2025高考物理 人教版選擇性必修第3冊專項復習第1章　4含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第3冊專項復習第1章4含答案第一章4.基礎達標練1．(2024·北京順義一模)下列說法正確的是(B)A．布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動B．溫度是分子熱運動劇烈程度的標志C．物體中所有分子的熱運動動能的總和叫作物體的內(nèi)能D．氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著較小的空隙答案：B解析：布朗運動的實質(zhì)是液體中懸浮顆粒因為受到液體分子撞擊不平衡導致的無規(guī)則運動，這一現(xiàn)象反映了液體分子是做無規(guī)則運動的，故A錯誤；溫度是分子平均動能的標志，物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，故B正確；內(nèi)能是物體中所有分子熱運動動能與分子勢能的總和，故C錯誤；氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在的空隙較大，故D錯誤。2．(多選)現(xiàn)有18g水、18g水蒸氣和32g氧氣，在它們的溫度都是100℃時，下列說法正確的是(B)A．它們的分子數(shù)目相同，分子的平均速率相同B．它們的分子數(shù)目相同，分子的平均動能相同C．它們的分子數(shù)目相同，水蒸氣的內(nèi)能比水大D．它們的分子數(shù)目不相同，分子的平均動能相同答案：BC解析：水和水蒸氣的分子量相同，摩爾質(zhì)量相同，18g的水和水蒸氣分子數(shù)相同，都是6.02×1023個，32g的氧氣分子數(shù)為6.02×1023個，故分子數(shù)目相同；溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度相等，則分子熱運動的平均動能相同，由于氧分子的質(zhì)量大，故氧分子的平均速率?。粌?nèi)能包括分子勢能和分子熱運動的動能，由液體水變成水蒸氣，分子間距離從r0變大，分子間作用力做負功，分子勢能增加，故B、C正確，A、D錯誤。3．以下說法正確的是(C)A．不同的物體，若溫度相同，則內(nèi)能也相同B．物體速度增大，則分子動能增大，內(nèi)能也增大C．機械能和內(nèi)能可以相互轉(zhuǎn)化D．靜止在地面上的物體，機械能和內(nèi)能均為零答案：C解析：物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積以及物質(zhì)的量有關，不同的物體，若溫度相同，內(nèi)能不一定相同，選項A錯誤；物體的動能與組成物體的分子的動能無必然聯(lián)系，物體速度增大，動能增大，但分子動能不一定增大，內(nèi)能也不一定增大，選項B錯誤；機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以轉(zhuǎn)化為機械能，選項C正確；物體的內(nèi)能永遠不為零，靜止在地面上的物體，機械能也不一定為零，選項D錯誤。4．(多選)設有甲、乙兩分子，如圖所示，甲固定在O點，r0為其平衡位置，現(xiàn)在使乙分子由靜止開始只在分子力作用下由距甲0.5r0處開始沿x軸正方向運動，則(B)A．乙分子的加速度減小B．乙分子到達r0處時速度最大C．分子力對乙一直做正功，分子勢能減小D．乙分子在r0處時，分子勢能最小答案：BD解析：從分子力隨分子間距的變化曲線可以得出0.5r0處到r0處斥力減小，乙分子的加速度也就減小，從r0處到無窮遠處引力先增大后減小，乙分子的加速度先增大后減小，故A錯誤；從0.5r0處到r0處，乙分子受到的分子間作用力體現(xiàn)為向右的斥力，做向右的加速運動，通過r0處后受到的分子間作用力體現(xiàn)為向左的引力，做向右的減速運動，在r0處加速度a＝0，速度最大，故B正確；從0.5r0到r0處，分子間作用力做正功，分子的勢能減小；通過r0后，分子間作用力做負功，分子的勢能增大，故乙分子在r0處的勢能最小，故C錯誤，D正確。5．兩分子間的距離為r，當r稍增大些時(D)A．分子力一定減小，分子勢能一定增加B．分子力一定增大，分子勢能一定減少C．分子力可能增大也可能減小，分子勢能一定減少D．