（新课标）2020学年高中物理 综合测评1 新人教版选修3-3
综合测评(一)
命题报告
知识点
简单
中等
较难
分子动理论
1、2、3、5
11、14、6、8、10
15、16
物体的内能
4
9
用油膜法估测
分子的大小
12、13
温度和温标
7
分值：100分 时间：60分钟
一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共计40分．多选题已在题号后标出)
1．(多选)(2020·湖州高二检测)下列说法正确的是( )
A．大量分子的无规则运动是有统计规律的
B．当物体温度升高时，每个分子运动都加快
C．气体的体积等于气体分子体积的总和
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是做无规则运动的液体分子撞击微粒而引起的
【解析】 少数分子的运动是无规则的，但大量分子的无规则运动受统计规律支配，所以当物体温度升高时，分子的平均速率增大．但单个分子的运动不一定加快，A正确，B错误；由于气体分子间的距离较大，气体的体积要远大于气体分子体积的总和，C错误；液体中悬浮微粒的布朗运动是因为液体分子撞击的不平衡性产生的，D正确．
【答案】 AD
2．(2020·烟台二中高二检测)我国已经展开对空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径小于2.5 μm的悬浮颗粒物，其在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法中不正确的是 ( )
A．温度越高，PM2.5的运动越激烈
B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动
C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动
D．倡导低碳生活减少化石燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度
【解析】 PM2.5直径小于2.5 μm.比分子要大得多，所以在空气中做的是布朗运动，不是热运动，B错误；温度越高运动越激烈，A正确；布朗运动是由大量液体(气体)分子与布朗颗粒碰撞的不平衡性产生的，所以C正确；由于矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因，所以倡导低碳生活，减少化石燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓度，D正确．
【答案】 B
3．只要知道下列哪一组物理量，就可以估算出气体分子间的平均距离( )
A．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量
B．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度
C．阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和体积
D．该气体的密度、体积和摩尔质量
【解析】 将气体分子平均活动空间看成是立方体，则L3＝＝，选项B正确．
【答案】 B
4．(2020·北京高考)下列说法中正确的是( )
A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C．物体温度降低，其内能一定增大
D．物体温度不变，其内能一定不变
【解析】 温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错、B对；影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，C、D错．
【答案】 B
5．气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( )
A．气体分子可以做布朗运动
B．气体分子的动能都一样大
C．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动
D．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大
【解析】 气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10 m，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C正确；布朗运动研究的是悬浮在液体或气体中固定微粒的无规则运动，而不是液体分子或气体分子的运动，A错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率都时刻发生变化，所以B、D均错误．
【答案】 C
6．(多选)下列说法中正确的是( )
A．分子的热运动是指物体的整体运动和物体内部分子的无规则运动的总和
B．分子的热运动是指物体内部分子的无规则运动
C．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子平均动能越大
D．分子间的距离r存在某一值r0，当r
r0时，引力大于斥力
【解析】 分子的热运动与物体的运动无关，选项A错；分子的热运动是指分子永不停息地做无规则运动，B对；温度是分子平均动能的标志，C对；分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F斥>F引，分子间距离大于r0时，F引>F斥，分子间的作用力表现为引力，D对．
【答案】 BCD
7．(多选)下列说法正确的是( )
A．温度计测温原理就是热平衡定律
B．温度计与被测系统的温度不相同时，读不出示数
C．温度计读出的示数是它自身这个系统的温度，若它与被测系统热平衡时，这一示数也是被测系统的温度
D．温度计读出的示数总是被测系统的温度，无论是否达到热平衡
【解析】 温度计能测出被测物体的温度的原理就是热平衡定律，即温度计与被测物体达到热平衡时温度相同，其示数也就是被测物体的温度，故A、C正确，D错误．温度计与被测系统的温度不相同时，仍有示数，B错．
【答案】 AC
8．(多选)根据分子动理论，下列说法正确的是( )
A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的热运动
C．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而减小
D．分子势能随着分子间的距离的增大，可能先减小后增大
【解析】 气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间，而非一个气体分子的体积，A错误．墨水中小炭粒的无规则运动为固体小颗粒的无规则运动，而非分子的热运动，B错误．分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，C正确．当两分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，此时分子势能随分子间距离的增大而减小；当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，此时分子势能随分子间距离的增大而增大，D正确．
【答案】 CD
9．(2020·虹口区高二检测)关于温度和内能，下列说法正确的是( )
A．分子质量不同的物质如果温度相同，物体分子的平均动能也相同
B．物体的内能变化时，它的温度一定改变
C．同种物质，温度高时的内能肯定比温度低时的内能大
D．物体的内能等于物体的势能和动能的总和
【解析】 温度是物体分子平均动能的标志，所以温度相同，则物体分子的平均动能相同，A正确；内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，宏观上与物质的量、物体的温度及体积有关，所以物体的内能变化，温度不一定改变，B、C、D错误．
