体积和氧气的摩尔体积，可求出阿伏加德罗常数，气体分子间隙较大，利用氧气分子的体积和氧气的摩尔体积，不能求出阿伏加德罗常数，故C错误；知道一定量氧气的体积与摩尔体积，能求出氧气的摩尔数，不能求出阿伏加德罗常数，故D错误．5．关于物体的内能，下列叙述中正确的是()A．温度高的物体比温度低的物体内能大B．物体的体积增大时，内能也增大C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同答案D解析物体的内能是物体所有分子热运动的动能和分子势能的总和．温度高的物体比温度低的物体分子的平均动能大，但分子数不一定多，分子势能不一定大，即物体的内能不一定大，故A错误；物体的体积增大时，分子间的距离变大，分子势能改变，但不确定分子势能是增加还是减小，即使分子势能增大，也不知道分子动能如何变化，不能说明内能增大，故B错误；内能相同的物体，说明分子势能和分子动能之和相等，它们的分子平均动能不一定相同，故C错误；内能不相同的物体，他们的温度可能相同，即他们的分子平均动能可能相同，故D正确．6．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是()A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减小C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减小答案A解析若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做负功，分子势能增大，故气体的内能增大，选项C、D错误．7．(2021·江苏省镇江中学高二月考)如图所示，用F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中()A．F不断增大 B．F先增大后减小C．F对分子一直做负功 D．Ep先增大后减小答案B解析分子间的作用力是矢量，其正负不表示大小；分子势能是标量，其正负表示大小．读取题图图像信息知，由10r0变为r0的过程中，F先增大后变小至0，Ep则不断减小，故B正确，A、D错误；该过程中，分子力始终为引力，做正功，故C错误．8.分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)，下列说法不正确的是()A．在图中的B位置，分子间斥力大于引力B．在图中的A位置，分子间斥力小于引力C．两分子从无穷远处靠近的过程中分子势能先减小后增大D．分子间距从图中的A点变化到B点的过程中，分子间的引力和斥力都在不断增大答案B解析在题图中的B位置，r<r0，分子力表现为斥力，分子间斥力大于引力，选项A正确；在题图中的A位置，r＝r0，分子间斥力等于引力，选项B错误；由题图可知，两分子从无穷远处靠近的过程中分子势能先减小后增大，选项C正确；分子间距从题图中的A点变化到B点的过程中，分子间距离减小，则分子间的引力和斥力都在不断增大，选项D正确．9．利用油膜法可粗略地测定分子的大小和阿伏加德罗常数．若已知n滴油酸的总体积为V，一滴油酸形成的油膜面积为S，油酸的摩尔质量为μ，密度为ρ，则每个油酸分子的直径d和阿伏加德罗常数NA分别为(球的体积公式V＝eq\f(4,3)πR3)()A．d＝eq\f(V,nS)，NA＝eq\f(μn,ρV) B．d＝eq\f(V,nS)，NA＝eq\f(6μn3S3,πρV3)C．d＝eq\f(V,S)，NA＝eq\f(6μn3S3,πρV3) D．d＝eq\f(V,S)，NA＝eq\f(6μn3S3,ρV3)答案B解析一滴油酸体积为eq\f(V,n)，故直径d＝eq\f(V,nS)；油酸的摩尔体积为Vmol＝eq\f(μ,ρ)，一个油酸分子体积为V0＝eq\f(1,6)πd3＝eq\f(πV3,6n3S3)，故NA＝eq\f(Vmol,V0)＝eq\f(6μn3S3,πρV3)，故B正确．10．(2021·江苏省扬州中学高二月考)晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁质晶须，直径为d，用大小为F的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形．已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是()A. B.C. D.答案C解析铁的摩尔体积V＝eq\f(M,ρ)，单个分子的体积V0＝eq\f(M,ρNA)，又V0＝eq\f(4,3)πr3，所以分子的半径r＝，分子的最大截面积S0＝，铁质晶须的横截面上的分子数n＝eq\f(\f(πd2,4),S0)，拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力F0＝eq\f(F,n)＝，故C正确．二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．11．(8分)(2022·重庆西南大学附中高二阶段练习)(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是________(用符号表示)．(2)取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面到达250mL的刻度为止，得到油酸酒精混合溶液．用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到液面到达量筒的1.0mL刻度为止，恰好共滴了100滴．取一滴混合溶液滴在浅盘内的水面上(已撒爽身粉)，数得油膜轮廓占面积为1cm2小格子120格(不足半格舍去，多于半格计1格)．可估算油酸分子的直径d＝________m(结果保留2位有效数字)．(3)该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大．