1.4 分子动能和分子势能 同步训练（Word版含解析）

1.4、分子动能和分子势能
一、选择题（共16题)
1．下列说法中正确的是
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均增大
C．当分子间距离增大时，分子势能一定增大
D．物体的内能变化，它的温度并不一定发生变化
2．分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一个分子固定于原点O，另一个分子从距O点很远处向O点运动，以下说法正确的是（　　）
A．在两分子间距减小到r1的过程中，分子间作用力先减小后增大
B．在两分子间距减小到r1的过程中，分子势能先减小后增大
C．在两分子间距减小到r1时，分子势能等于零
D．在两分子间距由r2减为r1过程中，分子力与分子势能都在减小
3．质量相等的氢气和氧气，温度相同，不考虑分子间的势能，则（ ）
A．氧气的内能较大 B．氢气的内能较大
C．两者内能相等 D．氢气分子的平均动能较大
4．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
5．从微观的角度来看，一杯水是由大量水分子组成的，下列说法中正确的是（　　）
A．当这杯水静止时，水分子也处于静止状态
B．水的温度越高，水分子的平均动能越大
C．每个水分子都在运动，且速度大小相等
D．这些水分子的动能总和就是这杯水的动能
6．如图所示为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（　　）
A．当r大于时，分子间的作用力表现为引力
B．当r等于时，分子势能最小
C．在r由增大的过程中，分子间的作用力做负功
D．在r由增大的过程中，分子间的作用力做正功
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．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为。若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（　　）
A．乙分子在Q点时，处于平衡状态
B．乙分子在P点时，加速度最大
C．乙分子在Q点时，其动能为
D．乙分子的运动范围为
9．环绕地球作匀速圆周运动的航天飞机舱内密封着一定质量的空气，则（ ）
A．由于气体处于完全失重状态，故气体对舱壁无压力
B．当对舱内气体加热时，气体的压强和内能均增大
C．若舱内有少量气体漏出，但气体的温度不变，则舱内气体的内能也不变
D．若向舱内再充入空气，并保持舱内温度不变，则舱内气体的内能一定不变
10．A、B两分子的距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是（　　）
A．分子力始终对B做正功，分子势能不断减小
B．分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大
C．B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小
D．分子间的距离不断减小，所以分子势能不断增大
11．关于分子动理论，下列说法错误的是（ ）
A．1g的氢气和1g的氧气中含有的分子数相等，都是6.02×1023个
B．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了液体分子运动的无规则性
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．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大
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时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）
A．在r=r0时，分子势能为零
B．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
C．在rD．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
E．分子间的斥力和引力随r增大而减小，在r>r0阶段，斥力比引力减小得快一些
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．设时分子间的作用力为零，则一个分子从远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法中正确的是（　　）
A．时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B．时，动能最大，势能最小
C．时，分子力做负功，动能减小，势能增大
D．以上说法不对
15．两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分子势能为零，则下列说法正确的是（　　）
A．在有分子力的情况下，分子引力先增大后减小，分子斥力先减小后增大量
B．在有分子力的情况下，分子之间的引力和斥力都增大
C．在时，分子势能最小，动能最大
D．在时，分子力和分子势能均为零
16．两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，分子动能增加，势能减小
B．在阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小
C．在时，分子势能最小，动能最大
D．在时，分子势能为零
E．分子动能和势能之和在整个过程中不变
二、综合题（共4题）
17．随着科学技术的发展，近几年来，也出现了许多的焊接方式，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的方向旋转，同时加上很大的压力（每平方厘米加到几千到几万牛顿的力），瞬间就焊接成一个整体了。试用学过的分子动理论知识分析摩擦焊接的原理。
18．分析下列说法中，哪些是正确的，哪些是不正确的。
（1）物体的机械能大，它的内能一定也大；
（2）物体可以同时具有内能和机械能；
（3）任何物质系统都具有内能；
（4）物体的机械能改变时，它的内能一定也变化；物体的内能改变时，它的机械能一定也变化。
19．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？
20．（1）1 kg的 的水跟1 kg的 的水哪个内能多？
（2）1 kg的的水跟2 kg的的水哪个内能多？
（3）一杯 的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？
（4）1 kg的的水跟1 kg的的水蒸气哪个内能多？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
布朗运动是固体小颗粒的无规运动，故A错；分子间的引力和斥力均是随分子间距的增大而减小的，故B错；而分子势能随分子间距也不是一种直接的正向变化关系，故C错；影响内能的因素不仅有温度，还有体积，物质的量这些个因素．故D正确．
2．D
【详解】
A．在两分子间距减小到r1的过程中，分子体现引力，分子力先增大后减小，故A错误；
BC．在两分子间距减小到r1的过程中，分子体现引力，分子做正功，分子势能减小，无穷远处分子势能为零，间距减小到r1时，分子势能小于零，故B、C错误；
D．在间距由r2减小到r1的过程中，分子体现引力，分子做正功，分子势能减小，间距减小到r1时分子力减小为零， 故D正确。
故选D。
3．B
【详解】
不考虑分子间的势能，内能只由温度决定，温度相同分子平均动能相等，由于质量相等，氢气分子数多，所以氢气的内能较大，故B正确，ACD错误．
4．C