因為不知道r的大小，所以分子力和分子勢能的變化都無法判定答案：D解析：分析分子力和分子勢能隨分子間距離的變化問題，一定要明確分子間的距離r是大于r0還是小于r0。因為本題不知道r與r0的大小關系，所以分子力和分子勢能的變化都無法判定，故A、B、C錯誤，D正確。6．研究分子勢能是微觀領域中研究物體內(nèi)能的重要部分，已知某物體中兩個分子之間的勢能Ep與兩者之間距離r的關系曲線如圖所示。(1)定性說明Ep－r曲線斜率的大小及正負的物理意義；(2)某雙原子分子系統(tǒng)中兩原子在其平衡位置附近振動時，可做如下近似：如圖乙所示，原子A固定不動，原子B做簡諧運動，其振動的范圍為r0－b≤r≤r0＋b，其中b遠小于r0，在r＝r0點附近，Ep隨r變化的規(guī)律可近似寫作Ep＝Ep0＋eq\f(k,2)(r－r0)2，式中Ep0和k均為常量。①請結(jié)合簡諧運動的知識：回復力與位移滿足F＝－kx的關系，在圖丙中畫出原子B在上述區(qū)間振動過程中受力隨距離r變化的圖線(規(guī)定向右為正方向)；②求原子B在振動過程中的最大動能。答案：(1)見解析(2)①②eq\f(1,2)kb2解析：(1)當r＝r0時兩分子間相互作用力為0，曲線斜率絕對值的大小表示分子間作用力的大小，曲線斜率為正時，分子力表現(xiàn)為引力，曲線斜率為負時，分子力表現(xiàn)為斥力。(2)①雙原子分子系統(tǒng)中兩原子在其平衡位置附近振動時，振動滿足簡諧振動，分子力與分子間距的變化滿足F＝－kr(r0－b≤r≤r0＋b)當分子到達r0＋b時，此時分子間的回復力達到最大，且方向向左；當分子到達r0－b時，此時分子間的回復力同樣達到最大，但方向向右，而取向右為正方向，則可得到如下圖所示的兩原子分子間的作用力隨位置變化的關系圖像。②由題意可知，原子B處于r＝r0處時，其動能最大，設為Ek1，而當r＝r0時系統(tǒng)的勢能有最小值，為Ep1＝Ep0＋eq\f(k,2)(r－r0)2＝Ep0原子B處于r＝r0－b處時，系統(tǒng)的動能為0，勢能最大，最大勢能為Ep2＝Ep0＋eq\f(k,2)(r－r0)2＝Ep0＋eq\f(1,2)kb2根據(jù)能量守恒定律得Ep1＋Ek1＝Ep2＋0解得Ek1＝eq\f(1,2)kb2。能力提升練7．對于物體的內(nèi)能、溫度和分子的平均動能，下列說法正確的是(B)A．相對地面靜止的物體不具有內(nèi)能B．溫度低的物體分子平均動能一定小C．溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大D．物體自由下落時速度增大，所以物體分子的平均動能也增大答案：B解析：物體內(nèi)能與物體的運動狀態(tài)無關，相對地面靜止的物體仍然具有內(nèi)能，A錯誤；溫度是分子平均動能的標志，溫度低的物體分子平均動能一定小，B正確；物體的內(nèi)能與物體的溫度、體積及物質(zhì)的量有關，C錯誤；物體分子的平均動能與物體機械運動的速度無關，D錯誤。8．(多選)兩分子間的分子力F隨分子間距離r的變化關系如圖中曲線所示，通過功能關系可以從分子力的圖像中得到有關分子勢能的信息，取分子間距離無窮遠時勢能為零。下列說法正確的是(A)A．一個分子在O點，另一個分子僅在分子力的作用下從r2運動到r0的過程中，它們的加速度先增大后減小B．圖中兩分子間距離為r0時，分子間斥力和引力的合力為零，分子勢能也為零C．兩分子之間的距離變化時，可能存在分子勢能相等的兩個點D．當兩分子間的距離從r0逐漸增大的過程中，分子力做負功，分子勢能增大答案：ACD解析：r2→r0過程，分子力先增大后減小，加速度先增大后減??；r＝r0處，分子勢能最小(為負值)；作出Ep－r圖像知，可能存在r不同的兩點對應著相等的分子勢能；兩分子間距離從r0逐漸增大的過程中，分子力做負功，分子勢能增大，故B錯誤，A、C、D正確。9．給一定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹”。某研究小組通過查閱資料知道：水分子之間存在著一種結(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，水分子之間也存在著相互作用的勢能。在水“反常膨脹”的過程中，體積減小是由于水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢能是增大的。關于這個問題，下列說法正確的是(D)A．水分子的平均動能減小，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功B．