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 精选练习3（word版含答案）

1.4分子动能和分子势能 精选练习3（解析版）
一、选择题
1．关于分子动理论的基本观点中，下列说法正确的是（　　）
A．分子之间同时存在着引力和斥力，引力增大时，斥力减小
B．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
D．随着分子间的距离增大，分子势能一定增大
2．两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轴交点的坐标为r0，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处时分子势能为零，下列说法正确的是（　　）
A．在r>r0阶段，F做负功，分子动能减少，势能增加
B．在rC．在r=r0时，分子势能最小为零，动能最大
D．分子动能和势能之和在整个过程中不变
3．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
4．下列说法正确的是（　　）
A．分子间距离减小时，分子势能可能增加
B．物体升温时，其每个分子热运动的动能均增加
C．相同质量的0℃的冰的分子势能与0℃水的分子势能相等
D．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
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．分子势能Ep与分子间距r的关系如图所示（取无限远处分子势能Ep= 0）， 图线与横轴交点的坐标值为r1图线最低点对应的横坐标值为r2则下列说法正确的是（　　）
A．当r> r2时，分子引力随分子间距r的增大而增大
B．当r < r2时，分子引力随分子间距r的减小而减小
C．当r = r1时，分子引力和分子斥力平衡，分子间的作用力为零
D．当分子间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距r的减小而增大
7．关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（　　）
A．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小
B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零
C．当分子间距r>r0时，分子间的引力随着分子间距的增大而增大，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，所以分子力表现为引力
D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢
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．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
10．如图为分子势能随分子间距离的关系图像，关于分子力和分子势能的说法正确的是（　　）
A．分子力随分子间距离的增大而减小
B．分子势能随分子间距离的增大而减小
C．当分子力为零时，分子势能最大
D．在分子力为零时，分子势能最小
11．两分子间的作用力与两分子间距离的关系曲线如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．当时，分子势能最小
B．在由变到的过程中，分子势能一直增大
C．在由变到的过程中，分子间的作用力一直做正功
D．在由变到的过程中，分子间的斥力随的增大而增大
12．两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
13．下列说法正确的是（　　）
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到了浮力
B．一定质量的理想气体，内能只与温度有关与体积无关
C．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，故节约能源没有必要
D．处于热平衡的两个系统温度一定相同
14．关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是（　　）
A．当分子间的距离r=r0时，分子力为零，分子势能最小
B．当分子间的距离r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力
C．当分子间的距离rD．当分子间的距离r>10-9 m时，分子间的作用力可以忽略不计，分子势能最小
15．分子势能与分子间距r的关系如图所示（取无限远处分子势能），图线与横轴交点的坐标值为，图线最低点对应的横坐标值为，则下列说法正确的是（　　）
A．当时，分子引力随分子间距r的增大而增大
B．当时，分子斥力随分子间距r的减小而增大
C．当时，分子引力和分子斥力平衡，分子间的作用力为零
D．当分子间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距r的减小而增大
二、解答题
16．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．C
【详解】
A．分子之间同时存在着引力和斥力，当分子间距减小时，引力增大，斥力也增大，选项A错误；
B．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显，选项B错误；
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项C正确；
D．当分子力表现为斥力时，随着分子间的距离增大，分子力做正功，则分子势能减小，选项D错误。
