1.2分子热运动与分子力 同步练习（Word版含解析）

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．下列与热现象有关的说法中，正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动
C．两个分子间距离减小时，分子间的引力减小，斥力增大
D．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
2．“破镜难圆”的原因是（　　）
A．玻璃分子间的斥力比引力大
B．玻璃分子间不存在分子力的作用
C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力，而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零
D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，分子力为零
3．下列说法正确的是（　　）
A．扩散现象是永不停息的
B．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用
C．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明花粉的分子在做激烈的热运动
4．当两分子间距变化时分子势能变小了，则可以判定在此过程（ ）
A．分子力一定做了功 B．分子力一定增大
C．分子间距一定变大 D．分子力一定是引力
5．关于分子动理论的基本观点中，下列说法正确的是（　　）
A．分子之间同时存在着引力和斥力，引力增大时，斥力减小
B．悬浮在液体中的微粒越大，布朗运动就越明显
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
D．随着分子间的距离增大，分子势能一定增大
6．关于分子力和分子势能，下列说法正确的是（　　）
A．当分子间的作用力表现为引力时，分子之间只存在引力
B．当分子间距离为r0 时，分子之间引力和斥力均为零
C．分子势能随分子间距离的减小而减小
D．当分子间距离为r0 时，分子势能最小
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
8．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近（小于r0）。在此过程中，下列说法正确的是（　　）
A．分子力先增大，后一直减小 B．分子力先做正功，后做负功
C．分子势能先增大，后减小 D．分子势能和动能之和减小
9．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Ep与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为-E0。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（x=x1）时，加速度为零
B．乙分子在P点（x=x2）时，其动能为E0
C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态
D．乙分子的运动范围为x≥x2
10．关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　）
A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元
B．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而增大
C．分子做永不停息的无规则热运动，布朗运动就是分子的热运动
D．温度越高，分子热运动就越剧烈
11．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．图甲“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，应先滴油酸酒精溶液，再撒痱子粉
B．图乙为水中炭粒运动位置的连线图，连线表示炭粒做布朗运动的轨迹
C．图丙为分子力与分子间距的关系图，分子间距从增大时，分子力先变小后变大
D．图丁为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线②对应的温度较高
12．某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况，在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动，每隔30s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的两颗炭粒运动的位置连线图，其中、两点是是炭粒运动的位置连线上的两点，则下列说法中正确的是（　　）
A．若水温相同，则炭粒颗粒较大
B．若两炭粒颗粒大小相同，则炭粒所处的水中水温更低
C．两颗炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动
D．炭粒在、两点间的运动一定是直线运动
13．两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
14．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．分子间同时存在着引力和斥力
B．气体扩散的快慢与温度无关
C．分子势能总是随分子间距增大而增大
D．布朗运动是液体分子的无规则运动
15．物质由大量分子组成，下列说法正确的是（）
A．1摩尔的液体和1摩尔的气体所含的分子数不相同
B．分子间引力和斥力都随着分子间距离减小而增大
C．当分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力减小
D．当分子间距离减小时，一定是克服分子力做功
二、填空题
16．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景。对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然________，属于________现象。
17．因为分子之间存在分子力，具有与其相对位置有关的能量称为_________；分子力做正功，该能量会_________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
18．分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示，从图中可看出，随着分子间距离由零开始逐渐增大，分子力大小的变化情况为___________________________________________；当分子间距离为_________ (选填“r1”或“r2”)时，分子间的吸引力与排斥力大小相等．
三、解答题
19．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的函数图像如图所示。若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3（r3＝12d，d为分子直径）处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大（选无穷远处分子势能为零）？
20．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？
21．以下关于布朗运动的说法是否正确 说明道理．
（1）布朗运动就是分子的无规则运动．
（2）布朗运动证明，组成团体小颗粒的分子在做无规则运动．
（3）一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈．
（4）在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动．
22．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？
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】
A．布朗运动是指悬浮在液面上的微小颗粒的无规则运动，故A错误；
