2025年高中物理人教版选择性必修第三册（第一章 分子动理论）同步训练
一、单选题
1．图为悬浮在液体中的3颗小炭粒每隔5s在坐标纸上标记位置的连线。下列说法正确的是（ ）
A．这些折线表示的是小炭粒的运动轨迹
B．小炭粒沿折线上相邻标记位置的连线做匀速直线运动
C．可以准确预测再下一个5s后这3颗小炭粒的位置
D．小炭粒的运动反映了液体分子的运动情况
2．“冷”“热”二词常闻于生活，与之相关的“热现象”无所不在、无时不有，远涉宇宙变迁，近涉高新科技，涵盖所有实际发生的过程。这一宏观现象与系统中大量微观粒子的无规则运动密切联系。下列关于布朗运动和扩散现象说法正确的是（ ）
A．布朗运动就是分子的无规则运动，可用显微镜观察到
B．悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动越明显
C．扩散现象与温度有关，温度越高，扩散现象越明显
D．液体中悬浮颗粒将做直线运动，直到和其他颗粒发生碰撞
3．磁场对电流的作用力是什么力？（ ）
A．安培力 B．洛伦兹力 C．库仑力 D．分子力
4．如图所示是用显微镜观察到的三颗炭粒运动时的位置连线，下列说法中不正确的是（ ）
A．炭粒越小，温度越高，无规则运动越明显
B．每段线段对应的是这段时间内炭粒运动的位移
C．炭粒的运动是由于液体分子撞击的不平衡造成的
D．炭粒的运动其实就是分子的热运动
5．关于对气体压强的理解，下列说法错误的是（ ）
A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，因此将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，它自身重力太小，会使瓶内气体压强远小于外界大气压强
B．气体压强是由气体分子不断撞击器壁而产生的
C．气体压强取决于单位体积内分子数和分子的平均速率
D．单位面积器壁受到空气分子碰撞的平均压力就是气体对器壁的压强
6．下列说法正确的是（ ）
A．“破镜难圆”说明分子间存在斥力
B．1克100℃的水与1克100℃的水蒸气的内能相等
C．汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到笛声音调变高
D．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动
7．气体的分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．高温状态下分子速率大小的分布范围相对较小
B．高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率
C．高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
D．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值
8．关于温度与分子的动能，下列说法正确的是（ ）
A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B．物体的内能等于物体的重力势能和动能的总和
C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
D．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
9．把墨汁用水稀释后取出一滴放在高倍显微镜下观察，可以看到悬浮在液体中的小炭粒在不同时刻的位置，每隔一定时间把炭粒的位置记录下来，最后按时间先后顺序把这些点进行连线，得到如图所示的图像，对于这一现象，下列说法正确的是（ ）
A．炭粒的无规则运动，说明碳分子运动也是无规则的
B．越小的炭粒，受到撞击的分子越少，作用力越小，碳粒的不平衡性表现得越不明显
C．该图像就是炭粒运动的轨迹
D．水的温度越高，炭粒的运动越明显
10．阿伏加德罗常数是NA（单位为mol-1），铜的摩尔质量为M（单位为kg/mol），铜的密度为ρ（单位为kg/m3），则下列说法不正确的是（ ）
A．1m3铜所含的原子数目是
B．1个铜原子的质量是
C．1个铜原子占有的体积是
D．1kg铜所含有的原子数目是ρNA
11．设某种物质的摩尔质量为，分子间平均距离为d，已知阿伏加德罗常数为，则该物质的密度可表示为（ ）
A．
B．
C．
D．
12．某地区1~6月份平均气温与平均大气压的对照表如下表所示，6月份与1月份相比较，下列说法正确的是（ ）
月份/月 1 2 3 4 5 6
平均气温/℃ 1.8 4.5 12.8 21.4 28.7 31.4
平均大气压/（×106Pa） 1.031 1.025 1.018 1.012 1.007 0.9764
A．空气中每个气体分子做无规则热运动速度加快了
B．空气中气体分子的平均动能增加了
C．单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数增加了
D．速率大的空气分子所占比例较少