水分子的平均動能減小，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功C．水分子的平均動能增大，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功D．水分子的平均動能增大，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功答案：D解析：溫度升高，分子平均動能增大。水的溫度由0℃上升到4℃時，水的體積減小，這時水分子間的總勢能增大，因此，吸收的熱量一部分要克服分子間的結(jié)合力做功。故D正確。10．(多選)(2024·河南高二下期中)分子間存在著分子力，并且分子間存在與其相對距離有關的分子勢能。分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖像如圖所示，取r趨近于無窮大時Ep為零。通過功能關系可以從此圖像中得到有關分子力的信息，若僅考慮兩個分子間的作用，下列說法正確的是()A．分子間距離為r2時，分子間的作用力為零B．假設將兩個分子從r＝r1處釋放，則分子間距離增大但始終小于r3C．假設將分子間距離從r1增大到r2，分子間作用力將變大D．分子間距離由r3減小為r2的過程中，分子力先增大后減小答案：AD解析：分子力為零時，分子勢能最小，由題圖可知r＝r2時，分子間的作用力為零，故A正確；假設將兩個分子從r＝r1處釋放，分子將在r1至無窮遠處之間運動，故B錯誤；假設將分子間距離由r1增大到r2，分子間的作用力逐漸減小，故C錯誤；分子間距離由r3減小為r2的過程中，根據(jù)題圖切線的斜率可知，分子間作用力先增大后減小，故D正確。11．(多選)(2024·甘肅張掖高三模擬預測)如圖甲、乙所示，分別表示兩分子間的作用力、分子勢能與兩分子間距離的關系。分子a固定在坐標原點O處，分子b從r＝r4處以某一速度向分子a運動(運動過程中僅考慮分子間作用力)，假定兩個分子的距離為無窮遠時它們的分子勢能為0，則(B)A．圖甲中分子間距從r2到r3，分子間的引力增大，斥力減小B．分子b運動至r3和r1位置時動能可能相等C．圖乙中r5一定大于圖甲中r2D．若圖甲中陰影面積S1＝S2，則兩分子間最小距離小于r1答案：BD解析：圖甲中分子間距從r2到r3，分子間的引力、斥力均減小，分子力合力增大，故A錯誤；分子b從r3到r2和從r2到r1兩過程，若圖像與橫軸所圍面積相等，則分子力做功為0，動能變化量為0，分子b在r3和r1兩位置時動能可能相等，故B正確；圖甲中r2處分子力合力為0，分子b在此處分子勢能最小，應對應圖乙中r6處，即圖乙中r5一定小于圖甲中r2，故C錯誤；若圖甲中陰影面積S1＝S2，則分子b從r4到r1過程分子力做功為0，分子b在r4處速度不為0，則分子b在r1處速度不為0，將繼續(xù)運動，靠近分子a，故D正確。12．分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖像中表現(xiàn)出來，就圖像回答：(1)從圖中看到分子間距離在r0處分子勢能最小，試說明理由。(2)圖中分子勢能為零的點選在什么位置，在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，對嗎？(3)如果選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能有什么特點？答案：見解析解析：(1)如果分子間作用力的合力為零，此距離為r0。當分子間距離小于r0時，分子間的相互作用表現(xiàn)為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大。如果分子間距離大于r0，分子間的相互作用表現(xiàn)為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間的距離增大而增大。從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數(shù)值基準，分子間距離不論減小或增大，分子勢能都增大。所以說，分子平衡位置處是分子勢能最低點。(2)由圖可知，分子勢能為零的點選在了兩個分子相距無窮遠的位置。因為分子平衡位置處是分子勢能最低點，據(jù)圖也可以看出：在這種情況下分子勢能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零。