B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；
C．两个分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，但斥力增大的快，故C错误；
D．压缩气体时气体表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的缘故，故D错误。
故选B。
2．D
【详解】
破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起。
故选D。
3．A
【详解】
A．扩散现象属于分子的无规则热运动，永远存在，A正确；
B．布朗运动是微小颗粒的运动，不属于微观粒子，B错误；
C．气体分子间距大于10r，分子力可忽略不计，C错误；
D．花粉在水中做布朗运动的现象，说明水分子在做无规则运动，D错误。
故选A。
4．A
【详解】
分子力做功与分子势能的关系是：分子力做正功分子势能变小，分子力做负功分子势能增大。
故选A。
5．C
【详解】
A．分子之间同时存在着引力和斥力，当分子间距减小时，引力增大，斥力也增大，选项A错误；
B．悬浮在液体中的微粒越小，布朗运动就越明显，选项B错误；
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项C正确；
D．当分子力表现为斥力时，随着分子间的距离增大，分子力做正功，则分子势能减小，选项D错误。
故选C。
6．D
【详解】
A．当分子间的作用力表现为引力时，分子之间的引力和斥力共存，引力大于斥力，故A错误
B．当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力大小相等，故B错误
CD．在分子间距离大于 r0范围内，随着分子间距离的减小，分子势能逐渐减小；当分子间距离小于r0时，随着分子间距离的减小，分子势能逐渐增大，可知当分子间距离为r0时，分子势能最小，故C错误，D正确。
故选D。
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．B
【详解】
A．当分子间距大于平衡间距r0时，分子力表现为引力时，随着距离的减小，分子间的作用力先增大，后减小，平衡位置时分子力为零；而小于平衡位置时，分子间为斥力，随着距离的减小分子力会增大，故A错误；
B．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故分子力先做正功后做负功，故B正确；
C．由于分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增加，故C错误；
D．根据能量守恒可知，分子势能和动能之和不变，故D错误。
故选B。
9．B
【详解】
AC．由图像可知，乙分子在点时，分子势能为零，但分子合力不为零，分子的引力小于分子的斥力，其合力表现为斥力，乙分子有加速度，不处于平衡状态，故AC错误；
B．乙分子在P点时分子势能为-E0，两分子所具有的总能量为零，则其动能为E0，故B正确；
D．当乙分子运动到点时，其分子势能为零，其分子动能也为零，此时两分子之间的距离最小，而后向分子间距变大的方向运动，因此乙分子的运动范围为，故D错误。
故选B。
10．D
【详解】
A．物体是由大量分子组成的，分子可再分为更小的单元，故A错误；
B．分子间的斥力和引力总是同时存在的，且随着分子之间的距离增大而减小。故B错误；
C．布朗运动反映的是液体分子的永不停息的无规则运动，并不是组成固体小颗粒的分子的无规则运动。故C错误；
D．气体的温度越高，分子平均动能增大，那么分子热运动就越剧烈。故D正确。
故选D。
11．D
【详解】
A.实验中应先撒痱子粉，油酸滴在痱子粉上，测油酸展开的面积，故A错误；
B.图中所示位置是不同时刻炭粒的位置，无法表示炭粒的运动轨迹，故B错误；
C.图中r0是分子力等于零的位置，从图像可知，分子间距从增大时，分子力先增大后减小，故C错误；
D.根据分子运动速率分布图像可知，温度越高分子热运动越剧烈，故D正确。
故选D。
12．A
【详解】
A．碳粒越大，受到液体分子撞击的冲力越容易平衡，布朗运动越不显著，故此题中b颗粒较大，A正确；
B．温度越高，布朗运动越剧烈，a处运动更剧烈，故a处的水温更高，B错误；
C．其中每隔碳粒子的运动时不同的，说明液体分子做无规则运动，C错误；
D．该图为固体粒子每隔30s的位置，而不是运动轨迹，其连线仅代表位置变化，而其运动并非直线，D错误。
故选A。
13．D
【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。
14．A
【详解】
A．分子间同时存在着引力和斥力，对外表现的是引力和斥力的合力，A正确；
B．温度越高，分子运动的越剧烈，扩散的越快，因此气体扩散的快慢与温度有关，B错误；
C．当时，分子力表现为斥力，当分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；当时，分子力表现为引力，当分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，C错误；
D．布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒在液体分子撞击下的无规则运动，D错误。
故选A。
15．B
【详解】
A．1摩尔的物体，无论是什么，含有分子数相同，A错误；
B．分子间引力和斥力都随着分子间距离减小而增大，B正确；
C．当分子间距离减小时，引力和斥力都增大，斥力增大的快，C错误；
D．当分子间的作用力表现为引力时，距离减小，分子力做正功，D错误。
故选B。
16． 升高 扩散
【详解】
[1] 诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高造成的。
[2]从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧，属于扩散现象。
17． 分子势能 减小
【详解】
[1] 分子间与其相对位置有关的能量称分子势能
[2] 分子力做正功，分子势能减小
18． )先减小到零再增大到某一峰值然后减小到零（或“先减小后增大再减小”）
【详解】
(1)由引力图线可知，分子之间的引力随着分子间距离的增大而减小；由斥力图线可知，分子之间的斥力随着分子间距离的增大而减小；由分子力图线可知，分子力的变化情况是先减小到零再增大到某一峰值然后减小到零；而当分子间距离为r1时，分子力为零，而分子力是分子斥力与引力的合力，当分子力为零时，说明分子之间的引力等于分子之间的斥力．
【点睛】本题要掌握实际的分子力是分子引力与斥力的合力，直接由读出分子力的变化．
19．5×10－23J
【详解】
在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大。动能和势能之和不变，又因为无穷远处分子势能为零，当时分子力为零，分子势能可认为为零，所以当速度为零时，分子势能最大，即
。
20．见解析
【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。
21．（1）布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的运动．
（2）布朗运动间接证明液体分子在做无规则运动．
（3）胡椒粉的运动不是布朗运动，因为水不是静止的．
（4）小粒粉尘就是在煤油分子的不停地无规则撞击下，才做的布朗运动．
【详解】
（1）此说法错误；布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的运动，它只是液体分子无规则运动的具体表现．
（2）此说法错误；布朗运动是固体颗粒的运动，它间接证明液体分子在做无规则运动．
（3）此说法错误；胡椒粉的运动不是布朗运动，因为水不是静止的，另外布朗运动用肉眼是看不到的．
（4）此说法正确；小粒粉尘就是在煤油分子的不停地无规则撞击下，才做的布朗运动．
22．（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．
【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．
答案第1页，共2页
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