新人教版选修3-3《第7章 分子动理论》2012年单元测试卷（1）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

下列关于分子和分子热运动的说法中正确的是（ ）
A．用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动，观察到的是微粒中分子的无规则运动
B．分子a只在分子力作用下从远处由静止开始靠近固定不动的分子b，当a受到的分子力最大时，a的动能一定最大
C．气体的温度升高时，分子的热运动变得剧烈，分子的平均动能增大，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大
D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大

2. 难度：中等

下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是（ ）
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

3. 难度：中等

分子甲和乙相距较远（此时它们的分子力近似为零），如果甲固定不动，乙逐渐向甲靠近越过平衡位置直到不能再靠近．在整个过程中（ ）
A．先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功
B．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功
C．两分子间的斥力不断减小
D．两分子间的引力不断减小

4. 难度：中等

如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F＞0表示斥力，F＜0表示引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则（ ）
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加

5. 难度：中等

以下说法正确的是（ ）
A．当两个分子间的距离为r（平衡位置）时，分子势能最小
B．布朗运动反应了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
C．一滴油酸酒精溶液体积为V，在水面上形成的单分子油膜为S，则油酸分子的直径d=
D．气体的温度升高时，分子的热运动变的剧烈，分子的平均动能增加，撞击器壁时对器壁的作用力增大，从而气体的压强一定增大

6. 难度：中等

我们知道，气体分子的运动是无规则的，每个分子运动的速率一般是不同的，但大量分子的速率分布却有一定的统计规律．如图所示描绘了某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，则二条曲线分别对应的温度T₁和T₂的大小关系是（ ）

A．T₁=T₂
B．T₁＞T₂
C．T₁＜T₂
D．无法确定

7. 难度：中等

下列说法中错误的是（ ）
A．分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能
B．气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生的
C．热力学温度每一度的大小跟摄氏温度每一度的大小相同
D．悬浮在液体中的颗粒越大，同一时刻与它相碰的液体分子数越多，所以布朗运动越明显

8. 难度：中等

下列叙述正确的是（ ）
A．对一定质量气体加热，其内能一定增加
B．利用氧气分子的体积和氧气的摩尔体积，可求出阿伏伽德罗常数
C．做功和热传递是改变物体内能的两种不同方式，但其本质是相同的
D．若分子间距离r=r时，两分子间分子力F=0，则当两分子间距离由小r逐渐增大到r的过程中，分子势能减小

9. 难度：中等

如图所示，一定质量的理想气体沿图线从状态a，经状态b变化到状态c，在整个过程中，其体积
（ ）
A．逐渐增大
B．逐渐减小
C．先减小后增大
D．先增大后减小

10. 难度：中等

如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，下列那个措施可以让h变小的（ ）

A．环境温度升高
B．大气压强升高
C．沿管壁向右管内加水银
D．U型玻璃管自由下落

11. 难度：中等

如图所示，为中学物理课上一种演示气体定律的有趣仪器--哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很短的平底大烧瓶．在瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一个橡皮塞． 在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小△V时，压强增大20%．若使瓶内气体体积减小2△V，则其压强增大（ ）

A．20%
B．30%
C．40%
D．50%

12. 难度：中等

如图所示，活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，气缸和活塞导热良好，活塞与气缸壁之间无摩擦．活塞上方存有一定量的水，活塞静止，将一细管插入水中，由于虹吸现象，活塞上方水缓慢流出，在此过程中，外界的大气压强和温度保持不变，气体分子之间的作用力一直表现为引力，则有关气缸内封闭的气体，下列说法正确的是（ ）

A．每个气体分子的动能都保持不变
B．单位时间内，气体分子对活塞的冲量保持不变
C．单位时间内，气体分子对活塞撞击的次数减少
D．气体分子之间的作用力减小，分子势能平均值减小

13. 难度：中等

如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止．设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是（ ）

A．若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些
B．若外界大气压增大，则气缸的上底面距地面的高度将增大
C．若气温升高，则活塞距地面的高度将减小
D．若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大