(3)因為分子平衡位置處是分子勢能最低點，顯然，選兩個分子相距r0時分子勢能為零，其他位置分子勢能都大于零。學業(yè)質(zhì)量標準檢測本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共12小題，其中第1～8小題只有一個選項符合題目要求，每小題3分，第9～12小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．(2024·浙江高二開學考試)下列四幅圖分別對應四種有關分子動理論的說法，正確的是(C)A．任意一個分子在100℃時的速率一定比0℃時要大B．微粒的運動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，即布朗運動C．當兩個相鄰的分子間距離為r0時，它們之間的勢能達到最小值D．實驗中要盡可能保證每顆玻璃球與電子秤碰撞時的速率相等答案：C解析：100℃時分子的平均速率比0℃時大，但100℃時有的分子速率比0℃時要小，故A錯誤；圖中顯示的是布朗運動，是懸浮微粒的無規(guī)則運動，不是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運動，故B錯誤；當兩個相鄰的分子間距離為r0時，分子力為零，此時無論分子間距離增大還是減小，分子力均做負功，分子勢能均增大，所以此時它們之間的勢能達到最小值，故C正確；圖中模擬氣體壓強的產(chǎn)生，分子的速度不是完全相等的，所以也不要求小球的速率一定相等，故D錯誤。2．一定質(zhì)量的0℃的冰融化成0℃的水時，其分子的動能之和Ek和分子的勢能之和Ep的變化情況為(C)A．Ek變大，Ep變大 B．Ek變小，Ep變小C．Ek不變，Ep變大 D．Ek變大，Ep變小答案：C解析：一定質(zhì)量的0℃的冰融化成0℃的水時，溫度不變，分子的平均動能不變，故A、B、D錯誤；0℃的冰融化成0℃的水時，需要吸收熱量，所以其內(nèi)能一定增加，而其分子總動能不變，所以分子的勢能增大，故C正確。3．(2023·河北張家口宣化一中高二下月考)運用分子動理論的相關知識，判斷下列說法正確的是(C)A．氣體分子單位時間內(nèi)和單位面積器壁碰撞的次數(shù)僅與溫度有關B．某氣體的摩爾體積為V，每個分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)可表示為eq\f(V,V0)C．生產(chǎn)半導體器件時需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成D．水流流速越快，說明水分子的熱運動越劇烈，但并非每個水分子運動都劇烈答案：C解析：氣體分子單位時間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關，還與分子平均速率有關，故A錯誤；由于氣體分子的大小相對于分子間的空隙來說很小，故不能用摩爾體積除以分子體積得到阿伏加德羅常數(shù)，故B錯誤；擴散可以在固體中進行，溫度越高，擴散越快，生產(chǎn)半導體器件時需要在純凈的半導體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴散來完成，故C正確；水流速度反映機械運動情況，不能反映熱運動情況，故D錯誤。4．如圖是氧氣分子在不同溫度(20℃和110℃)下的速率分布，eq\f(ΔN,N)是分子數(shù)所占的比例。由圖線信息可得到的正確結(jié)論是(D)A．同一溫度下，速率大的氧氣分子數(shù)所占的比例大B．溫度升高使得每一個氧氣分子的速率都增大C．溫度越高，一定速率范圍內(nèi)的氧氣分子所占的比例越小D．溫度升高使得速率較小的氧氣分子所占的比例變小答案：D解析：同一溫度下，中等速率的氧氣分子數(shù)所占的比例大，A錯誤；溫度升高使得氧氣分子的平均速率增大，B錯誤；溫度越高，一定速率范圍內(nèi)的氧氣分子所占的比例有高有低，C錯誤；溫度升高使得速率較小的氧氣分子所占的比例變小，D正確。5．如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間距離的關系如圖中曲線所示。F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力。A、B、C、D為x軸上四個特定的位置。