【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，故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，故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，故C正确；
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，故D错误。
故C正确。
5．B
【详解】
A．分子永不停息地做无规则运动，故这杯水静止时，水分子也不可能都处于静止状态，A错误。
B．给水加热时，水吸收热量，温度升高，则内能增加，水分子的热运动变激烈，水分子的平均动能变大，B正确。
C．分子的运动是无规则的，速度大小不一定都相等，C错误。
D．动能是运动的物体所具有的能，与分子热运动无关，所以水分子的动能与这杯水的动能无关，D错误。
故选B。
6．B
【详解】
由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离r2为平衡距离；
A．r2是分子的平衡距离，当r1＜r＜r2时，分子力为斥力，当r＞r2时分子力为引力，故A错误；
B．由图象可知，当r=r2时，分子间势能Ep最小，故B正确；
CD．在r由r1增大到r2的过程中，斥力做正功，分子势能减小，由r2继续增大的过程中，引力做负功，分子势能增大，故CD错误。
故选B。
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．乙分子在Q点时，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，不为0，乙分子有加速度，不处于平衡状态，故A错误；
B．由图象可知，乙分子在P点时，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故B错误；
C．当乙分子运动至Q点时，其分子势能为零，故其分子动能也为零，故C错误；
D．当乙分子运动至Q点时，分子间距最小，而后向分子间距变大的方向运动，故乙分子的运动范围为，故D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A、气体压强的产生是由于气体分子作无规则热运动时，频繁的撞击容器壁产生，所以此时气体对舱壁有压力，故A错误；
B、当对舱内气体加热时，气体温度升高，内能增加；由于气体体积不变，根据理想气体状态方程可知压强增加；故B正确；
C、若舱内有少量气体漏出，但气体的温度不变，分子热运动的平均动能不变，故内能减小，故C错误；
D、若向舱内再充入空气，并保持舱内温度不变，分子热运动的平均动能不变，故内能增加，故D错误；
故选B．
10．B
【详解】
将B分子从分子直径10倍处向A分子靠近，分子力先表现为引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于r0时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加。
故选B。
11．A
【详解】
A：分子数 ，氢气和氧气的摩尔质量不一样，1g的氢气和1g的氧气中含有的分子数不相等且都不是1mol的分子数．故A项错误，应选择．
B：显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接反映了液体分子运动的无规则性．B项正确，不能选．
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．C项正确，不能选．
D：温度高的物体内能不一定大(还与物质的量、体积有关)，但分子平均动能(只与温度有关)一定大．D项正确，不能选．
12．BDE
【详解】
A．由图象可知：分子间距离为r0时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离；当r等于r0时，分子势能最小但不为零，故A错误；
B．r0是分子的平衡距离，r大于平衡距离，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增加，势能减小，故B正确；
C．当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，故C错误；
D．分子动能和势能之和在整个过程中不变，当r等于r0时，分子势能最小，动能最大，故D正确；
E．分子间同时存在斥力和引力，在r＞r0阶段，当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，所以分子间的作用力表现为引力。故E正确。
故选BDE。
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．ABC
【详解】
当r＞r0时，分子力表现为引力，故两分子相互靠近时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大；当r＜r0时，分子力表现为斥力，两分子相互靠近时，分子力做负功，动能先增大后减小，因此当r=r0时，动能最大，势能最小，故ABC正确，D错误。
故选ABC。
15．BC
【详解】
AB．相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近的过程中，随着分子间距离的减小，分子间引力一直增大，斥力一直增大，故A错误，B正确；
C．相距很远的两分子在相互接近的过程中，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，在时，分子势能最小，动能最大，故C正确；
D．在时，分子力为零，分子势能最小且小于零，故D错误。
故选BC。
16．ACE
【详解】
A．r0是分子的平衡距离，在阶段，分子力表现为引力，F做正功，分子动能增加，势能减小，A正确；
B．在阶段，分子力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，B错误；
C．在时，分子势能最小，动能最大，C正确；
D．若两分子相距无穷远时分子势能为零，则当时，分子势能最小但不为零，故D错误；
E．因为只有分子力做功，所以分子动能和势能之和在整个过程中不变，故E正确。
故选ACE。
17．见解析
【解析】
摩擦焊接是利用了分子引力的作用。当焊接的两个物体的接触面朝相反的方向高速旋转时，又施加上很大的压力，就可以使两接触面上大量分子间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面瞬间焊接在一起。
18．（1）错误；（2）正确；（3）正确；（4）错误
【详解】
（1）物体的机械能和内能是不同的概念，两者之间没有关系，机械能大，它的内能不一定也大，故说法错误。
（2）物体的机械能和内能是不同的概念，两者之间没有关系，物体可以同时具有内能和机械能，故说法正确。
（3）分子的运动是永不停息的，任何物质系统都具有内能，故说法正确。
（4）物体的机械能和内能是不同的概念，两者之间没有关系，两者不一定同时改变，故说法错误。
19．见解析
【解析】
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。
20．（1）1 kg的的水的内能多；（2）2 kg的的水内能多；（3）一池塘常温下的水；（4）1 kg的的水蒸气
【详解】
（1）两者质量一样，同种物质，所以分子数目一样，而的水比的水的水分子平均动能大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1 kg的的水的内能多。
（2）1 kg的的水跟2 kg的的水比较，2 kg的的水内能多，因为后者分子数目多。
（3）虽然的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯的开水的内能多。
（4）它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但的水蒸气分子势能比的水的分子势能大，故1 kg的的水蒸气的内能比1 kg的的水的内能多。
答案第1页，共2页