13．进入7月份，全国有多地的温度较常年有明显提升，有个别城市的温度超过40℃。若一个汽车轮胎在太阳下暴晒，胎内封闭气体的质量和体积均不变，随着温度升高，下列说法正确的是（ ）
A．气体分子密度增大
B．气体分子速率均增大
C．气体分子速率峰值向速度小的方向移动
D．气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力增大
14．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子从位置处由静止释放后仅在分子间相互作用力下沿x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，已知图中分子势能最小值为，下列说法正确的是（ ）
A．乙分子在位置时，加速度为0 B．乙分子在位置时，其动能最大
C．乙分子在位置时，动能等于 D．甲、乙分子的最小距离等于
15．当分子间距离为时，分子间的作用力为0。则分子间的距离从增大到的过程中（ ）
A．到，分子间作用力为引力
B．到，分子间作用力减小
C．到，分子势能减小，且随间距增加分子势能减小得越来越慢
D．到，分子势能增加，且随间距增加分子势能增加得越来越快
16．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，该气体的质量和体积
D．该气体的质量、体积、和摩尔质量
17．正方体密闭容器中有一定质量的某种气体，单位体积内气体分子数n为恒量。为简化问题，我们假定：气体分子大小可以忽略；气体分子速率相同，动能均为，与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前、后瞬间，气体分子速度方向都与器壁垂直，且速率不变。则气体对容器壁的压强为（ ）
A． B． C． D．
18．两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．时，两分子间的作用力表现为引力
B．时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大
C．时，两分子间的引力最大
D．时，两分子间的引力随r的增大而增大
19．有甲、乙两瓶氢气，甲的体积为V，质量为m，温度为t，压强为p；乙的温度高于t，体积、质量和甲相同。下列关于甲、乙两瓶氢气说法中正确的是（ ）
A．乙瓶中氢气的压强等于p
B．乙瓶中氢气的压强小于p
C．甲瓶中氢气分子的平均速率比乙瓶中氢气分子的平均速率大
D．乙瓶中速率较小的氢气分子所占比例比甲瓶中速率较小的氢气分子所占比例小
20．分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，如果用横轴表示分子间的距离，纵轴表示分子力或分子势能，下列说法正确的是（ ）
A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线D表示合力与分子间距的关系
B．如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系
C．分子间距离无穷远时，分子势能最小
D．教室内空气的分子势能趋于零
二、多选题
21．汽缸内封入一定质量的气体，若使其减小体积，降低温度，关于压强变化的判断，下列说法正确的是（ ）
A．一定增大
B．一定减小
C．可能增大，也可能减小
D．可能不变
22．对于液体和固体（不计分子间的空隙），若用表示摩尔质量，表示分子质量，表示物质密度，表示摩尔体积，表示单个分子的体积，表示阿伏加德罗常数，则下列关系中正确的是（ ）
A． B． C． D．
23．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就相同
B．物体的内能变化时，它的温度不一定改变
C．同种物质，温度高的内能肯定比温度低的内能大
D．物体的内能等于物体的势能和动能的总和
24．如图所示为两分子间的作用力F与分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是（ ）
A．当r>r0时，分子间只存在引力
B．当r>r0时，随着分子间距离的增大，分子力先减小后增大
C．当r
25．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，乙分子仅在分子力作用下依次经过A、B、C、D，下列选项中分别表示乙分子的速度、加速度、动能，势能（规定两分子相距无穷远时分子势能为0）与两分子间距离的关系，其中可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
三、解答题
26．什么是理想气体？试从宏观角度和微观角度分别说明。
27．一架飞机在高空以某一速度飞行，有人说：由于飞机机舱内所有空气分子都有这一速度，所以分子具有动能；又由于所有空气分子均在高处，所以分子具有势能。所有分子的上述动能和势能的总和就是飞机机舱内空气的内能。这一说法是否正确？简述理由。
28．壶里的水加热到沸腾，继续加热，水的温度并不升高，内能如何变化？为什么？