故选C。
2．D
【分析】
开始时分子之间距离大于r0，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，当分子之间距离小于r0时，分子力为斥力，再相互靠近分子力做负功，分子势能增大，因此根据分子力做功情况可以分析分子势能的变化。
【详解】
A．可以根据分子力做功情况判断分子势能的变化情况，开始时分子之间距离大于r0，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，动能增大，A错误；
B．当分子之间距离小于r0时，分子力为斥力，相互靠近分子力做负功，分子势能增大，动能减小，B错误；
C．由以上的分析可知，在r=r0时，分子势能最小但不为零，动能最大，C错误；
D．在分子运动过程中，只有分子力做功，所以分子动能和势能之和在整个过程中不变，D正确；
故选D。
3．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。
4．A
【详解】
A．分子势能与分子间距离关系如下图
由图可知，当时，随着分子间距离减小，分子势能减小；当时，随着分子间距离减小，分子势能增大，故A正确；
B．物体升温时，大部分分子热运动的动能增加，极少数分子的动能会减小，平均动能增大，故B错误；
C．温度相等，分子平均动能相等；相同质量的0℃的冰熔化成0℃水吸热，说明相同质量的0℃的冰的分子势能比0℃水的分子势能小，故C错误；
D．分子间相互作用力与距离关系如下
由图可知，分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大再减小，故D错误。
故选A。
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．D
【详解】
A．当r> r2时，分子引力随分子间距r的增大先增大后减小，所以A错误；
B．当r < r2时，分子引力随分子间距r的减小而增大，所以B错误；
C．当r = r2时，分子引力和分子斥力平衡，分子间的作用力为零，所以C错误；
D．当分子间的作用力表现为斥力时，即r < r2时，分子势能随分子间距r的减小而增大，所以D正确；
故选D。
7．D
【详解】
A．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离增大时，分子力做负功，则分子势能增大，选项A错误；
B．分子间作用力为零时，分子间的势能最小，但不是零，选项B错误；
C．当分子间距r>r0时，分子间的引力随着分子间距的增大而减小，分子间的斥力随着分子间距的增大而减小，但是引力减小的慢，所以分子力表现为引力，选项C错误；
D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢，选项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．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。
10．D
【详解】
A．由分子力的关系可知，当r大于r0时，分子间的作用力表现为引力，当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；当r=r0时，分子间作用力为零；当r>10r0时，分子力可以忽略不计，所以分子力随分子间距离的增大，分子力先减小后增大，然后又减小，故A错误；
B．由题图可知，分子势能随分子间距离的增大，先减小后增大，故B错误；
CD．结合分子力的关系可知，当r＞r0时，r越小，分子引力做正功，则分子势能减小；当r＜r0时，r越小，分子间为斥力，分子斥力做负功，分子势能增大；当r=r0时，分子间作用力为零，此时分子势能最小，故C错误，D正确。
故选D。
11．B
【详解】
A．当时，分子力为零，当距离减小时，分子力为斥力做负功，分子势能增加；当分子间距离增大时，分子力为引力做负功，分子势能也增加，因此当时，分子势能最小，A错误；
BC．在由变到的过程中，分子力为表现为引力做负功，分子势能一直增大，B正确，C错误；
D．在由变到的过程中，分子间的引力和斥力随的增大而减小，D错误。
故选B。
12．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。
13．BD
【详解】
A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于针受到表面张力的作用，选项A错误；
B．一定质量的理想气体的分子势能可以忽略不计，只包含分子动能，其内能只与温度有关，与体积无关，选项B正确；
C．能量在转化和转移过程中，其总量保持不变，但是能够直接利用的能源越来越少，则必须要节约能源，选项C错误；
D．处于热平衡的两个系统温度一定相同，选项D正确。
故选BD。
14．AC
【详解】
A．当分子间的距离为r0时，引力等于斥力，分子力为零，分子势能最小，A正确；
B．当分子间的距离r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，B错误；
C．当分子间的距离rD．当分子间的距离r>10-9 m时，分子间的作用力可以忽略不计，但分子势能不是最小，D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
A．当r> r2时，分子引力随分子间距r的增大而减小，所以A错误；
B．当r < r2时，分子斥力随分子间距r的减小而增大，所以B正确；
C．当r = r2时，分子引力和分子斥力平衡，分子间的作用力为零，所以C错误；
D．当分子间的作用力表现为斥力时，即r < r2时，分子势能随分子间距r的减小而增大，所以D正确；
故选BD。
16．(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．