14. 难度：中等

如图所示，在固定的真空容器A内部固定着一个绝热气缸B，用质量为m的绝热活塞P将一部分理想气体封闭在气缸内．撤去销子K，不计摩擦阻力，活塞将向右运动，该过程（ ）

A．由于A为真空，气体膨胀时对外不做功
B．活塞做匀加速运动，缸内气体温度降低
C．气体分子在单位时间内撞击活塞的次数减少
D．在相同时间内，气体分子对活塞的冲量不变

15. 难度：中等

如图所示，两端开口的弯折的玻璃管竖直放置，三段竖直管内各有一段水银柱，两段空气封闭在三段水银柱之间，若左、右两管内水银柱长度分别为h₁、h₂，且水银柱均静止，则中间管内水银柱的长度为（ ）
A．h₁-h₂
B．
C．
D．h₁+h₂

16. 难度：中等

关于内能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．若把氢气和氧气看作理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有相等的内能
B．一定质量的0℃的水的分子势能比0℃的冰的分子势能小
C．物体吸收热量后，内能一定增加
D．一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能

17. 难度：中等

如图所示，一弹簧秤上端固定，下端拉住活塞提起气缸，活塞与气缸间无摩擦，封闭一定质量的理想气体．现使气缸内气体的温度升高，则在此过程中，气体体积V与弹簧秤拉力F的变化情况是（ ）

A．V增大，F增大
B．V增大，F减小
C．V不变，F不变
D．V增大，F不变

18. 难度：中等

如图所示，一根上细下粗、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端开口、下端封闭，上端足够长，下端（粗端）中间有一段水银封闭了一定质量的理想气体．现对气体缓慢加热，气体温度不断升高，水银柱上升，则被封闭气体体积和热力学温度的关系最接近哪个图象（ ）

A．
B．
C．
D．

19. 难度：中等

对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（ ）
A．若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变
B．若气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大
C．若气体温度升高1 K，其等容过程所吸收的热量一定大于等压过程所吸收的热量
D．在完全失重状态下，气体的压强为零

20. 难度：中等

对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力总表现为引力
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．布朗运动是固体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

21. 难度：中等

下列说法正确的是（ ）
A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
D．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的

22. 难度：中等

下列说法中正确的是（ ）
A．晶体一定具有规则的几何外形
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同
D．当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同
E．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数和温度有关

23. 难度：中等

以下说法正确的是（ ）
A．在完全失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁的顶部没有作用力
B．分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，它们都随分子间距离的减小而增大
C．悬浮在液体中的微粒足够小，来自各个方向的液体分子撞击的不平衡性使微粒的运动无规则
D．在液体表面任意一条线的两侧，相互之间的作用力是斥力，它的作用是使液体表面绷紧

24. 难度：中等

如图为竖直放置的上粗下细的两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同．使A、B升高相同温度达到稳定后，A、B两部分气体压强变化量分别为△p_A、△p_B，对液面压力的变化量分别为△F_A、△F_B，则（ ）

A．水银柱向上移动了一段距离
B．无法判断水银柱移动方向
C．△p_A=△p_B
D．△F_A＞△F_B

25. 难度：中等

一定质量的理想气体沿图示状态变化方向从状态a到状态b，到状态c再回到状态a．三个状态的体积分别为v_a、v_b、v_c，则它们的关系正确的是（ ）

A．v_a=v_b
B．v_a=v_c
C．v_b=v_c
D．v_c=v_a

26. 难度：中等

下列说法中正确的是（ ）
A．晶体一定具有规则的几何外形
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同
D．当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同

27. 难度：中等

如图所示，在水平面上放置着一个密闭绝热的容器，容器内部有一个一定质量的活塞，活塞的上部封闭着理想气体，下部为真空，活塞与器壁的摩擦忽略不计，置于真空中的轻弹簧的一端固定于容器的底部，另一端固定在活塞上，弹簧被压缩后用绳扎紧，此时弹簧的弹性势能为E_p（弹簧处于自然长度时弹性势能为零），现在绳突然断开，则下列说法中正确的是（ ）
A．由于能量的转化与守恒，活塞将不停地振动起来
B．容器内气体的温度将趋于一个定值
C．活塞最终会停留在比原来较高的位置上
D．活塞最终会停下来，E_p全部转化为其它能量

