1.2分子热运动与分子力 练习 （word版含答案）

粤教版（2019）选择性必修三 1.2 分子热运动与分子力
一、单选题
1．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，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是（　　）
A．从到分子力的大小一直在减小
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
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、斥力都在减小
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分子势能先减小后增大
D．从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小
3．下列关于热运动的说法中，正确的是（　　）
A．0 ℃的物体中的分子不做无规则运动
B．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动
C．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动
D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
4．下列关于热运动的说法中，正确的是（　　）
A． 的物体中的分子不做无规则运动
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动
C．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动
D．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动激烈
5．两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
6．下列关于分子动理论的说法中正确的是（　　）
A．两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力
B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动
C．扩散现象和布朗运动表明，分子在做永不停息的热运动
D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显
7．下列说法中不正确的是（　　）
A．显微镜下观察到墨水中的小碳粒在不停的做无规则运动，这反映了液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而减小
C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
D．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
8．关于布朗运动，下列说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会暂时停止
B．微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的
C．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D．布朗运动是无规则的，因此它说明了液体分子的运动是无规则的
9．据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体中做布朗运动，关于气溶胶做的布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是气溶胶分子的无规则运动
B．布朗运动反映了气体分子之间存在着斥力
C．悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显
D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中是因为气体浮力作用
10．如图所示为分子间作用力随分子间距离变化的图像。当分子间的距离从d点表示的距离变化到a点表示的距离的过程中，分子间的作用力及分子势能大小的变化是（　　）
A．分子间的作用力先变大后变小，分子势能先变小后变大再变小
B．分子间的作用力先变小后变大，分子势能先变小后变大再变小
C．分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变大后变小
D．分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变小后变大
11．以下关于热运动的说法正确的是（ ）
A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
B．水凝结成冰后，水分子的热运动仍然没有停止
C．用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了花粉分子在不停地做无规则运动
D．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈
12．2021年12月9日，在“天宫课堂"中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时（　　）
A．气泡受到浮力 B．气泡内分子热运动停止
C．气泡内气体在界面处对水产生压力 D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力
13．对分子的热运动，以下叙述中正确的是（　　）
A．分子的热运动就是布朗运动
B．热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度相同
C．气体分子的热运动不一定比液体分子激烈
D．物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越激烈
14．关于平衡态和热平衡，下列说法正确的是（　　）
A．热平衡就是平衡态
B．只要系统的温度不变且处处相等，系统就处于平衡态
C．处于热平衡的两个系统内能一定相同
D．处于热平衡的两个系统温度一定相同
15．分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示,曲线与横轴交点为r1,曲线最低点对应横坐标为r2（取无限远处分子势能Ep= 0）。下列说法正确的是（　　）
A．当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离减小而增大
B．当r=r1时,分子势能为零,分子间作用力最小
C．当rD．当r>r2时,随着分子间距离r增大,分子力可能先做正功后做负功
二、填空题
16．如图所示，压紧的铅块甲和乙“粘”在一起，接触面铅分子间相互作用总体上表现为_____________，分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，能总体上反映接触面铅块分子Ep的是图中________（选填“A”“B”或“C”）的位置。
