2024-2025學年新教材高中物理第一章分子動理論單元素養(yǎng)評價含解析新人教版選擇性必修3

PAGE10-單元素養(yǎng)評價(一)(第一章)(90分鐘100分)一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.日常生活中,很多司空見慣的現(xiàn)象都包含著物理學問,請思索下列所給現(xiàn)象哪些屬于熱運動 ()A.把一塊平滑的鉛板放在房間內(nèi),經(jīng)過一段時間在接觸面上有一層塵土B.把胡椒粉末放入菜湯中,最終胡椒粉末會沉在湯碗底,但我們喝湯時嘗到了胡椒的味道C.含有泥沙的水經(jīng)肯定時間會變澄清D.兩鉛塊能被壓合在一起【解析】選B。熱運動在微觀上是指分子的運動,如擴散現(xiàn)象,在宏觀上表現(xiàn)為溫度的改變,如摩擦生熱、物體的熱傳遞等,有一層塵土是宏觀現(xiàn)象,A錯誤;我們喝湯時嘗到了胡椒的味道,說明組成胡椒的分子擴散到湯中,B正確;水變澄清的過程是泥沙在重力作用下的沉淀,不是熱運動,C錯誤;兩鉛塊能被壓合在一起,是分子間存在引力作用的表現(xiàn),D錯誤。2.大家知道“破鏡重圓”幾乎是不行能的,其緣由是()A.裂開后玻璃分子間的斥力比引力大B.玻璃分子間不存在分子力的作用C.兩塊玻璃之間,總的分子引力太小,不足以使之粘合在一起D.一塊玻璃內(nèi)部,分子間的引力大于斥力,而兩塊碎玻璃之間,分子間引力和斥力大小相等,合力為零【解析】選C。一切物質的分子間都有相互作用的引力和斥力,但分子間的作用力是有范圍的;由于鏡子裂開處的絕大多數(shù)分子間距離較大,大于分子直徑的10倍,分子間的作用力就特別微弱,所以“破鏡不能重圓”,故C正確,A、B、D錯誤。3.由于兩個分子間的距離發(fā)生改變而使得分子勢能變小,則可以判定在這一過程中 ()A.兩分子間的相互作用力肯定增大B.兩分子間的距離肯定變大C.分子間的相互作用力肯定做了功D.兩分子間的相互作用力肯定是引力【解析】選C。分子間分子勢能與距離的關系如圖所示,若分子間距大于平衡間距,分子間距變小,分子力可能增加,也可能減小,A錯誤;從圖可以看出,分子勢能變小,分子間距可能增加,也可能減小,B錯誤;分子間距改變,分子力肯定做功,C正確;若分子間距小于平衡間距,分子間距變大,分子力減小,表現(xiàn)為斥力,D錯誤。4.秋天的早晨,荷葉上掛滿晶瑩的露珠,已知露珠是由空氣中的水蒸氣凝聚成的水珠,對這一物理過程,水分子間的 ()A.引力消逝,斥力增大 B.斥力消逝,引力增大C.引力、斥力都減小 D.引力、斥力都增大【解析】選D。露珠是由空氣中的水蒸氣凝聚成的水珠,液化過程中,分子間的距離變小,引力與斥力都增大,D正確,A、B、C錯誤。5.下列關于布朗運動、擴散現(xiàn)象和對流的說法正確的是 ()A.三種現(xiàn)象在月球表面無法進行B.三種現(xiàn)象在宇宙飛船里都能進行C.在月球表面布朗運動、擴散現(xiàn)象能夠進行,而對流則不能進行D.在宇宙飛船里布朗運動、擴散現(xiàn)象能夠進行,而對流則不能進行【解析】選D。布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子無規(guī)則熱運動的結果,而對流須要在重力作用的條件下才能進行。由于布朗運動、擴散現(xiàn)象是由于分子熱運動而形成的,所以二者在月球表面、宇宙飛船里均能進行,由于月球表面仍有重力存在,宇宙飛船里的微粒處于完全失重狀態(tài),故對流可在月球表面進行,而不能在宇宙飛船內(nèi)進行,故選D。6.夏天,假如將自行車內(nèi)胎充氣過足,又放在陽光下暴曬(暴曬過程中內(nèi)胎容積幾乎不變),車胎極易爆裂。關于這一現(xiàn)象有以下描述,其中正確的是 ()A.車胎爆裂,是車胎內(nèi)氣體溫度上升,氣體分子間斥力急劇增大的結果B.在爆裂前的過程中,氣體溫度上升,標記著每一個氣體分子速率都增大了C.在爆裂的過程中,氣體分子的勢能不變D.車胎爆裂的緣由是車胎內(nèi)的氣體壓強增加【解析】選D。