1.4分子动能和分子势能 综合训练 （word版含答案）

1.4分子动能和分子势能
一、选择题（共15题）
1．两分子间的力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是（　　）
A．在r=r0时，分子势能为零 B．在r＜r0阶段，分子势能先减小后增加
C．在r＞r0阶段，分子势能一直减小 D．整个过程中分子力先做负功再做正功
2．分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分于间的作用，下列说法正确的是（　　）
A．从到分子间引力、斥力都在减小
B．从到分子力的大小先减小后增大
C．从到分子势能先减小后增大
D．从到分子动能先增大后减小
3．如图所示为两分子势能EP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r1时,分子间作用力为零，分子势能最小
B．在r>r1区间,分子作用力表现为引力
C．当r等于r2时,分子间作用力为零
D．在r由r1增大到r2过程中分子作用力做负功
4．物体由大量分子组成，下列说法正确的是(　　)．
A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大
B．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小
C．物体的内能跟物体的温度和体积有关
D．液体分子的无规则运动称为布朗运动
5．关于物体的温度与分子动能的关系，下列说法正确的是（　　）
A．某物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度升高时，每个分子的动能都增加
C．物体温度升高时，分子的平均动能增加
D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
6．根据分子动理论，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，以及具有分子势能．当分子间距离减小时，下列说法正确的是：
A．分子间引力一定增大
B．分子间斥力一定减小
C．分子势能一定增大
D．引力和斥力的合力一定增大
7．分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处为分子势能Ep＝0），下列说法错误的是（　　）
A．乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．随分子间距离的增大，分子力先减少后一直增大
C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快
D．在r8．两分子间距离时分子间作用力为零，下列说法错误的是（　　）
A．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值
B．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值
C．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为负值
D．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为负值
9．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上．甲、乙分子间作用力与距离间关系图像如图所示，若把乙分子从r3处由静止释放，仅在分子力作用下，乙分子从r3到r1的过程中（ ）
A．两分子的势能一直增大 B．两分子的势能先增大后减小
C．乙分子的动能先减小后增大 D．乙分子的动能一直增大
10．关于分子动理论，下列说法中正确的是（　　）
A．两个分子间的距离小于（为平衡位置）时，它们之间只有引力作用
B．分子距离越大，分子势能越大，分子距离越小，分子势能越小
C．布朗运动是液体分子的无规则运动
D．、两物体的温度相同时, 、两物体的内能可能不同，分子热运动的平均速率也可能不同
11．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
12．关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A．某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零
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．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动
D．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
13．下面的说法中正确的有（ ）
A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动
B．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为分子间距离越小时分子间斥力越大
C．对气体加热，气体的内能不一定增大
D．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加
E．对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到
14．如图所示，用F表示两分子间的作用力，用Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离为10r0变由r0的过程中，以下判断错误的是（　　）
A．F不断增大，Ep不断减小
B．F先增大后减小，Ep不断减小
C．F不断增大，Ep先增大后减小
D．F、Ep都是先增大后减小
E．F始终表现为引力作用，Ep始终为引力势能
15．如图所示是两个分子间的引力和斥力的合力F与两分子间的距离r的关系曲线，曲线与横轴的交点的横坐标为r0．若取两分子相距无穷远时分子势能为零，现有两个静止的相距较远的分子，假设只在分子力作用下相互接近，在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．整个运动过程中分子势能和动能之和不变
B．在时，分子动能最大
C．在时，分子的加速度一直在增大
D．在的过程中，F做正功，势能减小，分子动能增加
E．在的过程中，F做负功，势能减小，分子动能也减小
二、填空题
16．两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。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的分子势能为零，则在阶段，做___________（选填“正”或“负”）功，分子势能___________（选填“增大”或“减小”）。
17．图示为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线，当______（填“”或“”）时，分子间的作用力为零；在r由变到的过程中，分子间的作用力做______（填“正”或“负”）功。
18．物体的内能是分子的______和______的总和，宏观上由物体的______、______和______决定。
三、综合题
19．把一空的矿泉水瓶拧紧瓶盖后放入冰箱，经过一段时间取出，可以观察到什么现象？此过程中瓶内气体的内能如何变化？（不计分子势能）
20．功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？
21．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
22．以下陈述哪些是正确的: （1）内能大的物体含的热量一定多;
（2）温度高的物体比温度低的物体内能一定大;
（3）温度相同、质量相等的同种物质，它们的内能一定相等;
（4）物体的机械能损失时，内能却可能增大;
（5）冰在熔化过程中温度不变，内能也不变。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
分子势能Ep－r图象如图
A．根据Ep－r图象，在r=r0时，分子势能最小，但不为零，故A错误；
B．在r＜r0阶段，分子距离减小，分子力做负功，分子势能增加，故B错误；
C．在r＞r0阶段，分子距离减小，分子力做正功，分子势能一直减小，故C正确；
D．根据F－r图象，整个过程中，随着分子之间分子距离减小，分子力先做正功再做负功，故D错误。
故选C。
2．D
【详解】
A．从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；
B．由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误；