【答案】 A
10．(2020
·海南高考)(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )
图1
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r＝r0时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
【解析】 由Ep－r图可知：
在r＞r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A正确．
在r＜r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误．
在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确．
在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误．
在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E正确．
【答案】 ACE
二、实验题(本题共2小题，共16分)
11．(8分)用长度放大600倍的显微镜观察布朗运动，估计放大后的小炭粒的体积为V＝0.1×10－9 m3，小炭粒的密度是ρ＝2.25×103 kg/m3，摩尔质量为M＝12 g/mol，阿伏加德罗常数为NA＝6.0×1023 mol－1，则小炭粒所含分子数为________个(保留两位有效数字)．由此可知布朗运动________(选填“是”或“不是”)分子的运动．
【解析】 长度放大600倍的显微镜可以把小炭粒的体积放大n＝6003＝2.16×108倍，故小炭粒的实际体积为V0＝，小炭粒的质量为m＝ρV0,1 mol小炭粒中含有的分子数为NA，由以上各式可得N＝，代入数据得：N≈5.2×1010个．可见每一个小炭粒都含有大量的分子，由此可知，布朗运动不是分子的运动．
【答案】 5.2×1010 不是
12．(8分)在用“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上．
②用注射器将事先配制好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定．
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小．
④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．
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．
完成下列填空：
(1)上述步骤中，正确的顺序是________．(填写步骤前面的数字)
(2)将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴．现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为______m．(结果保留一位有效数字)
【解析】 根据纯油酸的体积V和油膜面积S，可计算出油膜的厚度L，把油膜厚度L视为油酸分子的直径，则d＝，每滴油酸酒精溶液的体积是 cm3，而1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3
的油酸酒精溶液，则一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积是V＝× cm3，则根据题目要求保留一位有效数字，可知油酸分子的直径为5×10－10 m.
【答案】 (1)④①②⑤③ (2)5×10－10
三、计算题(本大题共4小题，共44分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(10分)某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M＝0.283 kg·mol－1，密度ρ＝0.895×103 kg·m－3.若100滴油酸的体积为1 mL，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取NA＝6.02×1023 mol－1，球的体积V与直径D的关系为V＝πD3，结果保留一位有效数字)
【解析】 一个油酸分子的体积V＝，由V＝D3可得D＝.
最大面积S＝，解得S＝1×10－9 m2.
【答案】 1×10－9 m2
14．(10分)电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品，它结合了压力锅和电饭锅的优点，实现了全密封烹调，达到了省时省电的目的．
(1)如果某电压力锅的锅内气体的体积为V，气体的摩尔体积为VA，阿伏加德罗常数为NA，则锅内气体分子的个数有多少？
(2)如果压力锅正常工作时锅内的温度能保持在117 ℃，此时室温为27 ℃，试用热力学温度表示锅内温度和室温，并计算锅内食物升高了多少K?
【解析】 (1)分子个数N＝nNA＝NA
(2)根据热力学温度和摄氏温度的关系，锅内温度T1＝t1＋273 K＝390 K
室温T2＝t2＋273 K＝300 K
升高的温度ΔT＝T1－T2＝90 K.
【答案】 (1)NA (2)390 K 300 K 90 K
15．如图所示，地球是太阳系从内到外的第三颗行星，也是太阳系中直径、质量和密度最大的类地行星．已知地球半径约为6.4×106 m，空气的摩尔质量约为29×10－3 kg/mol，一个标准大气压约为1.0×105 Pa.利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为多少？
图2
【解析】 大气压是由大气重量产生的．大气压强p＝＝，
代入数据可得地球表面大气质量m＝5.2×1018 kg.
标准状态下1 mol气体的体积为V＝22.4×10－3 m3，
故地球表面大气体积为V总＝V＝×22.4×10－3m3＝4×1018 m3.
【答案】 4×1018 m3
16．(12分)(2020·南京检测)已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol.求：
(1)1 g水中所含水分子数目；
(2)水分子的质量；
(3)水分子的直径．(取两位有效数字)
【解析】 (1)因为1 mol任何物质中含有分子数都是NA，所以只要知道了1 g水的物质的量n，就可求得其分子总数N.
N＝nNA＝NA＝×6.02×1023个＝3.3×1022个．
(2)水分子质量
m0＝＝ kg＝3.0×10－26 kg.
(3)水的摩尔体积V＝，设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积V0＝＝.将水分子视为球形，则V0＝πd3，所以有：πd3＝
即有d＝＝ m
＝3.9×10－10 m.
【答案】 (1)3.3×1022个 (2)3.0×10－26 kg (3)3.9×10－10 m
附加题
17．回答下列问题：
(1)已知某气体的摩尔体积为VA，摩尔质量为MA，阿伏加德罗常数为NA，由以上数据能否估算出每个分子的质量、每个分子的体积、分子之间的平均距离？
(2)当物体体积增大时，分子势能一定增大吗？
(3)在同一个坐标系中画出分子力F和分子势能Ep随分子间距离的变化图象，要求表现出Ep最小值的位置及Ep变化的大致趋势．
【解析】 (1)可估算出每个气体分子的质量m0＝；
由于气体分子间距较大，由V0＝求得的是一个分子占据的空间而不是一个气体分子的体积，故不能估算每个分子的体积；
由d＝＝可求出分子之间的平均距离．
(2)在r>r0范围内，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；
在r
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