29．设某金属的密度为、摩尔质量为M、阿伏加德罗常数为。试问1个该金属原子的质量及其平均占有的体积分别是多少？
30．类比是研究问题的常用方法。双原子分子中两原子A和B在其平衡位置附近振动，以A为坐标原点O，沿着A和B的连线建立r轴，如图1甲所示。如果选定原子距离无穷远处势能为零，则A和B之间的势能EP随距离r变化的规律如图1乙所示。
a．若B只在r=r0点附近小范围内振动，EP随r变化的规律可近似写作，式中和k均为常量。假设A固定不动，B振动的范围为，其中a远小于r0。请在图2中画出B在上述振动范围内受分子力F随距离r变化的图线，并求出振动过程中这个双原子系统的动能的最大值Ekm。
b．若某固体由大量这种分子组成，请结合图1乙分析说明，当温度升高时，物体体积膨胀的现象。
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《2025年高中物理人教版选择性必修第三册（第一章 分子动理论）同步训练》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C A D A C B C D D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A B D A C B A B D D
题号 21 22 23 24 25
答案 CD ABD AB CD BD
1．D
【详解】A. 这些折线表示的是小炭粒每隔5s在坐标纸上标记位置的连线，不是运动的轨迹，故A错误；
B．小炭粒在做无规则的运动，所以沿折线上相邻标记位置的连线不是匀速直线运动，故B错误；
C．只按时间间隔依次记录位置的连线，再下一个5s后这3颗小炭粒的位置可能在任一点，故C错误；
D．小炭粒在做无规则的运动是液体分子撞击不平衡引起的，所以小炭粒的运动间接的反映了液体分子的运动情况，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．布朗运动是固体微粒的无规则运动，是液体或气体分子无规则运动的反映，不是分子的无规则运动，可用显微镜观察到，故A错误；
B．悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显，故B错误；
C．扩散现象与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散现象越明显，故C正确；
D．液体中悬浮颗粒在液体分子的撞击作用下将做无规则运动，并不是直线运动，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】A．安培力是磁场对电流的力，A正确；
B．洛伦兹力是磁场对运动电荷的力，B错误；
C．库仑力是真空中两个静止的电荷间的相互作用力，C错误；
D．分子力是分子间的相互作用力，D错误。
故选A。
4．D
【详解】ACD．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，是液体分子撞击的不平衡造成的，反映了液体分子的无规则运动，布朗运动剧烈程度与温度和颗粒大小有关，温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，故AC正确，D错误；
B．图像是每隔一定时间固体颗粒的位置连线，对应的是颗粒的在这段时间内炭粒运动的位移，故B正确。
本题选不正确的，故选D。
5．A
【详解】A．大气压强是由地球表面空气重力产生的，而被密封在某种容器中的气体，其压强是大量地做无规则运动的气体分子对容器壁不断碰撞而产生的，它的大小不是由被封闭气体的重力所决定的，故A错误；
B．密闭容器内的气体压强是由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，故B正确；
C．气体压强取决于分子的密集程度与分子的平均速率，即为单位体积内分子数和分子的平均速率，故C正确；
D．根据公式
可知单位面积器壁受到气体分子碰撞的平均压力在数值上就等于气体压强的大小，故D正确。
本题选错误的，故选A。
6．C
【详解】A．“破镜难圆”是因为分子间的距离过大，分子间的作用力几乎为零，不能说明分子间存在斥力，故A错误；
B．1克100℃的水变为1克100℃的水蒸气，需要吸收热量，内能增大，所以前者的内能要小于后者，故B错误；
C．汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到笛声音调变高，这是多普勒效应现象，故C正确；
D．布朗运动是指悬浮在气体或液体中的固体小颗粒所做的永不停息的无规则运动，肉眼是无法观察到的。在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动，故D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故A错误；
BC．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率越大，则高温状态下最多数分子对应的速率大于低温状态下最多数分子对应的速率；但不是高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率，故B正确，C错误；