17．在布朗的手稿中，tiny particles from the poll engrains of flowers的意思是花粉粒迸出的微粒，而并不是指花粉本身。由此说明只有直径_________（填大或小）的花粉，才容易发生布朗运动。其次，温度越_________（填高或低）的花粉，布朗运动更剧烈。
18．通常把白菜腌成咸菜需要几天时间，而把白菜炒成熟菜，使之具有相同的成味，只需几分钟，造成这差别的主要原因是________．俗话说：“破镜不能重圆．”这是因为镜破处分子间的距离都________（选填“大于“、“小于“或“等于“）分子直径的10倍以上，分子间相互吸引的作用微乎其微．
三、解答题
19．有人说，如图中画出的就是一个布朗粒子的运动轨迹。这种说法对不对？
20．自然界真是奇妙，微观世界的规律竟然与宏观运动规律存在相似之处．在长期的科学探索实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念以及度量方法，其中一种能量是势能，势能是有由于物体间存在相互作用而具有的、由物体间相对位置决定的能．如重力势能，弹性势能，分子势能和电势能等．
（1）可以认为蹦极运动中的弹性绳的弹力的变化规律和弹簧相同，k为其劲度系数，l0为弹性绳的原长．
a．游客相对蹦极平台的位移为x，弹性绳对游客的弹力为F，取竖直向下为正方向，请在图中画出F随x变化的示意图，并借助F-x图像推导当游客位移为x（x>l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；
b．已知l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离D=55m．取重力加速度g=10m/s2．计算总质量M=160kg的游客使用该蹦极设施时距离地面的最小距离．
（2）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．
a．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；
b．推导两分子间距为x（x>r0）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？
21．根据实验测得的结果，气体分子的平均速率是很大的。如在时氢气为1760m/s，氧气为425m/s。可是在一个房间里，打开香水瓶时，却无法立即闻到它的香味，这是什么缘故？
22．利用所学的热学知识回答下列问题：
（1）我们知道分子热运动的速率是比较大的，常温下能达几百米/秒，将香水瓶盖打开后，离瓶较远的人，为什么不能立刻闻到香味呢？
（2）随着科学技术的不断发展，近几年来，也出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等，摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力（约每平方厘米加几千到几万牛顿的力），瞬间就焊接成一个整体了，试用所学知识分析摩擦焊接的原理。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A．由图可知，在时分子力为零，从到分子力的大小先增大后减小，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，B错误；
C．从到，分子间的作用力表现为引力，故随距离的减小，分子力一直做正功，动能增大，分子势能一直减小，C错误；
D．从到，先分子引力在分子斥力，则分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A．从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，A错误；
B．由图可知，在r=r0时分子力为零，故从r=r2到r=r1分子力的大小先增大后减小再增大，B错误；
C．分子势能在r=r0时最小，故从r=r2到r=r0分子势能一直在减小，C错误；
D．从r=r2到r=r1分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，D正确。
故选D。
3．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．分子的热运动永不停息，因此0 ℃的物体中的分子仍做无规则运动，A错误；
B．虽然布朗运动与温度有关，但是布朗运动是固体微粒的运动，不是分子的运动，而热运动是指分子永不停息的无规则运动，B错误；
C．扩散现象说明了分子在做无规则的热运动，C正确；
D．热运动是分子的运动，其激烈程度只与物体的温度有关，与物体的宏观运动状态没有关系，D错误。
故选C。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．的物体中的分子仍然不停地做无规则运动，A错误；
B．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子和混凝土分子都在做无规则的热运动，B正确；
C．分子的无规则运动叫热运动，布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，布朗运动不是热运动，C错误；
D．物体温度越高分子无规则运动越剧烈，物体的运动是机械运动，运动物体中的分子热运动不一定比静止物体中的分子热运动激烈，D错误。
故选B。
5．D
【解析】
【分析】
【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。
6．C
【解析】
【详解】
A．两个邻近分子间的斥力和引力是同时存在的，故A错误；
BC．扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动，布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误，C正确；
D．微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显，故D错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．布朗运动的实质是液体分子不停地做无规则撞击悬浮微粒，并不是液体分子瞬时运动的结果，而是受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的导致的，所以它反映液体分子运动的无规则性，故A不符合题意；
B．若r＜r0，分子间的相互作用力随着分子间距离的增大而减小，若r＞r0，分子间的相互作用力随着分子间距离的增大先增大后减小，故B符合题意；
C．当分子间距从平衡位置增大时，分子力先是斥力做正功，后是引力做负功，分子势能随着分子间距离的增大，先减小后增大，故C不符合题意；
D．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D不符合题意。
故选B。
8．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子运动的具体表现，分子运动永远不会停止，则布朗运动也不会停止，选项A错误；
