1.4分子动能和分子势能 自主提升过关练（word版含答案）

1.4分子动能和分子势能 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．当分子间的作用力表现为引力时，若分子间距离增大，则（ ）
A．分子力一定减小 B．分子力一定增大
C．分子势能一定减小 D．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力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。下列说法中正确的是（　　）
①时，分子力合力为零 ②时，分子势能为零
③阶段，分子动能增大，势能减小 ④阶段，斥力增大，引力减小
⑤分子动能和分子势能之和在整个过程中变小。
A．①③ B．②④ C．①②④ D．②③⑤
3．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子不停地做无规则的热运动
B．知道1摩尔气体的体积就可以求出每个分子的体积
C．在分子间引力和斥力相等的位置，分子势能最小
D．物体的温度升高，内能一定增大
4．关于分子的热运动，下列说法正确的是（　　）
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了固体分子运动的无规则性
B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先增大后减小
C．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
D．分子势能随着分子间距离的增大，逐渐增大
5．以下说法正确的是（　　）
A．布朗运动和扩散现象都是分子的运动
B．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子势能最小
C．布朗运动反映了花粉小颗粒内部分子的无规则运动
D．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快
6．关于分子动理论和物体的内能，下列说法不正确的是（　　）
A．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大但引力增大的更快，所以分子力表现为引力
C．10g100℃水的内能小于10g100℃水蒸气的内能
D．两个铝块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力
7．如图所示，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A。设两个分子相距无穷远，它们的分子势能为0；B分子运动到距A为r0时，分子间作用力为零。在这个过程中（　　）
A．分子B受力的方向与运动方向相同时，分子势能减小
B．分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力增大
C．分子之间的引力达到最大时，分子势能最小
D．分子势能为零时，分子间的作用力一定为零
8．如图所示，某一分子固定在坐标原点，另一个分子位于轴上的处，两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，、、、为轴上四个位置。现把处分子由静止释放，到达处时速度再次变为0，规定无限远处分子势能为零，则（　　）
A．整个过程中两分子间同时存在引力和斥力
B．分子在向左运动到达处之前只受引力作用
C．分子在处时引力势能最小
D．分子在处时引力势能为正值
9．分子力F、分子势能与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能），下列说法正确的是（　　）
A．甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．当时，分子势能为零
C．随着分子间距离增大，分子力先减小后增大
D．分子间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小，但斥力减小得更快
10．如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（　　）
A．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力减小
B．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
C．当r等于r1时，分子间的作用力为零
D．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
11．下列各种说法中正确的是（　　）
A．固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著
B．扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行
C．气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动
D．如果一开始分子间距离大于r0，则随着分子间距离的增大，分子势能减小
12．下列说法中正确的是（　　）
A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，可以算出阿伏加德罗常数
B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，可以算出阿伏加德罗常数
C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力的合力一定减小
D．当两个分子之间的距离增大时，分子势能一定减小
13．如图所示，用F表示两分子间的作用力，Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中（　　）
A．F不断增大
B．F先增大后减小
C．Ep不断减小
D．Ep先增大后减小
14．分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示（取无穷远处分子势能Ep=0）。若甲分子固定于坐标原点O，乙分子从某处（分子间的距离大于r0小于10r0）静止释放，在分子力的作用下沿r正半轴靠近甲的过程中（　　）
A．乙分子所受甲分子的引力逐渐增大
B．乙分子在靠近甲分子的过程中受到分子力先减小后增大
C．当乙分子距甲分子为时，乙分子的速度最大
D．当乙分子距甲分子为时，系统的分子势能最小
15．关于内能和机械能，下列说法中正确的是（　　）
A．机械能很大的物体，其内能一定很大
B．物体机械能损失时，内能可能增加
C．物体内能损失时，机械能必然会减少
D．物体机械能为零时，内能必不为零
二、解答题
16．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？
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】
如图所示为分子引力，分子斥力，分子力随分子间距离变化的关系图线，由此可见当分子间的作用力表现为引力时，若分子间距离增大分子力可能增大。可能减少；此过程中分子力做负功，因此分子势能一定增加。
故选D。
2．A
【详解】
由图像知时，分子引力和斥力大小相等，所以分子力合力为零，①正确；
由于分子势能的零势能面是人为确定的，故时，分子势能不一定为零，②错误；
为分子间的平衡距离，时，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，③正确；
阶段斥力和引力都随r的减小而增大，只是斥力增加的更快，分子间的作用力表现为斥力，④错误；
由于没有外力做功，故分子动能和势能之和在整个过程中不变，⑤错误。
故选A。
3．C
【详解】
