第一章《分子动理论》单元测试（原卷版+解析版）

这是一份第一章《分子动理论》单元测试（原卷版+解析版），文件包含第一章《分子动理论》单元测试原卷版docx、第一章《分子动理论》单元测试解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共20页， 欢迎下载使用。
第一章《分子动理论》单元测试班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1．关于布朗运动，下列说法中正确的是（　　）A．在空气中观察到尘埃的运动是布朗运动B．悬浮在水中花粉微粒内分子的无规则运动是布朗运动C．在显微镜下观察到煤油中小粒灰尘的运动是布朗运动D．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动越明显【答案】C【详解】A．在空气中观察到尘埃的运动是受到气流和重力的影响，不是布朗运动，故A错误；B．悬浮在水中花粉微粒的无规则运动是布朗运动，而不是花粉颗粒内的分子运动为布朗运动，故B错误；C．在显微镜下观察到煤油中小粒灰尘的运动是布朗运动，故C正确；D．悬浮在液体中的微粒越大，液体分子撞击微粒的不平衡性越不明显，布朗运动越不明显，故D错误。故选C。2．夏天由于气温升高，汽车轮胎内的气体压强变大，更容易造成爆胎。假设轮胎不漏气且气体可视为理想气体，与冬天相比，夏天轮胎内的气体（　　）A．分子间斥力更大B．分子的平均动能更大C．所有分子的运动速率都更大D．气体内能更小【答案】B【详解】A．夏天与冬天相比，体积不变，分子间距不变，则分子间的斥力不变，故A错误；BD．夏天比冬天温度高，分子的平均动能更大，气体内能更大，故B正确，D错误；C．温度高，分子平均速率变大，并不是所有分子的运动速率都更大，故C错误；故选B。3．关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是（　　）A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显B．图乙说明固体间也能发生扩散现象C．由图丙可知，在由变到的过程中分子力做负功D．图丙中分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力小【答案】B【详解】A．图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故A错误；B．图乙中，说明固体间也能发生扩散现象，故B正确；C．由图丙可知，在由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故C错误；D．图丙中分子间距为时分子势能最小，可知，该位置为平衡位置，分子力为0，即分子间距为时的分子力比分子间距为时的分子力大，故D错误。故选B。4．汽车行驶发生剧烈颠簸时，缸内气体体积快速变化。若将某次快速压缩过程视为绝热过程。如图，Ⅰ为压缩前氮气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后氮气分子热运动的速率分布曲线Ⅱ可能为（    ）A．B．C．D．【答案】D【详解】快速压缩过程为绝热过程，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知：气体内能增大温度升高，则大速率分子数目所占比例增多，分子热运动的速率分布曲线变得“腰更粗”。故选D。5．某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中两小碳粒a、b的运动情况，每隔30s把碳粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的位置连线图。则下列说法中正确的是（　　）A．若水温相同，则碳粒b较大B．若两碳粒大小相同，则碳粒a所处的水中水温更低C．两颗碳粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动D．碳粒a在P、Q两点间一定沿直线运动【答案】A【详解】A．温度相同时，碳粒越大，受到液体分子的撞击力越接近平衡，布朗运动越不显著，故A正确；B．对相同大小的微粒，温度越高，布朗运动越剧烈，由题图可知碳粒运动更剧烈，故碳粒所处的水中水温更高，故B错误；C．每颗碳粒的运动是无规则的，说明液体分子做无规则运动，故C错误；D．题图为碳粒每隔30s的位置，其连线仅代表位置变化，而不是运动轨迹，故、两点间的运动轨迹并非直线，故D错误。故选A。6．如图所示为某兴趣小组发射的自制水火箭。发射前瓶内空气的体积为1.2 L、压强为3atm，瓶内水的体积为0.8 L。打开喷嘴后水火箭发射升空，不计瓶内空气温度变化。水火箭向上加速过程中（    ）A．水火箭速度增加，瓶内空气分子的平均动能增大B．瓶内空气膨胀对外做功，内能减少C．瓶内单位面积上、单位时间内空气分子撞击的次数减少D．瓶内单位面积上空气分子撞击的平均作用力增大【答案】C【详解】AB．因为瓶内空气的温度不变，所以瓶内空气分子的平均动能不变，瓶内空气的内能也不变，故AB错误；CD．由气体的等温变化特点知，当水火箭升空内部空气体积增大时，压强减小。又因为温度不变，所以气体分子的平均动能不变，瓶内单位面积上空气分子撞击的平均作用力不变，但瓶内单位面积上、单位时间内空气分子撞击的次数减少，故C正确，D错误。故选C。7．下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法正确的是（　　）A．甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向右偏移B．乙图为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知该电源的电动势为2VC．丙图为某气体在和温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在时的情形D．丁图为黑体辐射强度与波长的关系图像，其中【答案】B【详解】A．根据单摆周期公式可知增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故A错误；B．电源输出功率可知当时，电源输出功率最大，最大输出功率为代入图中数据可得故B正确；C．由图可知实线对应的氧气分子速率大的分子所占的百分比大，可知图中实线对应氧气分子在时的情形，故C错误；D．