人教版高中物理选择性必修第三册第一章测评含答案

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.(2022重庆朝阳中学高二期中)下列说法正确的是(　　)

A.扩散现象和布朗运动都与温度有关

B.当两个分子距离大于r0且继续减小时,分子间引力增大而斥力减小

C.在完全失重的情况下,容器内气体对容器壁的压强为零

D.物体的温度升高,其内部所有分子运动的动能都增大

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

3.(2022北京牛栏山一中高三开学考试)在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,阿伏加德罗常数为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.油酸分子的直径为 D.油酸的密度为

4.(2022河北张家口第一中学高二期中)关于内能,下列说法正确的是(　　)

A.1 g、100 ℃的水的内能等于1 g、100 ℃的水蒸气的内能

B.质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等

C.内能不同的物体,它们分子热运动的平均动能可能相同

D.一个木块被举高,组成该木块的所有分子的分子势能都增大

5.(2022重庆南开中学高二期中)两个分子间同时存在着引力和斥力,引力和斥力的大小随分子间距离变化的关系如图所示。图中线段AQ=QB。现将甲分子固定在O点,乙分子从较远处沿直线经Q、P向O点靠近,分子乙经过Q、P点时的速度大小分别为vQ、vP,加速度大小分别为aQ、aP,分子势能分别为EQ、EP,假设运动过程中只有分子力作用。则下列判断正确的是(　　)

A.乙分子在P处所受到的合力表现为引力 B.vQ>vP、aQ<aP、EP<EQ

C.vQ>vP、aQ<aP、EP>EQ  D.vQ<vP、aQ>aP、EP>EQ

6.(2022福建厦门高二期末)关于下列几幅图片说法正确的是(　　)

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.图丙气体分子速率分布规律图中,①对应的温度大于②对应的温度

D.图丁玻璃板紧贴水面,弹簧测力计将其拉离水面时,拉力一定等于玻璃板的重力

7.(2022山东临沂高二期末)两分子之间的分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图甲、乙所示,取无穷远处分子势能为0。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r=r0时,分子势能为零

C.两分子在相互靠近的过程中,在r>r0阶段,F做正功,分子动能增大,分子势能减小

D.两分子从相距r=r0开始,随着分子间距离的增大,分子力先减小后一直增大

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.(2022广东中山高二期末)飞沫传播,即空气飞沫传播,是空气传播的一种方式。含病毒飞沫微粒在空气中的运动取决于空气分子的不平衡碰撞。下列关于含病毒飞沫微粒运动的说法正确的是(　　)

A.飞沫微粒的运动是布朗运动

B.飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为空气浮力的作用

C.飞沫微粒越小,其运动越明显

D.环境温度越高,飞沫微粒的运动越明显

9.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

10.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=

D.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大

三、非选择题(本题共5小题,共54分)

11.(8分)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示,当两分子之间的作用力表现为引力时,两分子之间的距离　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)r0。若两个分子的间距从无限远逐渐变小,直到小于r0,则分子势能变化的趋势是　　　　　　　　。 

12.(10分)(2022江苏天一中学高二期末)在用油膜法估测油酸分子的大小的实验中,有下列实验步骤:

①往浅盆里倒入适量的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;

②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;

③将玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,从而估算出油酸分子直径的大小;

④将6 mL的油酸溶于酒精中制成104 mL的油酸酒精溶液,用注射器将溶液一滴一滴地滴入量筒中,每滴入80滴,量筒内的溶液增加1 mL;

⑤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;

(1)上述步骤中,正确的顺序是　　　　(填写步骤前面的数字)。 

(2)每1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为　　　　 m3。油酸膜边缘轮廓如图所示,已知图中小方格的边长为1 cm,则可估算出油酸分子的直径约为　　　　 m(此空保留一位有效数字)。 

(3)完成本实验有三点理想化假设:(请将第②条补充完整)

①将油酸分子视为球形;

②　　　　　　　　　　　; 

③油酸分子紧密排列无间隙。

(4)实验后,某小组发现所测得的分子直径d明显偏小,出现这种情况的可能原因是　        。 

A.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开

B.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

C.求每滴溶液体积时,1 mL溶液的滴数计多了

D.油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

13.(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=1×10-26 kg的乙分子从r3(此处分子势能为0)处以v=100 m/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?

14.(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=56 L,气囊中氮气密度ρ=2.5 kg/m3,已知氮气摩尔质量M=0.028 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023 mol-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。

15.(16分)金刚石俗称“金刚钻”,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=4 560 kg/m3,碳原子的摩尔质量为1.2×10-2 kg/mol,现有一块体积V=5.7×10-8 m3的金刚石,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1。(计算结果保留2位有效数字)

(1)求该金刚石中含有的碳原子数。

(2)假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的(忽略碳原子间的空隙),把金刚石中的碳原子看成球体,估算碳原子的直径。

第一章测评

1.A　扩散现象指不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,是物质分子的无规则运动产生的;布朗运动是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,温度越高,分子热运动越剧烈,故布朗运动和扩散现象都与温度有关,故A正确;当分子间的距离减小时,分子间的引力和斥力都增大,故B错误;被封闭气体的压强是由气体分子持续撞击器壁产生的,与气体是否失重无关,故C错误;温度是分子热运动平均动能的标志,物体温度升高时分子的平均动能增大,但不是内部所有分子的动能都增大,故D错误。