A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，A项错误；
B．用1摩尔气体的体积除以阿伏加德罗常数就可以求出每个分子占据的空间，但不是每个分子的体积，B项错误；
C．根据分子势能随分子间距离变化的特点可知在分子间引力和斥力相等的位置，分子势能最小，C项正确；
D ．物体的温度升高，分子的平均动能增大，势能变化情况不知道，故内能变化情况不确定，D项错误；
故选C。
4．C
【详解】
A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，故A错误；
B．当分子间距离为r0时，分子间作用力最小，当分子间距离从r0处增大时，分子力先增大后减小，故B错误；
C．分子之间存在间隙，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素，故C正确；
D．当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，随着分子间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小，故D错误。
故选C。
5．B
【详解】
A．布朗运动是固体颗粒的运动，扩散现象是分子的运动，故A不符合题意；
B．当两个分子间的距离为r0（平衡位置）时，分子力为零，从r0位置，无论是增加距离，还是减小距离，分子力都是做负功，分子势能增大，所以r0位置分子势能最小，故B符合题意；
C．布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的，它间接证明了分子永不停息地做无规则运动，故C不符合题意；
D．分子间的作用力与分子间距离有关，但分子间距减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增大得比引力快，故D不符合题意。
故选B。
6．B
【详解】
A．温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与物质的多少有关，所以但内能不一定增大，故A正确；
B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小且斥力减小得快，分子力表现为引力还是斥力要看分子间的距离是大于还是小于平衡距离。故B错误；
C．温度是分子平均动能的标志，所以10g100℃的水的分子平均动能等于10g100℃的水蒸气的分子平均动能，同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以10g 100℃水的内能小于10g 100℃水蒸气的内能，故C正确；
D．两个铅块相互紧压后，它们会黏在一起，说明了分子间有引力，故D正确。
故选B。
7．A
【详解】
A．B分子由无穷远靠近A分子，直至两分子间距为r0，这个过程中，分子力表现为引力，与运动方向相同，引力做正功，分子势能减小，A正确；
B．分子间距离减小到r0的过程中，分子间的相互作用力先增大后减小，B错误；
C．分子间的距离等于r0时，分子力为零，此时分子势能最小，C错误；
D．分子势能最小时，分子间的作用力一定为零，而分子势能最小值不一定为零，D错误。
故选A。
8．A
【详解】
A．两分子间作用力包括引力和斥力，是同时存在的，即整个过程中两分子间同时存在引力和斥力，A正确；
B．两分子间引力和斥力是同时存在的，分子在向左运动到达处之前引力大于斥力，表现为引力，B错误；
C．处分子由a到c的过程中，分子力一直做正功，两分子间的分子势能一直减少，分子在处时引力势能最小，C错误；
D．无限远处分子势能为零，则处分子势能为负值，a到d的过程中，到达处时速度再次变为0，因为只有分子力做功，则分子势能与分子动能之和守恒，分子在d处的分子势能等于a处的分子势能，是负值，D错误。
故选A。
9．D
【详解】
A．乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，故A错误；
B．在r=r0时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，故B错误；
C．从平衡位置开始，随着分子间距离的增大，分子间作用力随分子间距离先增大后减小，故C错误；
D．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快，故D正确。
故选D。
10．A
【详解】
A．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力表现为斥力，分子力减小，选项A正确；
B．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做正功，选项B错误；
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零，选项C错误；
D．当r大于r2时，分子间的作用力表现为引力，选项D错误。
故选A。
11．A
【详解】
A．固体小颗粒越小，表面积越小，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越少，冲力越不平衡，温度越高，液体分子运动越激烈，冲击力越大，布朗运动越激烈，故A正确；
BC．一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，扩散现象就是分子运动的结果，所以固体、液体和气体之间都能发生扩散现象，故BC错误；
D．分子间距离大于r0，分子间表现为引力，则随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故D错误。
故选A。
12．A
【详解】
A．已知某物质的摩尔质量和分子质量，阿伏加德罗常数等于摩尔质量与物质分子的质量的比值，故A正确；
B．已知某物质的摩尔质量和分子体积，需要再知道密度，才可以算出阿伏加德罗常数，故B错误；
C．当两个分子之间的距离增大时，分子引力和斥力都减小；当二者的合力表现为分子引力时，随距离的增大，合力先增大后减小；故C错误；
D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力同时减小；若二者的合力做正功，分子势能减小；若分子力的合力做负功，分子势能增大，故D错误。
故选A。
13．BC
【详解】
AB．由分子力与距离的关系图像可知，F表现为引力，先增大后减小。A错误，B正确；
CD．由分子势能与距离的关系图像可知，Ep不断减小。C正确，D错误。
故选BC。
14．ACD
【详解】
A．在靠近甲的过程中，根据分子间距减小，则乙分子所受甲分子的引力一直增大，故A正确；
B．由图可知，甲分子与乙分子之间的作用力随r的减小，先增大后减小，再增大，故B错误；
C．当乙分子距甲分子为r=r0时，分子引力与分子斥力相等，继续靠近，则斥力做负功，则当乙分子距甲分子为r=r0时，乙分子的速度最大，故C正确；
D．当乙分子从开始到距甲分子为r=r0时，分子引力一直做正功，则乙分子的势能一直减小，此时分子势能最小，故D正确。
故选ACD。
15．BD
【详解】
ABC．内能是物体内所有分子热运动的动能与势能的总和，与温度、体积有关，机械能是物体由于做机械运动、发生弹性形变或由于被举高而具有的能量，与速度、形变量、高度等有关，影响因素不同，故机械能很大的物体，其内能不一定很大，物体机械能损失时，内能不一定损失，也可能增加，物体内能损失时，机械能也不一定会减少，AC错误，B正确；
D．由于分子在永不停息的做无规则热运动，故物体机械能为零时，内能不可能为零，D正确。
故选BD。
16．(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。
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．