現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，下圖中A、B、C、D四個圖分別表示乙分子的速度、加速度、勢能、動能與兩分子間距離的關系，其中大致正確的是(B)答案：B解析：乙分子的運動方向始終不變，故A錯誤；加速度的大小與力的大小成正比，方向與力的方向相同，故B正確；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢能不可能增大到正值，故C錯誤；分子動能不可能為負值，故D錯誤。6．一定質(zhì)量的氣體，保持溫度不變、僅減小體積之后，氣體的壓強會增大。下列說法正確的是(D)A．氣體分子的總數(shù)增加B．氣體分子的平均速率增大C．氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力增大D．單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多答案：D解析：氣體的質(zhì)量一定，則氣體分子的總數(shù)保持不變；保持溫度不變，則氣體分子的平均動能不變，氣體分子的平均速率不變，氣體分子每次碰撞器壁的平均作用力不變；僅減小體積之后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)量變多，則單位時間內(nèi)單位面積器壁上受到氣體分子碰撞的次數(shù)增多，氣體的壓強會增大，故D正確。7．關于分子動理論的規(guī)律，下列說法正確的是(A)A．在顯微鏡下可以觀察到水中花粉小顆粒的布朗運動，這說明水分子在做無規(guī)則運動B．一滴紅墨水滴入清水中不攪動，經(jīng)過一段時間后水變成紅色，這是重力引起的對流現(xiàn)象C．在一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運動越激烈D．懸浮在液體中的微粒越大，某時刻與它相撞的液體分子數(shù)越多，布朗運動就越明顯答案：A解析：顯微鏡下可以觀察到水中花粉小顆粒的運動，這是花粉受到液體分子頻繁碰撞，而出現(xiàn)了布朗運動，這說明水分子在做無規(guī)則運動，故A正確；一滴紅墨水滴入清水中不攪動，經(jīng)過一段時間后水變成紅色，屬于擴散現(xiàn)象，故B錯誤；一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，是水的對流引起的，不是布朗運動，故C錯誤；懸浮在液體中的微粒越小，某時刻與它相撞的各個方向液體分子數(shù)越不平衡，布朗運動越明顯，故D錯誤。8．2019年12月1日，粵東農(nóng)批·2019球王故里五華馬拉松賽在五華粵東農(nóng)批廣場激情開跑。此次活動能圓滿舉行離不開一群可愛的志愿者，他們到了午餐時間也只是吃點自熱米飯。對于自熱米飯很多人還不是很了解，自熱米飯盒內(nèi)有一個發(fā)熱包，遇水發(fā)生化學反應而產(chǎn)生大量熱能，不需要明火，溫度可超過100℃，蓋上盒蓋便能在10～15分鐘內(nèi)迅速加熱食品。自熱米飯的蓋子上有一個透氣孔，如果透氣孔堵塞，容易造成小型爆炸。有關自熱米飯盒爆炸的說法，正確的是(C)A．自熱米飯盒爆炸，是盒內(nèi)氣體溫度升高，氣體分子間斥力急劇增大的結(jié)果B．在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體內(nèi)能增加C．在自熱米飯盒爆炸的瞬間，盒內(nèi)氣體溫度降低D．自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，標志著每一個氣體分子速率都增大了答案：C解析：自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，由分子動理論知，體積不變，氣體分子間分子力(引力)可忽略不計，分子間相互作用力不變，故A錯誤；根據(jù)熱力學第一定律，爆裂前氣體溫度升高，內(nèi)能應增大，突然爆裂的瞬間氣體對外界做功，其內(nèi)能應減少，溫度也會有所下降，故B錯誤，C正確；自熱米飯盒爆炸前，盒內(nèi)氣體溫度升高，分子平均動能增加，但并不是每一個氣體分子速率都增大，故D錯誤。9．(2023·安徽馬鞍山高三二模)下列說法中正確的是(A)A．擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生B．分子熱運動越劇烈，物體內(nèi)每個分子的動能越大C．分子間的引力和斥力是同時存在的，都隨距離的增大而減小D．