D．由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，故D错误。
故选B。
8．C
【详解】A．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相同，但平均速率不相同，故A错误；
B．物体的内能等于所有分子的总动能和分子总势能的总和，故B错误；
C．内能不同的物体，温度可能相同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确；
D．温度是大量分子平均动能的标志，两个动能不同的分子不能比较温度，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】A．图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，是由于水分子撞击做无规则运动而形成的，说明水分子的无规则运动，不能说明碳分子运动也是无规则的，A错误；
B．炭粒越小，在某一瞬间跟它相撞的水分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，B错误；
C．图中的折线是每隔一定的时间炭粒的位置的连线，不是碳粒的轨迹，C错误；
D．水的温度越高，水分子的无规则运动越剧烈，撞击作用的不平衡性表现得越明显，炭粒的运动越明显，D正确。
故选D。
10．D
【详解】A．1m3铜的质量为
物质的量为
所含的原子数为
A正确，与题意不符；
B．铜的摩尔质量是M（kg/mol），故一个铜原子的质量为
B正确，与题意不符；
C．1m3铜中所含的原子数为
N = ·NA
一个铜原子所占的体积是
C正确，与题意不符；
D．1kg铜的物质的量为
故含有铜的原子数目是
D错误，与题意相符。
本题选不正确的，故选D。
11．A
【详解】假设分子为球体，则该物质的单个分子的体积是
物体的摩尔质量
联立解得
假设分子为立方体，则该物质的单个分子的体积是
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
12．B
【详解】AB．温度升高，分子无规则热运动加强，6月份与1月份相比较，平均气温升高了，气体分子的平均动能增加，分子平均速率增大，但是个别分子的速率变化无法确定，故A错误，B正确；
C．温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，所以气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对地面单位面积的撞击次数减少，故C错误；
D．温度升高，分子的平均动能变大，分子的平均速率增大，速率大的分子所占比例较多，故D错误。
故选B。
13．D
【详解】A．胎内封闭气体的质量和体积均不变，则气体分子密度不变，故A错误；
BC．胎内封闭气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，气体分子速率峰值向速度大的方向移动，但不是每个气体分子速率均增大，故BC错误；
D．在体积不变的情况下，温度越高，气体的压强越大，气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力越大，故D正确。
故选D。
14．A
【详解】ABC．乙分子在 x2 时，分子势能最小，分子间距离为平衡距离，分子力为零，故加速度为零，此时速度最大，动能最大，由于从 x3 处（电势能不为零）静止释放后仅在分子间相互作用力下沿x轴运动，故分子势能和动能之和不变，为负值，因在x2处电势能为-E0，则此时（x2处）的动能小于 E0 ，故A正确，BC错误；
D．由于分子势能和动能之和不变，为负值，当乙分子运动到 x2 左侧某位置电势能与 x3 处相等时，其分子动能为零，此时两分子的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此甲乙分子的最小距离一定大于 x1 ，故D错误。
故选A。
15．C
【详解】A．分子间的距离从增大到过程，分子力体现为斥力，分子力大小逐渐减小，故A错误；
B．分子间的距离从增大到过程，分子力体现为引力，分子力大小先增大后减小，故B错误；
C．分子间的距离从增大到过程，分子力体现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，分子力大小逐渐减小，可知随间距增加分子势能减小得越来越慢，故C正确；
D．分子间的距离从到过程，分子力体现为引力，分子力做负功，分子势能增大，分子力大小先增大后减小，可知随间距增加分子势能增加的速率先快后慢，故D错误。
故选C。
16．B
【详解】A．知道阿伏加德罗常数、气体摩尔质量和质量，可以求出分子质量，但求不出分子间的平均距离，A错误；
B．由气体分子的立方体模型得
故已知气体的密度、摩尔质量、阿伏加德罗常数可以求出分子间的平均距离，B正确；
