1.4分子动能和分子势能基础巩固练习（Word版含答案）

1.4分子动能和分子势能基础巩固2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．某物体温度升高后， 增大的是（　　）
A．分子平均动能 B．总分子势能 C．每一个分子的动能 D．每一个分子的势能
2．关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时势能为零)(　　)
A．体积增大，分子势能增大；体积减小，分子势能减小
B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为零，所以分子势能为零
C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大
D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大
3．分子具有与分子间距离有关的势能，这种势能叫做分子势能则分子势能一定减小的情况是
A．分子力做正功 B．分子力做负功 C．分子间距离增大时 D．分子间距离减小时
4．一定质量的氧气分子在0℃和100℃两种不同情况下速率分布情况如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．实线对应的氧气温度为0℃
B．虚线对应的氧气分子平均动能较小
C．温度降低，曲线峰值向右移动
D．从图可以得到任意速率区间的氧气分子数
5．下列关于气体分子运动的说法中正确的是（）
A．水的内能较大 B．冰的内能较大 C．水和冰的内能一样大 D．条件不足无法确定
6．关于分子势能的下列说法中，正确的是（　　）
A．当分子距离为平衡距离时分子势能最大
B．当分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零
C．当分子距离为平衡距离时，由于分子力为零，所以分子势能为零
D．分子相距无穷远时分子势能为零，在相互靠近到不能再靠近的过程中，分子势能不变
7．下列说法正确的是（　　）
A．气体分子平均动能越大，其压强一定越大
B．两种物质温度相同时，其分子平均动能一定相同
C．当分子之间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大
D．液体中悬浮微粒的布朗运动是由悬浮微粒分子做无规则运动引起的
8．如图所示为两分子势能与两分子间距离的关系曲线，下列说法正确的是（　　）
A．当r等于时，分子间作用力为零
B．在区间，分子作用力表现为引力
C．当r等于时，分子间作用力不为零
D．在r由增大到过程中分子作用力做正功
9．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r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）
A．从r=r2到r=r0分子间引力增大、斥力减小
B．从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大
C．从r=r2到r=r0分子势能一直减小
D．从r=r2到r=r1分子动能一直增大
10．物体内能的大小（　　）
A．只取决于物体的温度 B．只取决于物体的质量
C．只取决于物质的状态 D．取决于物体质量、温度和体积
11．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
12．关于物体的内能，下列说法中正确的是(　　)
A．机械能可以为零，但内能永远不为零
B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能
C．温度越高，物体的内能越大
D．1kg的0的冰的内能与1kg的0的水的内能相等
13．下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（ ）
A．分子间距离减小时分子势能一定减小
B．温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关
D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性
14．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
15．下列说法中正确的是（　　）
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，物体内能一定减小
D．气体体积增大时气体分子势能一定增大
二、填空题（共4题）
16．下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能______，重力势能______，机械能______，雨滴的内能将______。（均选填“变大”“变小”或“不变”）
17．质量相等的氢气和氧气，温度相同若不考虑气体分子间势能，则这两种气体的平均动能和之比为_______；这两种气体的内能和之比为_______.
18．如果取分子间距离时为分子势能的零势能点，则时，分子势能为___________值；时，分子势能为___________值。并试着在图中画出的图像___________。（选填“正”“负”或“零”）
19．改变物体的内能有两种物理过程，从能的转化观点来看，_______是其他形式的能转化为内能；______是不同物体（或一个物体的不同部分）之间的内能的转移。
三、综合题（共4题）
20．根据你的认识，对机械能和内能这两种形式的能作一比较。
21．放在光滑水平面上的物体，受到一个水平方向的作用力而做匀加速直线运动，有人说：“随着物体运动加快，物体内分子的运动也加快，因此分子的平均动能增大，物体的温度升高。”这种说法是否正确？为什么？
22．如图甲所示，a、b为某种物质的两个分子，假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上），以a为原点，沿两分子连线建立x轴。两个分子之间的作用力与它们之间距离x的F—x关系图线如图乙所示。图线在r0处的斜率为k，当分子b在两分子间距r0附近小范围振动时：
(1)弹簧、橡皮筋等弹性物质，大多有“弹性限度”，在“弹性限度”范围遵守胡克定律，请结合图乙从微观尺度上谈谈你对“弹性限度”范围的理解。说明在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式；
(2)推导两分子间距为x（xr0）时，两分子间分子势能EP的表达式；当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0。求两分子在r0附近小范围振动时的振动范围。当温度小范围升高时，热运动加剧，A同学认为分子振动范围变大，B同学认为分子振动频率变大，哪位同学的观点正确？
23．有人说：“在高速列车的速度由小变大的过程中，列车上所有物体的动能都在增大，组成这些物体的分子的平均动能也在增大。既然温度是分子平均动能的标志，因此在这个过程中列车上物体的温度是在升高的，只是升高得并不大，我们感觉不到而已。”你说对吗？为什么？
参考答案
1．A
2．C
3．A
4．B
5．D
6．B
7．B
8．D
9．C
10．D
11．C
12．A
13．B
14．A
15．D
16．不变 变小 变小 变大
17．1：1 16：1
18．正 正
19．做功 热传递
20．
内能和机械能是两种不同形式的能，它们的含义是不相同的。机械能是由物体的整体运动的状态和相对于地面的位置等所决定的。而内能是由物体内分子的热运动和分子间的相对位置所决定的。内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，但是一个物体不一定具有机械能。
21．
这种说法是错误的。热运动是物体内分子的无规则运动，这种无规则运动是相对于物体本身的运动。物体运动时，物体内所有分子在无规则运动的基础上又叠加了一个“整体有序”的运动，这个“整体有序”的运动就是物体的机械运动。而物体的无规则运动跟温度有关，物体的温度越高，无规则运动越剧烈，所以把这种运动叫热运动，物体的机械运动不会影响物体的温度，所以物体的温度不会因物体的运动速率增大而升高。分子的热运动和物体的机械运动是两种不同形式的运动，简单说，热运动是物体内大量分子的无序运动，而机械运动则是由大量分子组成的整体的有序运动，这两种运动形式可以相互转化，这对应于与它们相联系的两种形式的能量之间的转化，即内能和机械能之间的转化。
22．(1)弹力时分子力的宏观表现，从微观尺度上看，只有在r0附近，分子力才和分子偏离r0的距离成正比，宏观上表现为“弹性限度”范围。在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式时简谐运，简谐振动；(2)，，A同学正确。
23．这种说法不对；
这种说法不对，因为高速列车的速度由小变大的过程，物体的动能增大，是宏观物理量，温度是分子平均动能的标志，分子平均动能是微观物理量，所以列车的速度大但列车的分子平均动能不一定会增大，它们没有必然联系。如果列车由于空气摩擦力的做功，使内能增大而发热时，列车的平均动能才会增大。