因随温度的升高黑体的辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，可知黑体辐射强度与波长的关系图像中，T1 > T2，故D错误。故选B。多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8．石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定。已知单层石墨烯的厚度约为0.33nm，每个六边形的面积约为，碳的摩尔质量为12g/mol，阿伏伽德罗常数取。对质量为10g的单层石墨烯，下列说法正确的（　　）  A．包含有个碳原子B．包含有个碳原子C．所占有的空间体积约为D．所占有的空间体积约为【答案】BC【详解】AB．质量为10g的单层石墨烯，物质的量为则包含有碳原子的个数为个故A错误，B正确；CD．因为石墨烯最小的六元环上有6个碳原子，每个碳原子被3个环占用，所以10g的单层石墨烯占有的空间体积约为故C正确，D错误；故选BC。9．如图为南昌市某日的天气预报，下列说法正确的是（　　）A．空气中细颗粒物（如PM1～2.5）在空气中做热运动B．从05：00到14：00，空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大C．若温度降为5℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小，斥力增大D．当温度为21.8℃时，一段时间后露珠蒸发变成了水蒸气但温度不变，则这个过程中分子势能增加【答案】BD【详解】A．空气中细颗粒物（如PM1～2.5）在空气中做布朗运动，故A错误；B．从05：00到14：00，温度逐渐升高，则空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大，故B正确；C．若温度降为5℃，水蒸气液化为露珠的过程中，分子间的距离逐渐变小，分子间引力和斥力均增大，故C错误；D．当温度为21.8℃时，一段时间后露珠吸收热量蒸发变成了水蒸气但温度不变，则这个过程中分子势能增加，故D正确。故选BD。10．如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关系，分子间作用力表现为斥力时为正，一般地，分子间距大于时，分子间作用力就可以忽略；如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系，a是图线上一点，ab是在a点的图线切线。下列说法中正确的有（　　）A．分子间距离由增至，分子势能增加B．图甲中阴影部分面积表示分子势能变化的数值，与零势能点的选取有关C．图乙中Oa斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小D．图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小【答案】AD【详解】A．分子间距离在至区间分子力表现为引力，分子间距离由增至，分子力做负功，分子势能增加，故A正确；B．图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，势能差值与零势能点的选取无关，故B错误；CD．分子势能与分子间距图像中，图线切线的斜率的大小表示分子间作用力大小，故C错误，D正确。故选AD。非选择题（本题共5小题，共54分。请按题目要求作答）11．（6分）有同学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。(1)假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为___________A．理想模型法B．极限思维法C．微元法D．微小量放大法(2)在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是___________A．1：50B．1：500C．1：5000(3)由于没有方格纸，该同学首先在一张透明胶片上描出油膜的轮廓，测量胶片的面积，并用高精度的电子天平称量出整张胶片的质量M，然后沿轮廓剪下对应的油膜形状的胶片，其质量为m，则油膜的面积为 （用所给物理量符号来表示）；(4)下列操作有助于减小实验误差的是___________A．撒粉时要尽量厚一些，覆盖整个浅盘B．滴油酸酒精溶液时，针头需远离液面C．滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积【答案】(1)A(2)B(3)(4)C【详解】（1）假设将分子看成球形、不考虑各油酸分子间的间隙及将形成的油膜视为单分子油膜，此方法在物理研究方法中被称为理想模型法。故选A。（2）在实验中油酸体积占油酸酒精溶液总体积的比例最为合适的是1:500。故选B。（3）胶片厚度相同，则面积比等于质量比，即（4）A．撒粉时若过厚，且覆盖整个浅盘，则不利于油酸形成单分子油膜，故A错误； B．滴油酸酒精溶液时，针头远离液面，则油酸酒精溶液滴到水面上时可能会溅起，也不利于形成整片的油膜，故B错误；C．滴油酸酒精溶液后需待油膜稳定后再测其面积，故C正确。故选C。12．（8分）用油膜法估测油酸分子的大小，利用“油膜法估测分子直径”实验体现了通过对宏观量的测量来实现对微观量的间接测量的方法。(1)甲同学配制好油酸酒精溶液，并测出一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积为V，之后又进行了下列操作，其中错误的一项是 ；其余正确操作的合理顺序是 。A．将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜B．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜C．向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上D．将描有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据估算出油酸分子的直径E．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上(2)乙同学在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，将6mL的油酸溶于酒精中制成的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，把玻璃板盖在浅盘上并描出油酸膜边缘轮廓，如图所示。