2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册1.4分子动能和分子势能 同步练习(Word版含答案)

1.4分子动能和分子势能 精选练习1（解析版）
一、选择题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．只要温度相同，任何分子的平均速率都相同
B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动
C．100个分子的分子动能和分子势能的总和就是这100个分子的内能
D．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈
2．关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的速度增大，则分子的动能增加，内能也一定增加
B．物体温度不变，内能可能变大
C．物体的内能与温度有关，与物体的体积无关
D．把物体举得越高，分子势能越大
3．当两个分子间的距离r=r0时，分子处于平衡状态，设r1A．分子力先减小后增大 B．分子力有可能先减小再增大最后再减小
C．分子势能处最大 D．分子势能先增大后减小
4．下列说法正确的是（　　）
A．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等
B．某理想气体的摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，则该理想气体单个的分子体积为
C．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先增大后减小
D．扩散现象与布朗运动都是分子热运动
5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上的a点，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，为斥力，为引力，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过程，两分子间的分子势能先减小后增加
C．在b点，两分子间的分子势能最小
D．在c点，乙分子的速度最大
6．从微观的角度来看，一杯水是由大量水分子组成的，下列说法中正确的是（　　）
A．当这杯水静止时，水分子也处于静止状态
B．水的温度越高，水分子的平均动能越大
C．每个水分子都在运动，且速度大小相等
D．这些水分子的动能总和就是这杯水的动能
7．两个分子相距为r1时，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，则下面说法正确的是（　　）
A．相距为r1时，分子间没有斥力存在
B．相距为r2时分子间的斥力大于相距为r1时的斥力
C．相距为r2时，分子间没有引力存在
D．当分子距离从r1运动到r2时，先做负功再做正功
8．两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。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（　　）
①在阶段，分子动能增大，势能减小
②在阶段，斥力增大，引力减小
③在时，分子力合力为零
④在时，分子势能为零
⑤分子动能和分子势能之和在整个过程中不变
A．①③⑤ B．②④ C．①②④ D．③⑤
9．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．热水的内能一定比冷水的大
B．当温度等于0℃时，分子动能为零
C．物体加速运动，内能一定增大
D．温度相等的水和冰，它们的分子平均动能相等
10．下列说法正确的是（　　）
A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大
B．物体的机械能为零时内能也为零
C．物体的体积减小温度不变时，物体内能不一定减小
D．某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零
11．设分子间距时，甲、乙两个分子间的作用力为零。现将甲固定不动，让乙从无限远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近，对该过程，下列说法正确的是（　　）
A．当时，甲、乙分子间的分子引力为零
B．当时，甲、乙分子间既存在分子引力也存在分子斥力
C．分子力先对乙做负功，后对乙做正功
D．当时，甲、乙分子间的分子势能最大
12．当两个分子间的距离r=r0时，分子处于平衡状态，设r1A．分子力先减小后增大 B．分子力有可能先减小再增大最后再减小
C．分子势能处最大 D．分子势能先增大后减小
13．下列说法中正确的是（　　）
A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性
B．压缩气体、液体和固体需要用力，都是因为分子间存在斥力的缘故
C．拉伸和压缩固体都会使固体内分子势能增大
D．衣柜中充满卫生球的气味，是因为卫生球发生了升华和扩散现象
14．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子仅在分子力作用下从距甲分子大于小于的某点沿x轴负方向由静止开始运动，直至不再靠近。两分子间的分子势能与两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为，若两分子所具有的总能量为0，则在此过程中下列说法正确的是（　　）