掃地時，在陽光照射下，看到塵埃飛揚，這是塵埃在做布朗運動答案：AC解析：擴散現(xiàn)象說明物質(zhì)分子在做永不停息的無規(guī)則運動，在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，故A正確；分子熱運動越劇烈，物體分子的平均動能越大，但并不是物體內(nèi)每個分子的動能越大，故B錯誤；分子間的引力和斥力是同時存在的，都隨距離的增大而減小，故C正確；做布朗運動的微粒肉眼根本看不見，要在顯微鏡下才能看見，掃地時觀察到的塵埃飛揚是固體小顆粒的機械運動，不是布朗運動，故D錯誤。10．用r表示分子間的距離，Ep表示分子勢能，用r0表示分子引力與斥力平衡時的分子間距，設r＝∞時，Ep＝0，則(A)A．當10r0>r>r0時，Ep隨著r的增加而增大B．當r<r0時，Ep隨著r的減小而增大C．當10r0>r>r0時，Ep不隨r的變化而變化D．當r≠r0時，Ep最小且Ep最小值為0答案：AB解析：當r＝r0時分子勢能最小，當r>r0時分子力表現(xiàn)為引力，隨著分子間距的增加，分子力做負功，分子勢能增加，因此當10r0>r>r0，Ep隨著r的增加而增大，故A正確，C錯誤；當r<r0時，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著r的減小，分子力做負功，分子勢能增加，因此當r<r0時，Ep隨著r的減小而增大，故B正確；根據(jù)題意可知，當r＝∞時，Ep＝0，而當r>r0，且分子間距逐漸增大的過程中，分子勢能逐漸增大，當r<r0，且分子間距逐漸減小的過程中，分子勢能逐漸增大，因此可知，當r≠r0時，Ep并非最小，且Ep的最小值小于0，故D錯誤。11．(2024·聊城一中高二階段練習)石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質(zhì)，結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。已知單層石墨烯的厚度約為0.33nm，每個六邊形的面積約為5.2×10－20m2，碳的摩爾質(zhì)量為12g/mol，阿伏伽德羅常數(shù)取6.0×1023mol－1。對質(zhì)量為10g的單層石墨烯，下列說法正確的(B)A．包含有5.0×1022個碳原子B．包含有5.0×1023個碳原子C．所占有的空間體積約為4.3×10－6m3D．所占有的空間體積約為8.6×10－6m3答案：BC解析：質(zhì)量為10g的單層石墨烯，物質(zhì)的量為n＝eq\f(m,M)＝eq\f(10,12)mol＝eq\f(5,6)mol，則包含有碳原子的個數(shù)為N＝nNA＝5.0×1023個，故A錯誤，B正確；因為石墨烯最小的六元環(huán)上有6個碳原子，每個碳原子被3個環(huán)占用，所以10g的單層石墨烯占有的空間體積約為V＝eq\f(1,2)NSd＝4.3×10－6m3，故C正確，D錯誤。12．如圖甲所示是分子間作用力與分子間距之間的關系，分子間作用力表現(xiàn)為斥力時為正，一般地，分子間距大于10r0時，分子間作用力就可以忽略；如圖乙所示是分子勢能與分子間距之間的關系，a是圖線上一點，ab是在a點的圖線切線。下列說法中正確的有(A)A．分子勢能選擇了無窮遠處或大于10r0處為零勢能參考點B．圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，與零勢能點的選取有關C．圖乙中Oa的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小D．圖乙中ab的斜率大小表示分子間距離在該間距時的分子間作用力大小答案：AD解析：綜合題設及題圖信息可知，分子勢能選擇了無窮遠處或大于10r0處為零勢能參考點，故A正確；圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，勢能差值與零勢能點的選取無關，故B錯誤；分子勢能與分子間距圖像中，圖線切線的斜率的大小表示分子間作用力大小，故C錯誤，D正確。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(本題共2小題，共14分。把答案直接填在橫線上)13．(6分)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中：(1)該實驗中建立理想化模型，下列說法正確的是________。