車胎爆裂是車胎內(nèi)氣體溫度上升,壓強增大的緣由,故A錯誤;氣體溫度上升,只能是平均速率增大,對于其中個別分子速率可能會減小,故B錯誤;爆裂的過程中,氣體分子間距增大,由于氣體分子之間的距離遠大于平衡位置間距離,故此過程勢能增加,則C錯誤;車胎突然爆裂的緣由是溫度上升,分子平均速率增加,在容器的容積不變的狀況下,氣體的壓強增加,故D正確。7.某同學做了如下試驗:先把空燒瓶放入冰箱冷凍,取出后快速用一個氣球緊套在燒瓶頸上,再將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里,氣球脹大起來,忽視氣球脹大過程中對氣體力的影響,如圖所示,與燒瓶放進熱水前相比,放進熱水后密閉氣體的 ()A.內(nèi)能減小B.分子平均動能增大C.分子對燒瓶底的平均作用力減小D.體積是全部氣體分子的體積之和【解析】選B。由于熱水的溫度較高,將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里,氣體汲取了熱水的熱量,溫度上升,內(nèi)能增大,故A錯誤;由于溫度上升,所以分子的平均動能增大,故B正確;由于外界壓強不變,因此內(nèi)部壓強也保持不變,氣體分子對瓶底的平均作用力不變,故C錯誤;氣體分子體積很小,故對應的氣體體積不是分子體積之和,故D錯誤。故選B?！究偨Y提升】解答本類問題應留意以下三點:(1)溫度是分子熱運動平均動能的標記,溫度相等,分子的平均動能相等。分子的平均動能與分子的質量和分子的平均速率有關,分子質量不同,則分子的平均速率也不同。(2)內(nèi)能不但與溫度和體積有關,還與物質的狀態(tài)有關。(3)氣體體積是全部氣體分子占據(jù)的體積不是分子體積之和。8.下面的表格是某地區(qū)1～7月份氣溫與氣壓的比照表,7月份與1月份相比較,正確的是 ()月份/月1234567平均最高氣溫/℃1.43.910.719.626.730.230.8平均大氣壓/(×105Pa)1.0211.0191.0141.0081.0030.99840.9960A.空氣分子無規(guī)則熱運動的狀況幾乎不變B.空氣分子無規(guī)則熱運動減弱了C.單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積器壁的撞擊次數(shù)增多了D.單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積器壁的撞擊次數(shù)削減了【解析】選D。由表中數(shù)據(jù)知,7月份與1月份相比,溫度上升,壓強減小,溫度上升使氣體分子熱運動更加猛烈,而壓強減小,可知氣體分子的數(shù)密度減小,所以單位時間內(nèi)空氣分子對單位面積器壁的撞擊次數(shù)削減了,因而只有選項D正確?！狙a償訓練】對肯定質量的氣體,若用N表示單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù),則 ()A.當體積減小時,N必增加B.當溫度上升時,N必增加C.當壓強不變而體積和溫度改變時,N必定改變D.當壓強不變而體積和溫度改變時,N可能不變【解析】選C。氣體的體積減小時,壓強和溫度是怎樣改變的并不清晰,不能推斷N是必定增加的,A錯誤;同理,溫度上升時,氣體的體積和壓強怎樣改變也不清晰,無法推斷N的改變,B錯誤;當壓強不變而體積和溫度改變時,存在兩種改變的可能性:一是溫度上升時,體積增大,分子的平均動能變大,即分子對器壁碰撞的平均作用力增大,因壓強不變,因此對器壁碰撞的頻繁程度減小,就是N減小;二是溫度降低時,體積減小,同理可推知,N增大。C正確,D不正確。二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。9.下列說法中正確的是 ()A.一杯水里放幾粒食鹽,鹽粒沉在水下面,漸漸溶解,過一段時間,上面的水也變咸了,是由于食鹽分子做布朗運動形成的B.把一塊鉛和一塊金表面磨光后緊壓在一起,在常溫下放置四到五年,結果金和鉛連在一起,并相互滲入,這是兩種金屬分子做布朗運動的結果C.布朗運動和擴散現(xiàn)象不但說明分子做無規(guī)則運動,同時也說明白分子間是有空隙的D.壓縮氣體比壓縮固體和液體簡單得多,這是因為氣體分子間距離遠大于液體和固體分子間距離【解析】選C、D。布朗運動是固體小顆粒的運動,A、B錯誤。