A．乙分子的加速度一定先减小再增大
B．甲乙之间分子势能一定先减小再增大
C．乙分子在P点时，加速度最小且动能为
D．乙分子的运动范围为
15．分子势能与分子间距r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为，图线最低点对应的横坐标值为.下列说法正确的是（　　）
A．在处分子引力和分子斥力大小相等
B．在处分子引力和分子斥力大小相等
C．在阶段，随r的减小分子力一直减小
D．在阶段，随r的减小分子力一直增大
二、解答题
16．分析下列说法中，哪些是正确的，哪些是不正确的。
（1）物体的机械能大，它的内能一定也大；
（2）物体可以同时具有内能和机械能；
（3）任何物质系统都具有内能；
（4）物体的机械能改变时，它的内能一定也变化；物体的内能改变时，它的机械能一定也变化。
17．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来，就图象回答：
（1）从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由．
（2）图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
（3）如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
参考答案
1．D
【详解】
A．温度相同，则分子平均动能相同，由动能表达式可知，平均速率不一定相同，故A错误；
B．做布朗运动的固体颗粒需要借助于显微镜才能看到，肉眼可见的尘埃的运动不是布朗运动，故B错误；
C．物体的内能是构成物体的所有分子的无规则热运动的动能和分子势能的代数和，具有统计意义，对单个或几个分子无意义，故C错误；
D．水的温度越高，水分子的平均速率就越大，热运动就越剧烈，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
A．物体的速度增大，是物体的动能增大，增加的是物体的机械能。分子动能的变化只与物体的温度有关，故A错误；
B．物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。分子热运动的平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关。当发生物态变化时，物体的温度不变，只是分子的平均动能不变，但分子势能可能变大，物体的内能可能增大，故B正确；
C．物体的内能由物体的物质的量、温度、物体的体积共同决定，同时会受物态变化的影响，故C错误；
D．分子势能与物体的体积有关。把物体举得越高，增加的是物体的重力势能，故D错误。
故选B。
3．B
【详解】
AB．因为r1CD．根据分子势能与分子距离变化的关系可知，分子势能处最小，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中，分子势能先减小后增大，选项CD错误。
故选B。
4．A
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，则可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，但是由于分子数不等，则内能一定不相等，故A正确；
B．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为NA，则该理想气体单个分子占据的空间的体积为，故B错误；
C．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大；分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，故C错误；
D．扩散现象是分子的热运动，布朗运动不是分子的热运动，故D错误。
故选A。
5．D
【详解】
A．乙分子在ac段一直受到引力，做加速运动，故A错误；
BC．乙分子在ac段合力始终做正功，故可知分子势能始终在减小，cd段乙分子受斥力，合力做负功，分子势能在增大，所以c点分子势能为最小值，故B、C错误；
D．.由能量守恒知，c点分子势能最小值，动能最大，速度最大，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】
A．分子永不停息地做无规则运动，故这杯水静止时，水分子也不可能都处于静止状态，A错误。
B．给水加热时，水吸收热量，温度升高，则内能增加，水分子的热运动变激烈，水分子的平均动能变大，B正确。
C．分子的运动是无规则的，速度大小不一定都相等，C错误。
D．动能是运动的物体所具有的能，与分子热运动无关，所以水分子的动能与这杯水的动能无关，D错误。
故选B。
7．B
【详解】
A．子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，这两种力同时存在，实际的分子力是引力和斥力的合力，故A错误；
B．两个分子相距为r1，分子间的相互作用力表现为引力，相距为r2时，表现为斥力，故r1＞r2；分子间的引力和斥力随着分子间距的增加而减小，故相距为r2时，分子间的斥力大于相距为r1时的斥力，故B正确；
C．子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成，这两种力同时存在，实际的分子力是引力和斥力的合力，故C错误；
D．当分子距离从r1运动到r2时，分子力先表现为引力后为斥力，则分子力先做正功后做负功，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】