D．从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
AC.由于r2=r0，因此当r等于r2时，分子间的作用力为零，分子势能最小，故A错误，C正确；
B.由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故B错误；
D.当r由r1增大到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误．所以C正确，ABD错误．
故选C
4．C
【详解】
A、分子热运动越剧烈，温度越高，物体分子的平均动能越大，故A错误；
B、分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大，故B错误；
C、物体的内能跟物体的温度和体积有关，故C正确；
D、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，故D错误．
点睛：分子热运动越剧烈，物体分子的平均动能越大，分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大，物体的内能跟物体的温度和体积有关．
5．C
【详解】
某物体温度是0℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动。从微观上讲，分子运动快慢是有差别的，各个分子运动的快慢无法跟踪测量，而温度的概念是建立在统计规律的基础上的，在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，当温度升高时，分子运动加剧，平均动能增加，但并不是所有分子的动能都增加。物体的运动速度越大，物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动加快，所以物体的温度不一定高。
故选C。
6．A
【详解】
试题分析:分子之间引力和斥力随着分子之间距离的变化关系是相同的，均随着距离增大而减小，随着距离的减小而增大，故A正确，B错误；由于不知开始时分子之间距离与r0的关系，因此不能确定随着分子间距离减小分子势能与分子力的变化情况，故C、D错误．
7．B
【详解】
A．r0是平衡位置，Ep-r图象中，r=r0处，分子势能最小；F-r图象中，r=r0处，分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，甲图对应的是F-r图象，故A正确，不符合题意。
B．甲图为F-r图象，根据图象可知，分子从靠得很近位置开始，随分子间距离的增大，分子力先减少后增大，再减小，故B错误，符合题意。
C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C正确，不符合题意。
D．在r＜r0阶段，随着分子距离增大，分子力减小时，分子力做负功，分子势能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
8．D
【详解】
A．当时，分子势能最小，若取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值，故A正确，不符合题意；
B．当时，分子势能最小，若取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值，故B正确，不符合题意；
C．当时，分子力趋于零，则分子势能趋于零，取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为负值，故C正确，不符合题意；
D．当时，分子力趋于零，则分子势能趋于零，则当时分子势能有正有负，故D错误，符合题意。
故选D。
9．D
【详解】
仅在分子力作用下，乙分子从r3到r1的过程中，仅受甲分子的吸引力作用，分子力做正功，动能逐渐变大，分子势能逐渐减小。
故选D。
10．D
【详解】
A．当分子间距小于r0，分子力有引力和斥力，表现为斥力，随着分子间距的减小而增大，故A错误；
B．，分子力表现为引力，，分子力表现为斥力，当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当r减小到继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在处有最小势能。分子间距离从增大或减小时势能都变大，故B错误；
C．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是分子的运动，但布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，故C错误；
D．A、B 两物体的温度相同时，分子热运动的平均动能相同，但是由于分子量不一定相同，则分子平均速率不一定相同；物体的内能与温度、体积及物质的量都有关系，则内能不一定相同，选项D正确。
故选D。
11．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。
12．D
【详解】
A．某种物体的温度是0℃，不是物体中分子的平均动能为零，而分子做永不停息的无规则热运动，温度是分子平均动能的标志，故A错误；
B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小但斥力减小得更快，所以分子力表现为引力，故B错误；
C．花粉是由花粉颗粒组成的，布朗运动是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反映，故C错误；
D．温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多；分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大，故D正确；
故选D。
13．ACE
【详解】
A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动，A正确；
B．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为体积减小时，压强变大，不是分子间斥力，B错误；
C．对气体加热，若气体对外做功，则气体的内能不一定增大，C正确；
D．物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能会增加，但并非每个分子的动能都变大，D错误；
E．热力学零度是低温的极限，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到，E正确。
故选ACE。
14．ACD
【详解】
分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象可知，在两个分子之间的距离为10r0变由r0的过程中F先增大后减小且F始终表现为引力作用，Ep则不断减小且Ep始终为引力势能。选项BE正确，ACD错误。
本题选择错误的，故选ACD。
15．ABD
【详解】
根据能量守恒定律，整个运动过程中分子势能和动能之和不变．故A正确；在r=r0时，分子力为零，分子势能最小，分子动能最大．故B正确； 在r＞r0时，分子的加速度一直在增大后减小．故C错误；在r＞r0的过程中，分子力表现为引力，根据动能定理和能量守恒定律：F做正功，分子动能增加，势能减小．故D正确；在r＜r0的过程中，分子力表现为斥力，根据动能定理和能量守恒定律：F做负功，分子动能减小，势能减增大．故E错误．
16． 正 减小
【详解】
当 时，分子力表现为引力，相互靠近时分子力F做正功，分子动能增加，势能减小
17． 正
【详解】
分子间的作用力为零时分子势能最小，由图像可知，分子势能最小的位置是。
在r由变到的过程中，分子间作用力的合力为斥力，斥力与位移方向一致，做正功，分子势能减小。
18． 动能 势能 质量 温度 体积
【详解】
物体的内能是所有分子的势能和动能的总和；
宏观上由物体的质量、温度和体积决定。
19．瓶子变瘪，内能减少
【详解】
把一空的矿泉水瓶拧紧瓶盖后放入冰箱，经过一段时间取出，会发现瓶子被压瘪；此过程中瓶内气体温度降低，分子平均动能减少，由于不计分子势能，所以内能减少。
20．分子力做功对应分子势能的变化
21．（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。
22．（1）这种说法不对；热量是一种能量传递的量度，和内能是两个不同的概念。
（2）这种说法不对；内能取决于温度、体积和物质的量，所以温度高的物体内能不一定大。
（3）这种说法不对；内能还包括分子势能，而温度仅和分子热运动有关，比如质量相同、温度都为 的冰和水所含的内能就不相等，水结成冰会放出热量。
（4）正确；物体的机械能是就物体的整体而言，而内能是就物体的分子间热运动和相互作用而言
（5）这种说法不对；温度不变仅意味着分子热运动的平均动能不变，而内能还包括分子间势能，冰在融化的过程中，分子间距离增大，分子势能增加，故内能增加
答案第1页，共2页