已知玻璃板上正方形小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积约为 。由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为 m。（均保留两位有效数字）(3)丙同学做完实验后，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．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开D．计算油膜面积时，不完整的方格作为完整方格处理【答案】(1) A CBED(2) //0.011/0.012 //////(3)AC【详解】（1）[1]为了使得油膜形成单分子油膜层，实验时，需要将油进行稀释，不能直接将一滴纯油酸滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，A错误，符合题意；[2]实验时，先向浅水盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，再将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，让它在水面上自由地扩展为油酸膜，随后将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸膜的轮廓画在玻璃板上，最后将描有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算出油酸膜的面积S，再根据估算出油酸分子的直径，即正确操作的合理顺序是CBED。（2）利用数格子的方法，油酸膜的面积约为1滴这样的溶液中的纯油酸体积为则估算出油酸分子的直径约为（3）A．由于，若将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，体积偏大，则所测的分子直径d明显偏大，故A正确；B．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故B错误；C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据，可知所测的分子直径d明显偏大，故C正确；D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则算出的油膜层面积偏大，所测的分子直径d明显偏小，故D错误。故选AC。13．（10分）水是人体正常生理代谢所必需的物质，一般成年人每天要喝2000mL左右的水。已知水的摩尔质量，水的密度，某同学一口气喝了90mL的水；已知阿伏加德罗常数取。求：(1)该同学本次喝下的水的分子个数N；(2)设想水分子是一个挨着一个排列的球体，忽略水分子的间隙，试估算水分子的直径。（结果均保留两位有效数字）【答案】(1)(2)【详解】（1）该同学本次喝下的水的分子个数（2）设水分子的直径为，则有解得14．（12分）观察图片回答下列问题：(1)如图甲，伽尔顿板的上部规则地钉有铁钉，下部用竖直隔板隔成等宽的狭槽，从顶部入口投入一个小球时，小球落入某个狭槽是偶然的。观察图甲现象，可发现什么？(2)液体变为气体后，体积要增大上千倍，据此估算气体分子间的距离约为多大？根据图乙，气体分子间作用力有什么特点？(3)忽略气体分子的重力，如图丙所示瓶子中每个气体分子的运动有什么特点？大量气体分子的运动有什么特点？【答案】(1)大量小球在狭槽中的分布情况表现出一定的规律(2)气体分子间的距离约为分子直径的10倍；根据图乙，气体分子间的作用力很弱，可以忽略不计(3)见解析【详解】（1）如果投入大量的小球，就可以看到，最后落入各狭槽的小球数目是不相等的。靠近入口的狭槽内的小球数目多，远离入口的狭槽内小球数目少。即大量小球在狭槽中的分布情况表现出一定的规律。（2）可以认为液体分子是一个挨着一个地排列的，已知液体变为气体后，体积要增大上千倍，所以气体分子间的距离约为分子直径的10倍。根据图乙，气体分子间的作用力很弱，可以忽略不计。（3）忽略气体分子的重力，气体分子除了相互碰撞或者跟容器壁碰撞外，不受力而做匀速直线运动。虽然气体分子的分布比液体稀疏，但瓶中分子的数密度仍然十分巨大，分子之间频繁地碰撞，每个分子的速度大小和方向频繁地改变，做无规则运动。大量气体分子的运动特点：气体分子的数密度十分巨大，分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向各个方向运动的分子数目几乎相等。15．（18分）气体压强与温度对于同一个物理问题，常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究。（1）如图所示，棱长为d的正方体密闭容器中有大量运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量，为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略，其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等，与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，且速率不变，利用所学力学知识，①求一个粒子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I；②导出容器壁单位面积所受粒子压力f。（2）“温度是分子平均动能的标志”可以表示为（为物理常量）。查阅资料还可得到信息：第一，理想气体的模型为气体分子可视为质点，分子间除了相互碰撞外，分子间无相互作用力；第二，一定质量的理想气体，其压强p与热力学温度T的关系式为，式中n为单位体积内气体的分子数，k为常数。请根据上述信息并结合第（1）问的信息完成证明：，并求出的表达式。【答案】（1）①，②；（2）见解析，【详解】（1）①对与器壁碰撞的一个粒子，由动量定理可得①②设正方体容器某一侧壁面积为，则时间内碰壁的粒子数为②由动量定理得③由牛顿第三定律可得，器壁受到的压力④容器壁单位面积所受粒子压力由压强的定义式得⑤联立①②③④⑤得⑥（2）由于压强和温度的关系式为⑦联立⑥⑦可得⑧由⑧与题中信息可得