①．为分子间的平衡距离，分子间距离大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡位置时，分子间为斥力；则有在在阶段，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故①正确；
②．当阶段，分子表现为斥力，减小r，斥力和引力都增大，故②错误；
③．在时，引力和斥力大小相等，方向相反，分子合力为零，故③正确；
④．取两分子相距无穷远时分子势能为零，在阶段，分子表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，所以在时，分子势能小于零，故④错误；
⑤．由于没有外力做功，根据能量守恒定律可知分子动能和势能之和在整个过程中不变，故⑤正确。
综上所诉：选项A正确，BCD错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．因为内能还和水的质量有关，所以热水的内能不一定比冷水的大，A错误；
B．因为分子做永不停息的热运动，所以当温度等于0℃时，分子动能不为零，B错误；
C．因为内能与物体的速度无关，所以物体加速运动，内能不一定增大，C错误；
D．因为温度是分子平均动能的唯一标志，所以温度相等的水和冰，它们的分子平均动能相等，D正确。
故选D。
10．C
【详解】
ABD．物体的机械能和内能是两个完全不同的概念，物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定，分子动能不可能为零（温度不可能达到绝对零度），而物体的动能可能为零，故ABD错误；
C．物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能可能增加，内能增加，故C正确。
故选C。
11．B
【详解】
AB．当时，甲、乙分子间同时存在分子引力和分子斥力，选项A错误、B正确；
C．乙从无限远处逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，分子力先表现为引力，因与位移方向相同而做正功，后表现为斥力，因与位移方向相反而做负功，选项C错误；
D．当时，分子力为零，分子势能最小，选项D错误。
故选B。
12．B
【详解】
AB．因为r1CD．根据分子势能与分子距离变化的关系可知，分子势能处最小，则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中，分子势能先减小后增大，选项CD错误。
故选B。
13．ACD
【详解】
A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性，选项A正确；
B．压缩气体需要用力，是因为压缩气体，体积减小压强增大，选项B错误；
C．由于分子处于平衡状态分子势能最小，所以拉伸和压缩固体都会使固体内分子势能增大，选项C正确；
D．衣柜中充满卫生球的气味，是因为卫生球发生了升华和扩散现象，选项D正确。
故选ACD。
14．BCD
【详解】
A．由题无法确定乙分子开始运动的具本位置，则乙分子的加速度可能先增大后减小再增大，故A错误；
B．由题意可知，开始时甲、乙分子距离大于即表现为引力，后来小于表现为斥力，则分子力先做正功后做负功，则分子势能一定先减小再增大，故B正确；
C．由题图可知，乙分子在P点时分子势能最小，则此位置的分子力为0，则加速度为0，且由能量守恒可知，此位置的动能为，故C正确；
D．由题图可知，Q点处的分子势能为0，则分子运动到此位置后不能再运动，即乙分子的运动范围为，故D正确。
故选BCD。
15．BD
【详解】
A．当r=r2时，分子间作用力为零，分子势能最小，引力和分子斥力大小相等，故A错误，B正确；
CD．当r＜r2时，分子间作用力表现为斥力，随着分子间距离r减小而增大，所以分子力一直增大，故C错误，D正确。
故选BD。
16．（1）错误；（2）正确；（3）正确；（4）错误
【详解】
（1）物体的机械能和内能是不同的概念，两者之间没有关系，机械能大，它的内能不一定也大，故说法错误。
（2）物体的机械能和内能是不同的概念，两者之间没有关系，物体可以同时具有内能和机械能，故说法正确。
（3）分子的运动是永不停息的，任何物质系统都具有内能，故说法正确。
（4）物体的机械能和内能是不同的概念，两者之间没有关系，两者不一定同时改变，故说法错误。
17．(1)在r0处分子势能最小；(2) 分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零；(3) 在r≠r0时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变
【详解】
(1)当分子间距离时分子力为零，当分子间距离小于时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大，如果分子间距大于时，分子间的相互作用力表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以为基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大，所以说在处分子势能最小．
(2)由图可知，选两个分子相距无穷远时分子势能为零，时分子势能最低且小于零，故在这种情况下，分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零．
(3)若选时，分子势能为零，则 图象为：
故可知在时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变．