C．知道阿伏加德罗常数、气体质量与体积，可以求出气体的密度，求不出气体分子间的平均距离，C错误；
D．由B选项分析可知，知道该气体的质量、体积、和摩尔质量，还需已知阿伏加德罗常数才能求出分子间的平均距离，D错误。
故选B。
17．A
【详解】由题设可知，一个气体分子每与器壁碰撞一次，对器壁的冲量
以器壁上面积为的部分为底，为高构成正方体，其内有的气体分子在时间内与该正方体的底发生碰撞，碰撞的分子数
则时间内气体分子对正方体底部的冲量
正方体底部受到的压力
则气体对器壁的压强
故选A。
18．B
【详解】A．时，分子间的作用力表现为斥力，故A错误；
B．时，分子间的作用力表现为引力，且时，分子间的作用力随的增大而逐渐增大，故B正确；
C D．分子间的引力和斥力都随的增大而减小，故CD错误。
故选B。
19．D
【详解】ABC．因为甲、乙两瓶氢气的体积、质量相同，则甲、乙两瓶中氢气的分子密度相同，因为乙的温度高于t，则乙瓶中氢气分子的平均速率较大，分子对器壁的平均撞击力较大，所以乙瓶中氢气的压强较大，即乙瓶中氢气的压强大于p，ABC错误；
D．因为乙瓶中氢气分子的平均速率较大，所以乙瓶中速率较小的氢气分子所占比例比甲瓶中速率较小的氢气分子所占比例小，D正确。
故选D。
20．D
【详解】A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线B表示合力与分子间距的关系，A错误；
B．如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，B错误；
C．分子间距离为时，分子势能最小，C错误；
D．教室内空气分子间距可视为，分子势能趋于零，D正确。
故选D。
21．CD
【详解】由于气体压强的大小与温度和气体的分子密度有关，体积减小，使分子密度增大，但温度降低，又使分子的平均速率减小，对气体压强的影响程度无法确定。
故选CD。
22．ABD
【详解】A.摩尔体积是分子的体积，由于不计分子间隙，摩尔体积与单个分子的体积的比值等于阿伏加德罗常数，即
故A正确；
BCD.由物质密度和摩尔体积的乘积得出摩尔质量，即
摩尔质量与分子质量的比值等于阿伏加德罗常数，即
故BD正确，C错误。
故选ABD
23．AB
【详解】A．温度是物体分子平均动能的标志，只要温度相同，物体分子的平均动能就相同，故A正确；
BCD．内能是物体中所有分子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，温度高的内能不一定比温度的内能大，故B正确，CD错误。
故选AB。
24．CD
【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，故A错误；
B．由图可知，当时，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，故B错误；
C．由图可知，当时，随着分子间距离的增大，分子力逐渐减小，故C正确；
D．当时，分子间的作用力为引力，当分子间距离增大时，引力一直做负功，所以分子势能也增大，故D正确。
故选CD。
25．BD
【详解】A．乙分子从A到C的过程中一直受到引力，速度一直增大，故A错误；
B．加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于0的是C点，故B正确；
C．分子动能不可能为负值，故C错误；
D．乙分子从A到C，分子力做正功，分子势能先减小，从C点继续向左，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。
故选BD。
26．见详解
【详解】宏观上，理想气体是满足理想气体状态方程的气体，实际气体在温度不太低，压强不太大的时候近似为理想气体；微观上，理想气体中的气体分子之间的距离很大，气体分子间除碰撞外无相互作用。
27．不正确，物体内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，分子运动的动能和势能与宏观机械能无关。
【详解】不正确，物体内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，分子运动的动能和势能与宏观机械能无关。
28．见解析
【详解】壶里的水加热到沸腾，继续加热，水的温度并不升高，而是保持在100℃不变，此时水继续吸热，发生汽化，此时水的内能增加。
29．；
【详解】1个该金属原子的质量
其平均占有的体积
30．a．，图像见解析； b．说明见解析
【详解】a．原子B振动过程中受力随距离变化的图线如答图2所示
由题意可知，原子B处于r1=r0处时，系统的动能为最大值
系统的势能为最小值
原子B处于处时，系统的动能
系统的势能为最大值
根据能量守恒定律可得
解得
b．温度升高时，分子的平均动能增大，分子的活动范围 x将增大。当r=r1、r=r2时分子动能为0，分子势能相等为Epm，如答图3所示，其中， x 增大主要向方向偏移，从宏观上表现为体积增大。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