28. 难度：中等

下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动反映了液体或气体分子的无规则运动
B．交变电流的有效值是利用电流的热效应定义的
C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
D．β衰变所释放的电子来自原子核外

二、填空题

29. 难度：中等

在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，已知一滴溶液中油酸的体积为V，配制的油酸溶液中，纯油酸与溶液体积之比为1：500，1mL溶液含250滴．那么一滴溶液中纯油酸体积为V=    cm³；该实验中油膜厚度d与油酸分子直径D的关系是    ．

三、解答题

30. 难度：中等

一定质量的理想气体经历了温度缓慢升高的变化，如图所示，p-T和V-T图各记录了其部分变化过程，试求：

①温度为600K时气体的压强；
②在p-T图象上将温度从400K升高到600K的变化过程补充完整．

31. 难度：中等

如图所示，固定的竖直圆筒由上段细筒和下段粗筒组成，粗筒横截面积是细筒的4倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质光滑活塞导热性能良好，其间封有空气，活塞A上方有水银．用外力向上托住活塞B，使之处于静止状态，活塞A上方的水银面与粗筒上端相平，水银深H=10cm，气柱长L=20cm，大气压强p=75cmHg．现使活塞B缓慢上移，直到A活塞上移H/2的距离，气体温度不变．则对于被封气体：
（1）与原来相比较______
A．气体放热，分子间平均距离增大        B．气体内能不变，分子平均距离减小
C．气体分子热运动动能增大，压强减小   D．气体分子热运动平均动能不变，压强增大
（2）计算筒内气柱的长度变为多少？

四、填空题

32. 难度：中等

（A类题）一圆柱形气缸，质量M为10kg，总长度L为40cm，内有一厚度不计的活塞，质量m为5kg，截面积S为50cm²，活塞与气缸壁间摩擦不计，但不漏气，当外界大气压强p为1×10⁵ Pa，温度t为7℃时，如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来，如图所示，气缸内气体柱的高L₁为35cm，（g取10m/s²）求：
（1）此时气缸内气体的压强；
（2）当温度升高到多少摄氏度时，活塞与气缸将分离．

五、解答题

33. 难度：中等

铁的密度ρ=7.8×10³kg/m³、摩尔质量M=5.6×10^-2kg/mol，阿伏加德罗常数N_A=6.0×10²³mol^-1．铁原子视为球体，估算铁原子的直径大小．（保留一位有效数字）

34. 难度：中等

“水立方”国家游泳中心是北京为2008年夏季奥运会修建的主游泳馆．水立方游泳馆共有8条泳道的国际标准比赛用游泳池，游泳池长50m、宽25m、水深3m．设水的摩尔质量为M=1.8×10^-2kg/mol，试估算该游泳池中水分子数．

35. 难度：中等

气缸长L=1m，固定在水平面上，气缸中有横截面积S=100cm²的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度t=27℃，大气压强P =1×10 ⁵ Pa时，气柱长L=0.4m．现缓慢拉动活塞，拉力最大值F=500N，求：
（1）温度保持不变，能否将活塞从气缸中拉出？
（2）要使活塞从气缸中拉出，气缸中气体温度至少应多少℃？

36. 难度：中等

如图所示，竖直放置的气缸幵口向下，重为G1的活塞a和重为G₂的活塞b，将长为L的气室分成体积比为1：2的A，B两部分，温度是127°C，系统处于平衡状态．当温度缓慢地降到27°C时系统达到新的平衡，求活塞a、b移动的距离．不计活塞a的厚度及活塞与气缸间的摩擦．

37. 难度：中等

某登山运动员在一次攀登珠穆朗玛峰的过程中，在接近山顶时他裸露在手腕上的防水手表的表盘玻璃突然爆裂了．而手表没有受到任何撞击，该手表出厂时给出的参数为：27℃时表内气体压强为1.0Pa（常温下的大气压强值），当内外压强差超过6.0×10⁴Pa时表盘玻璃将爆裂．当时登山运动员携带的温度计的读数是-21℃，表内气体体积的变化可忽略不计．
（1）通过计算判断手表的表盘是向外爆裂还是向内爆裂的？
（2）当时外界的大气压强为多少？

