1.4分子动能和分子势能 练习（Word版含答案）

1.4分子动能和分子势能 精选练习2（解析版）
一、选择题
1．已知分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，其中分子间距离分别为A、B、C时，对应的势能如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．B点处对应分子间的引力和斥力为零
B．分子间距离由B变化到C，分子力一定一直在变大
C．A、B、C三位置最能反映荷叶上小水滴表面层中水分子间势能Ep的是图中C位置
D．分子间距离由A变化到C，分子势能先变大后变小
2．分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）
A．在处分子力表现为相互作用的引力
B．在处分子力表现为相互作用的斥力
C．从到分子势能先减小后增大
D．从到分子势能先增大后减小
3．已知分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，其中分子间距离分别为A、B、C时，对应的势能如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．B点处对应分子间的引力和斥力为零
B．分子间距离由B变化到C，分子力一定一直在变大
C．A、B、C三位置最能反映荷叶上小水滴表面层中水分子间势能Ep的是图中C位置
D．分子间距离由A变化到C，分子势能先变大后变小
4．关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．0℃的冰块的内能为零
B．温度高的物体比温度低的物体的内能多
C．物体的温度降低，则物体的内能减少
D．体积大的物体的内能一定比体积小的物体内能多
5．由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图象（取r趋近于无穷大时EP为零）。通过该图像得出有关分子间作用力的相关信息中，正确的是（　　）
A．图中r1是分子间作用力为零
B．假设将两个分子从r=r2处释放，它们将相互靠近
C．当分子间的距离r=r3时，分子间只有引力没有斥力
D．当分子间的距离自r=r2处增大时，分子间作用力先增大后减小
6．关于内能，下列说法正确的是（　　）
A．的水的内能等于1g100℃的水蒸气的内能
B．质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等
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．一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大
7．两分子间的斥力与引力的合力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（　　）
A．在阶段，F做正功，分子动能和分子势能均增大
B．在阶段，分子势能先增大后减小
C．在时，分子势能为零，动能最大
D．在时，分子引力和分子斥力大小相等
8．下列关于分子动能的说法中正确的是（　　）
A．物体温度升高，每个分子的动能都增大
B．物体温度升高，分子的总动能不变
C．物体温度升高，分子的平均动能增大
D．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和
9．分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点无限远向O点运动。下列说法正确的是（　　）
A．在两分子间距从无限远减小到的过程中，分子之间的作用力先增大后减小
B．在两分子间距从无限远减小到的过程中，分子之间的作用力表现为引力
C．在两分子间距等于处，分子之间的作用力等于0
D．对于标准状况下的单分子理想气体，绝大部分分子的间距约为
10．一定质量的的冰熔化成的水时，其分子的动能之和和分子的势能之和的变化情况为（　　）
A．变大，变大 B．变小，变小
C．不变，变大 D．变大，变小刷易错
11．如图所示为两分子间的分子势能Ep随分子间距离r变化的图像，以下说法中正确的是（　　）
A．r > r1时，分子间的引力大于斥力
B．固体相邻分子间的距离约等于r1
C．分子间距由r1增大到r2，分子势能减小
D．分子间距由r1增大到r2，分子间引力与斥力的合力会变大
12．对于热量、功和内能三个量，下列说法正确的是（　　）
A．热量、功和内能三个量的物理意义是等同的
B．热量和功二者可作为物体内能大小的量度
C．热量、功和内能的国际单位都相同
D．热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
13．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．分子势能先减小后增大
D．分子势能先增大后减小
14．下列说法正确的是（　　）
A．温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
C．气体压强仅与气体分子的平均动能有关
D．气体膨胀对外做功且温度降低，分子的平均动能变小
二、解答题
15．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为斥力，F<0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，若规定无限远处分子势能为零，则：
(1)乙分子在何处的势能最小？是正值还是负值？
(2)乙分子的运动范围多大？
(3)在乙分子运动的哪个范围内分子力和分子势能随距离的减小都增加？
16．根据内能的定义，分别比较下列三组中各系统内能的大小，并说明道理。
（1）的水和的水
（2）的水和的水
（3）的水和的水汽
参考答案
1．C
【详解】
A． B点处对应分子势能最小，此时分子力表现为零，分子间的引力和斥力相等，A错误；
B．在B点处分子力表现为零，分子间距离由B变化到C，分子力可能先增大后减小，B错误；
C．在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；B点表示平衡位置，故表现为引力的位置只能为C点，即能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中C位置，C正确；
D．由图可知，分子间距离由A变化到C，分子势能先变小后变大，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A．在处分子力的相互作用力为零，故A错误；
B．在处分子力表现为相互作用的引力，故B错误；
CD．从到的过程中，分子作用力的合力先为引力，后为斥力，所以分子作用力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故C正确，D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A． B点处对应分子势能最小，此时分子力表现为零，分子间的引力和斥力相等，A错误；
B．在B点处分子力表现为零，分子间距离由B变化到C，分子力可能先增大后减小，B错误；