2.C　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.C　一个油酸分子的质量为m0=,故A错误;设油酸的摩尔体积为Vm,则一个油酸分子的体积为V0=,由题可知Vm≠V,故B错误;根据用油膜法估测油酸分子直径的实验原理,可知油酸分子的直径为d=,故C正确;油酸的密度为ρ=,故D错误。

4.C　1 g、100 ℃ 的水需要吸收热量才能变为1 g、100 ℃的水蒸气,故1 g、100 ℃ 的水的内能小于1 g、100 ℃的水蒸气的内能,故A错误;物体的内能与物质的量、温度、体积有关,质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等,内能不一定相等,故B错误;内能不同的物体,其温度可能相同,它们分子热运动的平均动能可能相同,故C正确;一个木块被举高,木块的重力势能增大,但木块的分子间距不变,组成该木块的所有分子的分子势能不变,故D错误。

5.C　因为题图中线段AQ=QB,所以Q是平衡位置,则乙分子在P处所受到的合力表现为斥力,A错误;乙分子从较远处靠近甲分子,则在靠近Q的过程中,分子力表现为引力,引力做正功,乙分子速度增大,分子势能减小,在Q点合力为零,加速度为零,越过Q点靠近甲分子过程,分子力表现为斥力,斥力做负功,分子速度减小,分子势能增大,加速度增大,所以有vQ>vP、aQ<aP、EP>EQ,B、D错误,C正确。

6.C　扩散现象是两种不同物质分子热运动引起的,不是分子间相互吸引,A错误;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,不是运动轨迹,B错误;随着温度的升高,气体分子速率分布图像的峰值向速率大的方向移动,所以题图丙中①对应的温度大于②对应的温度,C正确;题图丁中玻璃板被拉起时,要受到水分子的引力,所以拉力大于玻璃板的重力,D错误。

7.C　在r=r0时,分子势能最小,但不为零,此时分子力为零,所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线,故A、B错误;在r>r0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F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r=r0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。

8.ACD　布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动,所以飞沫微粒的运动是布朗运动,故A正确;飞沫微粒能长时间悬浮在空气中是因为它受空气分子的不平衡碰撞,在空气中做布朗运动,故B错误;飞沫微粒越小,在某一瞬间跟它相撞的液体分子越少,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因而其运动越明显,故C正确;环境温度越高,飞沫微粒的运动越明显,故D正确。

9.AC　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.BD　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,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,故D正确。

11.答案 大于　先减小再增大

解析 两分子之间的相互作用力表现为引力,所以两分子之间的距离大于r0;若两个分子的间距从无限远逐渐变小,直到等于r0的过程中,分子力做正功,分子势能减小,当分子间距等于r0后再继续减小时,分子力做负功,分子势能增大,故分子势能变化的趋势是先减小再增大。

12.答案 (1)④①②⑤③　(2)7.5×10-12　7×10-10　(3)②将油膜看成单分子层　(4)CD

解析 (1)用油膜法估测油酸分子的大小的实验步骤为:配制油酸酒精溶液(④)→准备浅水盘(①)→形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积,估算分子直径(③)。故正确顺序为④①②⑤③。

(2)1滴油酸酒精溶液的体积为V0= mL,1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V1= mL=7.5×10-6 mL=7.5×10-12 m3。数出油膜所占坐标纸的格数为114,故油膜的面积为S=114×1×1 cm2=114 cm2,油酸分子的直径d= m=7×10-10 m。

(3)本实验中作了三点理想化假设:①将油酸分子视为球形;②将油膜看成单分子层;③油酸分子是紧挨在一起的。

(4)水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,则测量的面积S偏小,根据d=,可知结果偏大,故A错误;将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算,则计算时所用的体积数值偏大,会导致结果偏大,故B错误;求每滴溶液体积时,1 mL溶液的滴数计多了,则1滴油酸的体积偏小,会导致计算结果偏小,故C正确;油酸酒精溶液久置,酒精挥发使溶液的浓度变大,则会导致计算结果偏小,故D正确。

13.答案 5×10-23 J

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=mv2=×1×10-26×1002 J=5×10-23 J。

14.答案 (1)3×1024　(2)3×10-9 m

解析 (1)设氮气的物质的量为n,则n=

氮气的分子总数N=NA

代入数据得N=3×1024。

(2)每个分子所占的空间V0=,设分子间的平均距离为a,则有V0=a3

即a=

代入数据得a=3×10-9 m。

15.答案 (1)1.3×1022　(2)2.0×10-10 m

解析 (1)金刚石的质量m=ρV=4 560×5.7×10-8 kg=2.6×10-4 kg

碳的物质的量n==2.2×10-2 mol

N=nNA=2.2×10-2×6.02×1023=1.3×1022。

(2)一个碳原子的体积V0= m3=4.4×10-30 m3

把金刚石中的碳原子看成球体,则由公式V0=d3

可得碳原子直径为d==2.0×10-10 m。