布朗運動和擴散現(xiàn)象都說明分子做無規(guī)則運動,并且分子之間是有空隙的,C正確。組成氣體的分子之間的距離比液體、固體大得多,分子之間的作用力幾乎為零,所以壓縮氣體時較簡單,固體和液體則不然,故D正確?！狙a償訓練】(多選)下列事實中能說明分子間存在斥力的是 ()A.氣體可以充溢整個空間B.給自行車車胎打氣,最終氣體很難被壓縮C.給熱水瓶灌水時,瓶中水很難被壓縮D.萬噸水壓機可使鋼錠變形,但很難縮小其體積【解析】選C、D。氣體分子間距離很大,分子力表現(xiàn)為引力,A錯;打氣時,須要用力是由于氣體分子與活塞發(fā)生頻繁碰撞而產(chǎn)生壓強,B錯;C、D都能說明分子間存在斥力。10.如圖所示,圖中表示了肯定質量氧氣分子在0℃和100℃兩種不同溫度下速率分布狀況,由圖可以推斷以下說法正確的是 ()A.溫度上升,全部分子運動速率變大B.溫度越高,分子平均速率越小C.0℃和100℃氧氣分子速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布特點D.100℃的氧氣與0℃的氧氣相比,速率大的分子數(shù)比例較大【解題指南】解答本題時應從以下兩點進行分析:(1)分子做永不停息的無規(guī)則運動。(2)分子運動的速率分布規(guī)律是中間多兩邊少?！窘馕觥窟xC、D。由圖像的意義及特點可知C、D正確;溫度上升,分子平均速率變大,但詳細到某個分子則速率可能變大、不變或變小,A、B錯。11.關于物體的內(nèi)能、熱量和功的說法,下列說法正確的是 ()A.溫度高的物體肯定比溫度低的物體內(nèi)能大B.肯定質量的0℃的水凝聚為0℃的冰時,分子平均動能不變,分子勢能削減C.物體中全部分子的熱運動的動能與分子勢能的總和叫作物體的內(nèi)能D.把物體升到肯定的高處,克服重力做功,內(nèi)能肯定增加【解析】選B、C。內(nèi)能不僅與物體的溫度有關,還與物體的多少有關,故A錯誤;肯定質量的0℃的水凝聚為0℃的冰時要放出熱量,分子平均動能不變,分子勢能減小,故B正確;物體中全部分子的熱運動的動能與分子勢能的總和叫作物體的內(nèi)能,故C正確;把物體升到肯定的高處,克服重力做功,機械能肯定增加,內(nèi)能不變,故D錯誤。12.分子甲固定在O點,分子乙從無限遠處向甲運動,兩分子間的分子力F與分子間距離r的關系圖線如圖所示。下列說法正確的是 ()A.當r大于r2時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力B.當r小于r2時,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C.當r等于r2時,分子乙的勢能最小D.當r等于r1時,分子乙的動能最大【解析】選A、D。由題圖可知:當r大于r2時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,故A正確;當r小于r1時,分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,r大于r1小于r2時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力,故B錯誤;當r等于r1時,分子勢能最小,分子動能最大,故C錯誤,D正確。三、試驗題:本題共2小題,共14分。13.(6分)甲和乙圖中是某同學從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片,記錄炭粒位置的時間間隔均為30s,兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知:若水溫相同,則______(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大;若炭粒大小相同,則______(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較猛烈。