C．在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力；B点表示平衡位置，故表现为引力的位置只能为C点，即能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中C位置，C正确；
D．由图可知，分子间距离由A变化到C，分子势能先变小后变大，D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．因为一切物体都具有内能，所以0℃的冰块具有内能，内能不为零，故A错误；
B．在物体的状态和质量一定时，温度高的物体比温度低的物体的内能多，没有前提条件不能判断内能的大小，故B错误；
C．物体确定，质量和状态确定，温度降低，内能减少，故C正确；
D、体积大的物体质量不能确定、状态不能确定、温度不能确定，故内能不能确定，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】
AB．在分子间的引力和斥力平衡的位置，分子势能最小，则图中r2是分子间的引力和斥力平衡的位置，即图中r2是分子间作用力为零；所以假设将两个分子从r=r2处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近。选项AB错误；
C．当分子间的距离r=r3时，分子力表现为引力，分子间引力大于斥力，选项C错误；
D．图中r2是分子间作用力为零的位置，则当分子间的距离自r=r2处增大时，分子间作用力先增大后减小，选项D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．1g100℃ 的水需要吸收热量才能变为1g100℃的水蒸气，故1g100℃ 的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能，故A错误；
B．物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，故B错误；
C．内能不同的物体，其温度可能相同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确；
D．一个木块被举高，木块的重力势能增大，但木块的分子间距不必拿，组成该木块的所有分子的分子势能不变，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．在阶段，分子力为引力，相互接近过程中，F做正功，分子动能增大，分子势能减小，所以A错误；
B．在阶段，分子力为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子势能逐渐增大，所以B错误；
C由于在阶段，分子力为引力，相互接近过程中，F做正功，分子势能减小，在阶段，分子力为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子势能逐渐增大，则在时，分子势能最小，且一定小于0，动能最大，所以C错误；
D．在时，分子引力和分子斥力大小相等，分子间作用力的合力为0，所以D正确；
故选D。
8．C
【详解】
AC．物体的温度升高，分子的平均动能一定增大，但不是每个分子的动能都增大，故A错误，C正确。
B．物体的温度升高，分子的平均动能一定增大，分子的总动能增大，故B错误。
D．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与分子总数的比值，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．由图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置，所以在两分子间距从很远处减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小，选项A正确；
B．由于，分子间作用力表现为斥力，选项B错误；
C．由图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置，引力与斥力相等，即分子之间的作用力等于0，选项C错误；
D．对于标准状况下的单分子理想气体，绝大部分分子的间距约为10，选项D错误。
故选A。
10．C
【详解】
ABD．一定质量的的冰熔化成的水时，温度不变，分子的平均动能不变，故ABD错误。
C．的冰熔化成的水时，需要吸收热量，所以其内能一定增加，而其分子总动能不变，所以分子的势能增大，故C正确。
故选C。
11．C
【详解】
A.由题图可知r=r2时分子势能最小，此时分子间斥力与引力大小相等，则当r＜r2时分子间的引力小于斥力，当r＞r2时分子间的引力大于斥力，故A错误；
B. 固体分子相邻分子间引力与斥力的合力约为零，所以分子间的距离约等于r2，故B错误；
CD. 分子间距由r1增大到r2，分子势能减小，分子间引力与斥力的合力会变小，故C正确，D错误。
故选C。
12．CD
【详解】
热量、功和内能的国际单位都是焦耳，但热量、功和内能三个量的物理意义是不同的，热量和功是过程量，内能是状态量，热量和功二者可作为物体内能变化的量度而不是内能大小的量度。
故选CD。
13．BC
【详解】
当r>r0时，分子力表现为引力，其大小随r增加先增大后减小，且整个过程分子力做负功，分子势能增大；当r故选BC。
14．AD
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，平均动能越大，大量分子热运动越剧烈，A正确；
B．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能之和，B错误；
C．由公式可知，气体压强除与分子平均动能（温度）有关，还与体积有关，C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，所以温度降低，分子平均动能一定变小，D正确。
故选AD。
15．(1)c点，为负值；(2)运动范围在ad之间；(3)cd范围内
【详解】
(1)由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小（为负值）。
(2)由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，直到速度为零，设到达d点后返回，故乙分子运动范围在ad之间。
(3)在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加。
16．（1）的水的内能小于的水的内能，理由见解析；（2）的水的内能小于的水的内能，理由见解析；（3）的水的内能小于的水汽的内能，理由见解析
【详解】
（1）温度是分子平均动能的量度，温度相同，分子的平均动能相同。的水和的水，分子的平均动能相同，但的水的物质的量小于的水的物质的量，故的水的内能小于的水的内能。
（2）的水的物质的量等于的水的物质的量，但的水的分子平均动能小于的水的分子平均动能，故的水的内能小于的水的内能。
（3）的水和的水汽温度相同，物质的量相同，但的水变为的水汽需要吸热，故的水的内能小于的水汽的内能。