A．將油膜看成單分子層油膜B．油酸分子間的間隙不可忽略C．不考慮各油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成立方體模型(2)某同學在本實驗中，計算結(jié)果明顯偏小，可能是由于________。A．油酸未完全散開B．將油酸酒精溶液的體積算作一滴純油酸的體積C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)多數(shù)了10滴(3)該同學將一滴油酸酒精溶液滴入事先撒有均勻痱子粉的水槽中，待油膜充分散開后，在玻璃板上描出油膜的輪廓，該油膜的面積是8.0×10－3m2：已知油酸酒精溶液中油酸濃度為0.2%,400滴油酸酒精溶液滴入量筒后的體積是1.2mL，則油酸分子直徑為________m。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)答案：(1)A(2)D(3)7.5×10－10解析：(1)用油膜法估測分子的大小的實驗中，所做的理想化假設包括：不考慮分子間的間隙，將油膜看成單分子層油膜，以及將油分子看成球形等，分子間的作用力使油酸在水面上形成油膜，所以分子間的相互作用力需要考慮，故B、C、D錯誤，A正確。(2)計算油酸分子直徑的公式是d＝eq\f(V,S)，V是純油酸的體積，S是油酸的面積。油酸未完全散開，S偏小，故得到的分子直徑d將偏大，故A錯誤；將油酸酒精溶液的體積算作一滴純油酸的體積，則V偏大則直徑將偏大，故B錯誤；計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格，則S偏小直徑將偏大，故C錯誤；在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液時，滴數(shù)多數(shù)了10滴，由V＝eq\f(V0,n)可知，油酸的體積將偏小，則計算得到的直徑將偏小，故D正確。故選D。(3)純油酸的體積為V0＝1.2×10－6×0.2%＝2.4×10－9m3一滴純油酸的體積為V＝eq\f(V0,n)＝eq\f(2.4×10－9,400)m3＝6×10－12m3則油酸分子的直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(6×10－12,8×10－3)m＝7.5×10－10m。14．(8分)(2024·安徽黃山二模)在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，小物同學用體積為A的純油酸配置成體積為B的油酸酒精溶液，用注射器取體積為C的油酸酒精溶液，再把它一滴一滴地全部滴入燒杯，滴數(shù)為N。(1)此后實驗操作的正確排序為：________(用字母符號表示)。A．描繪油膜輪廓 B．取油酸酒精溶液C．撒粉 D．滴油酸酒精溶液(2)把1滴該溶液滴入淺盤里，穩(wěn)定后測得油酸膜面積為S，估算出油酸分子的直徑大小為________(用以上字母表示)；(3)小物同學的計算結(jié)果明顯偏大，其原因可能是________。A．計算油膜面積時所有不足一格的方格全部按滿格計數(shù)B．痱子粉末太薄使油酸邊界不清，導致油膜面積測量值偏大C．未等痱子粉完全散開，就在玻璃片上描繪了油膜輪廓D．用注射器測得1mL溶液有N滴時數(shù)成了(N－1)滴答案：(1)CBDA(2)eq\f(AC,NBS)(3)CD解析：(1)“油膜法估測分子大小”實驗中先把痱子粉均勻撒到水面上，再用注射器取一定的溶液，然后滴到水中，再蓋上玻璃蓋，用筆在玻璃上描出油酸的輪廓，把坐標紙鋪在玻璃上，故順序為CBDA。(2)體積為C的油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V＝eq\f(AC,B)，一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為V0＝eq\f(AC,NB)，所以油酸分子的直徑大小為d＝eq\f(V0,S)＝eq\f(AC,NBS)。(3)油膜面積測量值偏大，由上式可知d的測量值偏小，故A錯誤；痱子粉末太薄使油酸邊界不清，導致油膜面積測量值偏大，d的測量值偏小，故B錯誤；未等痱子粉完全散開，就在玻璃片上描繪了油膜輪廓，導致油膜面積測量值偏小，d的測量值偏大，故C正確；求每滴的體積時，溶液有N滴時數(shù)成了(N－1)滴，則體積偏大，d的測量值偏大，故D正確。