【解析】布朗運動是懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒的永不停息的無規(guī)則運動,布朗運動是液體分子對小顆粒的撞擊不平衡造成的,顆粒越小,液體分子對顆粒的撞擊越不平衡,布朗運動越明顯。由題圖可知,乙圖中顆粒的布朗運動更明顯,所以若水溫相同,甲中炭粒的顆粒較大;溫度越高,布朗運動越激烈,所以若炭粒大小相同,則乙中水溫高,水分子的熱運動較猛烈。答案:甲乙14.(8分)用油膜法估測分子大小的試驗步驟如下:①向體積為V1的純油酸中加入酒精,直到油酸酒精溶液總量為V2;②用注射器吸取上述溶液,一滴一滴地滴入小量筒,當?shù)稳雗滴時體積為V0;③先往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水;④用注射器往水面上滴上一滴上述溶液,等油酸薄膜形態(tài)穩(wěn)定后,將事先打算好的玻璃板放在淺盤上,并在玻璃板上描出油酸薄膜的形態(tài);⑤將畫有油酸薄膜輪廓形態(tài)的玻璃板,放在畫有很多邊長為a的小正方形的坐標紙上;⑥計算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N,其中不足半個格的兩個格算一格,多于半個格的算一格。上述試驗步驟中有遺漏和錯誤,遺漏的步驟:____________;

錯誤的步驟:__________________________________(指明步驟,并改正),油酸分子直徑的表達式:d=________________。

【解析】試驗中為了使油膜不分裂成幾塊,須要在水面上勻稱撒上痱子粉;由于本試驗只是一種估算,在數(shù)油膜所覆蓋的坐標格數(shù)時,大于半格算一格,小于半格舍去;油酸溶液在水面上充分擴散后形成一層單分子油膜,油膜厚度可看成分子直徑,由題意可知,油酸溶液的濃度為,一滴油酸溶液的體積為;一滴油酸溶液中含有純油酸體積為;而一滴油酸溶液形成的油膜面積為Na2,所以油膜的厚度,即分子直徑d=。答案:將痱子粉勻稱撒在水面上⑥,應當是不足半格的舍去,多于半格的算一格四、計算題:本題共4小題,共46分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位。15.(8分)計算機的CPU是運用硅材料制成的,其核心部分的面積為S=1cm2,厚度為d=2mm,含有各種晶體管n=1×108個。已知硅的摩爾質量為M=2.8×10-2kg/mol,密度為ρ=2.3×103kg/m3,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mo(1)硅原子的體積V0;(2)每個晶體管平均含有的硅原子數(shù)N?！窘馕觥?1)V0=≈2×10-29m3(2)由nNV0=Sd解得:N=1×1014個。 (4分)答案:(1)2×10-29m3(2)1×1016.(8分)我國在南海海疆“可燃冰”試采勝利?！翱扇急笔亲匀粴獾墓腆w狀態(tài),深埋于海底和陸地永久凍土層中,它的主要成分是甲烷分子與水分子,是極具發(fā)展?jié)摿Φ男履茉?。已?m3可燃冰可釋放164m3的自然氣(標準狀況下),標準狀況下1mol氣體的體積為2.24×10-2m3,阿伏加德羅常數(shù)取NA=6.02×1023mol【解析】1m3可燃冰可釋放164m3的自然氣,標準狀況下1mol氣體的體積為2.24×10-2m3,甲烷物質的量為:n==mo則1m3可燃冰所含甲烷分子數(shù)為:N=nNA=×6.02×1023個≈4×1027個。 (4分)答案:4×1027個17.(14分)用放大600倍的顯微鏡視察布朗運動,估計放大后的小顆粒體積為0.1×10-9m3,小顆粒的密度為2.25×103kg/m3,摩爾質量是1.2×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)為6.02×10(1)該小顆粒含分子數(shù)約為多少個?(結果保留一位有效數(shù)字)(2)假設小顆粒中的分子是緊挨在一起的,試估算該物質分子的直徑?！窘馕觥?1)將該小顆粒的分子看成正方體模型,設小顆粒邊長為a,放大600倍后,其體積為:V=(600a)3=0.1×10-9m實際體積為V′=a3=m3 (2分)質量為m=ρV′≈1.0×10-15kg含分子數(shù)為n=NA=×6.02