B．微粒做布朗运动，充分说明了液体分子是不停地做无规则运动的，不是说明微粒分子的无规则运动，选项B错误；
CD．布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，它说明分子永不停息地做无规则运动，选项C错误，D正确；
故选D。
9．C
【解析】
【详解】
A.布朗运动是气溶胶颗粒的无规则运动，不是气溶胶分子的无规则运动，故A错误；
B.布朗运动反映了气体分子运动的无规则性，故B错误；
C.悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显，故C正确；
D.当固态或液态颗粒很小时，受到气体的浮力作用微乎其微，这些颗粒之所以能很长时间都悬浮在气体中是因为空气分子对它们的撞击作用，故D错误。
故选C。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，分子间的作用力先变小后变大再变小；当分子间距离由由d增大到c的过程中，分子力表现为斥力，斥力做正功，分子势能减小，由c增大到a的过程中，分子力表现为引力，引力做负功，分子势能变大。故D正确；ABC错误。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
A．水流速度是机械运动，不能反应热运动的情况，A错误；
B．分子在永不停息地做无规则运动，就算水凝结成冰后，水分子的热运动仍然不会停止，B正确；
C．用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动，反映了液体分子在不停地做无规则运动，C错误；
D．在一锅水中撒一些胡椒粉，加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚，但这并不是布朗运动，而是由水的对流引起的，D错误；
故选B。
12．C
【解析】
【详解】
A．由于在失重状态下，气泡不会受到浮力，A错误；
B．气泡内分子一直在做无规则的热运动，B错误；
C．由于在失重状态下，气泡内气体在界面处存在压力差，所以对水产生压力，C正确；
D．水与气泡界面处，水分子较为稀疏，水分子间作用力表现为引力，D错误。
故选C。
13．C
【解析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，而组成小颗粒的分子有成千上万个，颗粒的运动是大量分子集体的运动，并不是颗粒分子的无规则运动，A错误；
B．温度是分子热运动程度的标志，同种物质的分子若温度不同，其热运动的剧烈程度也不同， B错误；
C．温度是分子热运动激烈程度的反映，温度越高，分子热运动越激烈，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈，C正确；
D．分子做无规则运动的速度与物体的温度有关，与物体的机械运动的速度无关，D错误。
故选C。
14．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．平衡态是针对某一系统而言的，热平衡是两个（或多个）系统相互影响的最终结果，A错误；
B．一个系统的温度、压强、体积都不变化，系统才处于平衡态，仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论，B错误；
CD．如果两个系统处于热平衡状态，则它们的温度一定相同，但是内能不定相同，C错误，D正确。
故选D。
15．A
【解析】
【详解】
A．当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离减小，分子间作用力做负功，分子势能增大，A正确；
B．当r=r2时，分子间作用力为零，分子势能最小（小于零），当r=r1时，分子间作用力不为零，B错误；
C．当rD．当r>r2时，分子间作用力表现为引力，随着分子间距离r增大，分子间作用力做负功，分子势能增加，D错误。
故选A。
16． 引力 C
【解析】
【详解】
[1][2]铅块之所以可以黏在一起，是因为铅块表面分子间达到了引力范围，合力变现为引力，所以图中应为C位置，大于平衡位置。
17． 小 高
【解析】
【详解】
[1][2]说明只有直径小的花粉，才容易发生布朗运动。其次温度越高的花粉，布朗运动更剧烈。
18． 炒菜时温度高，分子热运动激烈 大于
【解析】
【详解】
[1]把白菜腌成咸菜需要几天时间，而把白菜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是：炒菜时温度高，分子热运动激烈；
[2]破镜不能重圆，这是因为镜破处分子间的距离都大于分子直径的10倍以上，分子间相互吸引的作用微乎其微．
19．布朗运动是小颗粒无规则的运动，其轨迹是曲线，不可能是折线，图中记录的只是每隔相同时间间隔小颗粒位置的折线图，并不是布朗粒子的运动轨迹.
【解析】
【分析】
【详解】
布朗运动是小颗粒无规则的运动，其轨迹是曲线，不可能是折线，图中记录的只是每隔相同时间间隔小颗粒位置的折线图，并不是布朗粒子的运动轨迹。
20．（1）a． b．（2）a．弹力是分子力的宏观表现，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．简谐运动b．振动范围温度升高，Ek0增大，振动范围增大，频率不变．
【解析】
【详解】
解：(1)a．设弹性绳的原长为，根据胡克定律则有，弹性绳对游客的弹力随游客位移变化关系的图线如图所示
在图中，图线与轴所围面积表示弹力做的功，则在游客位从变为的过程中，弹力做的功：
所以弹性绳的弹性势能：
b．设游客从蹦极平台第一次到达最低点的距离为，在此过程中，根据机械能守恒定律：
解得：或（舍）
(2)a．弹力是分子力的宏观表现，从微观尺度上看，只有在附近，分子力才和分子偏离的距离成正比，宏观上表现为“弹性限度”范围；
在“弹性限度”范围内，微观层面上分子的运动形式为简谐运动；
b．根据，可得振动范围
温度升高，增大，振动范围增大，频率不变．
21．见解析
【解析】
【详解】
分子的速率虽然很大，但由于单位体积内的气体分子数也非常巨大，所以一个分子要前进一段距离是“很不容易”的。分子在前进的过程中要与其他分子发生非常频繁的碰撞（标准状况下，1个分子在1s内大约与其他分子发生65亿次碰撞），每次碰撞后，分子速度的大小和方向都会发生变化，所以它所经历的路程是极其曲折的。不排除有个别香水分子迅速地运动到人的鼻子处，但要想使人闻到香味，必须有相当数量的分子扩散到人的鼻子处，还需要较长的时间。
22．（1）见解析；（2）见解析
【解析】
【详解】
（1）分子热运动的速率虽然比较大，但分子之间的碰撞是很频繁的，由于频繁的碰撞使得分子的运动不再是匀速直线运动，香水分子从瓶子到鼻孔走过了一段曲折的路程，况且引起人的嗅觉需要一定量的分子，故将香水瓶盖打开后，离得较远的人不能立刻闻到香味。
（2）摩擦焊接是利用分子引力的作用，当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到分子力发生明显作用的范围，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体。
答案第1页，共2页
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