出现这种情况的原因可能是________．A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数D．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴(4)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油酸的________.A．摩尔质量 B．摩尔体积C．质量 D．体积答案(1)cadb(2分)(2)3.3×10－9(2分)(3)AC(2分)(4)B(2分)解析(1)“用油膜法估测分子的大小”实验步骤为：配置油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜形状测量油膜面积→计算分子直径，则操作先后顺序应是cadb；(2)油膜面积约占120格，面积约为S＝120×1×10－4m2＝1.2×10－2m2一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为V＝eq\f(1,250)×eq\f(1,100)×10－6m3＝4×10－11m3油酸分子的直径约等于油膜的厚度d＝eq\f(V,S)＝eq\f(4×10－11,1.2×10－2)m≈3.3×10－9m(3)计算油酸分子直径的公式是d＝eq\f(V,S)V是纯油酸的体积，S是油膜的面积将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则V取值偏大，导致d偏大，故A正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大，则S偏大，导致d偏小，故B错误；计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则S取值偏小，导致d偏大，故C正确；求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，由V1＝eq\f(1,n)mL，可知，纯油酸的体积将偏小，导致d偏小，故D错误．(4)设一个油酸分子体积为V，则V0＝eq\f(4,3)π(eq\f(d,2))3由NA＝eq\f(Vmol,V0)可知，要测定阿伏加德罗常数，还需知道油滴的摩尔体积，故B正确．12．(12分)(2021·江苏徐州高二期末)2020年12月17日，嫦娥五号返回器带着1.731kg的月球土壤顺利在内蒙古预定区域着陆．月球土壤中的氦－3蕴藏量大，它是一种目前已被世界公认的高效、清洁、安全的核聚变原料．若每千克月球土壤中含有氦－3的质量为m，氦－3的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA(均为国际单位)，求：(1)每个氦－3分子的质量m0；(2)嫦娥五号返回器带回的1.731kg月球土壤中含有氦－3分子总个数．答案(1)eq\f(M,NA)(2)1.731eq\f(mNA,M)解析(1)每个氦－3分子的质量为eq\f(M,NA)(4分)(2)每千克月球土壤中含有质量为m的氦－3，则1.731kg月球土壤中含有氦－3的质量为1.731m，则嫦娥五号返回器带回的1.731kg月球土壤中含有氦－3分子总个数N＝eq\f(1.731m,M)NA＝1.731eq\f(mNA,M).(8分)13．(12分)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数，把密度ρ＝0.8×103kg/m3的某种油，用滴管滴出一滴，在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V＝0.5×10－3cm3，形成的油膜面积为S＝0.7m2，油的摩尔质量M0＝0.09kg/mol.若把油膜看成是单分子层，每个油分子看成球形，那么：(保留一位有效数字)(1)油分子的直径是多少？(2)由以上数据可估测出阿伏加德罗常数NA是多少？答案(1)7×10－10m(2)6×1023mol－1(2)每个油分子看成球形，则每个油分子的体积V0＝eq\f(1,6)πd3(3分)1mol这种油的体积V1＝eq\f(M0,ρ)＝NA·V0(3分)解得NA≈6×1023mol－1.(2分)14．(14分)在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的水蒸气，已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为M，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为Vmol，求：(1)说明标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系．(2)它们中各有多少水分子．(3)它们中相邻两个水分子之间的平均距离．答案(1)相同(2)eq\f(ρV,M)NAeq\f(V,Vmol)NA(3)eq\r(3,\f(6M,πρNA))eq\r(3,\f(Vmol,NA))解析(1)由于在标准状况下水和水蒸气的温度相同，所以分子的平均动能相同．(2分)(2)体积为V的水，质量为m＝ρV，分子个数为：n1＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρV,M)NA.(3分)体积为V的水蒸气，分子个数为：n2＝eq\f(V,Vmol)NA(2分)(3)将水分子视为球形模型，则两个水分子间距离为分子的直径．一个水分子的体积为V0＝eq\f(V,n1)＝eq\f(M,ρNA)(3分)设水分子的平均直径为d1，则d1＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))(2分)设两个水蒸气分子间的平均距离为d2