六、填空题

38. 难度：中等

如图所示，一直立的气缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁是导热的．开始活塞被固定，打开固定螺栓K，活塞上升，经过足够长时间后，活塞停在B点，则活塞停在B点时缸内封闭气体的压强为    ，在该过程中，缸内气体    （填“吸热”或“放热”）．（设周围环境温度保持不变，已知AB=h，大气压强为p，重力加速度为g）

39. 难度：中等

在温度为27℃时，一直径为0.3米的薄塑料球内气体压强为1.5×10⁵Pa，大气压强为1.0×10⁵Pa，由于球内外的压强差，使球面绷紧，球面上出现张力．则球面上每厘米长度所受张力为     N，如果球面上每厘米长度只能承受50N的力，设球体积不变，当球内温度升高到     K时，球将破裂．

七、解答题

40. 难度：中等

如图所示，导热汽缸固定在水平地面上，用质量为M的光滑的活塞Q封闭了一定质量热力学温度为T₁的理想气体．一不可伸长的细绳绕过定滑轮，一端拴住活塞，另一端栓着质量为m的重物．已知大气压强为p，活塞的位置离底部距离为H，活塞的截面积为S．最初整个系统处于静止状态，（滑轮质量、滑轮轴上的摩擦和空气阻力均不计）．求：
（1）剪断细绳当系统再次稳定时，活塞的位置离底部的距离h；
（2）再次稳定后，对汽缸加热，使活塞再次回到最初的位置，此时气体的温度T₂．

41. 难度：中等

今有一质量为M的气缸，用质量为m的活塞封有一定质量的理想气体，当气缸水平横放时，空气柱长为L（如图甲所示），若将气缸按如图乙悬挂保持静止时，求气柱长度为多少．已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与气缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变．

42. 难度：中等

如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口，左端用水银封闭着长L=10cm的理想气体，当温度为27℃时，两管水银面的高度差△h=2cm．设外界大气压为1.0×10⁵Pa（即75cmHg）．为了使左、右两管中的水银面相平，求：
（ⅰ）若对封闭气体缓慢加热，温度需升高到多少℃？
（ⅱ）若温度保持27℃不变，需从右管的开口端再缓慢注入多少高度的水银柱？

43. 难度：中等

如图，一根粗细均匀、内壁光滑、竖直放置的玻璃管下端密封，上端封闭但留有一抽气孔．管内下部被活塞封住一定量的气体（可视为理想气体），气体温度为T₁．开始时，将活塞上方的气体缓慢抽出，当活塞上方的压强达到p时，活塞下方气体的体积为V₁，活塞上方玻璃管的容积为2.6V₁．活塞因重力而产生的压强为0.5p．继续将活塞上方抽成真空并密封．整个抽气过程中管内气体温度始终保持不变．然后将密封的气体缓慢加热．求：
①活塞刚碰到玻璃管顶部时气体的温度；
②当气体温度达到1.8T₁时气体的压强．

44. 难度：中等

如图所示，由两段粗细不同的圆筒组成的容器竖直固定，粗圆筒横截面积是细圆筒的4倍，粗圆筒中有A、B两活塞，其间封闭一定质量的理想气体，被封气柱长L=20cm．活塞A上方储有水银，水银柱高H=10cm，且上端恰好与两圆筒结合处相平．现缓慢向上推动活塞B，使活塞A向上移动5cm后保持静止，不计活塞与筒壁之间的摩擦．（设在整个过程中气体的温度不变，大气压强P=75cmHg）求：
（i）再次静止后，被封气体的压强；
（ii）活塞B向上移动的距离．

45. 难度：中等

如图所示，大气压强为p，气缸水平固定，开有小孔的薄隔板将其分为A、B两部分，光滑活塞可自由移动．初始时气缸内被封闭气体温度T，A、B两部分容积相同．加热气体，使A、B两部分体积之比为1：2．
（1）气体应加热到多少温度？
（2）将活塞向左推动，把B部分气体全部压入A中，气体温度变为2T，求此时气体压强．