三、論述、計算題(本題共4小題，共46分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15．(8分)一根長度為l、橫截面為S的銅導線中通入一定大小的恒定電流時，銅導線內(nèi)部的自由電子以速率v定向移動。已知銅的密度為ρ、摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，電子的電荷量為e，每一個銅原子能貢獻兩個自由電子。求：(1)這根銅導線中自由電子的總個數(shù)N；(2)通入該銅導線的電流I。答案：(1)eq\f(2SlρNA,M)(2)eq\f(2SρNAve,M)解析：(1)每一個銅原子能貢獻兩個自由電子，設這根銅導線的質(zhì)量為m，所以有m＝Slρ，N＝2eq\f(m,M)NA解得N＝eq\f(2SlρNA,M)。(2)設銅導線內(nèi)部的自由電子全部流出所用的時間為t，根據(jù)電流的定義式得It＝eq\f(2SlρNA,M)e，t＝eq\f(l,v)解得I＝eq\f(2SρNAve,M)。16．(10分)已知在標準狀況下，水的密度為ρ1，水蒸氣的密度為ρ2阿伏加德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為M。(1)求體積為V的水中含有的水分子數(shù)；(2)求水分子的直徑；(3)求體積為V的水轉(zhuǎn)為標況下的水蒸氣后，水蒸氣分子之間的距離。答案：(1)eq\f(ρ1V,M)NA(2)eq\r(3,\f(6M,ρ1πNA))(3)eq\r(3,\f(M,ρ2NA))解析：(1)設體積為V的水中含有的水分子數(shù)為N，質(zhì)量為m，物質(zhì)的量為n，則m＝ρ1Vn＝eq\f(m,M)＝eq\f(ρ1V,M)得N＝nNA＝eq\f(ρ1V,M)NA。(2)將水看成由球狀水分子緊密排列而成，水分子直徑即為水分子之間的距離D。一個水分子的體積eq\f(1,6)πD3＝eq\f(V,N)＝eq\f(V,\f(ρ1V,M)NA)＝eq\f(M,ρ1NA)得D＝eq\r(3,\f(6M,ρ1πNA))。(3)體積為V的水轉(zhuǎn)為標況下的水蒸氣后，設水蒸氣分子之間的距離為a，一個水蒸氣分子占據(jù)的體積a3＝eq\f(ρ1V,ρ2N)＝eq\f(M,ρ2NA)得a＝eq\r(3,\f(M,ρ2NA))。17．(12分)(2024·北京市第十三中學高二期中)對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。在正方體密閉容器中有大量某種氣體的分子，每個分子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)分子數(shù)量n為恒量。為簡化問題，我們假定：分子大小可以忽略；分子速率均為v，且與器壁各面碰撞的機會均等；分子與器壁碰撞前后瞬間，速度方向都與器壁垂直，且速率不變。(1)求一個氣體分子與器壁碰撞一次，器壁給分子的沖量的大小；(2)每個分子與器壁各面碰撞的機會均等，則正方體的每個面有六分之一的幾率。如圖若正方形邊長為a，忽略分子間相互碰撞，請計算正方體內(nèi)能與某個器壁(例如圖中陰影部分器壁)發(fā)生一次碰撞的總分子個數(shù)N；(3)大量氣體分子對容器壁持續(xù)頻繁地撞擊就形成了氣體的壓強。若已知一定質(zhì)量的理想氣體，其壓強p與熱力學溫度T的關系式為p＝nkT，式中n為單位體積內(nèi)氣體的分子數(shù)，k為常數(shù)。分析說明：溫度是分子平均動能eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(即\f(1,2)mv2))的標志。答案：(1)2mv(2)eq\f(1,6)na3(3)見解析解析：(1)以氣體分子為研究對象，以分子碰撞器壁時的速度方向為正方向，根據(jù)動量定理，有－I＝－mv－mv＝－2mv所以一個分子與器壁碰撞一次器壁給分子的沖量的大小為I＝2mv。(2)如圖所示，以器壁的面積S為底，以vΔt為高構(gòu)成柱體由題設條件可知，柱體內(nèi)的分子在Δt時間內(nèi)有六分之一與器壁S發(fā)生碰撞，碰撞分子總數(shù)為N＝eq\f(1,6)n·SvΔt＝eq\f(1,6)na2vΔt＝eq\f(1,6)na3。(3)在Δt時間內(nèi)，設N個分子對面積為S的器壁產(chǎn)生的作用力為F，N個分子對器壁產(chǎn)生的沖量為FΔ