2022-2023学年高二物理粤教版（2019）选择必修三 1.2分子热运动与分子力 课时作业 解析版

1.2分子热运动与分子力
一、单选题
1．关于扩散现象，下列说法错误的是(　　)
A．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
B．温度越高，扩散进行得越快
C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生
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，则从r=r2到r=r1，下列说法正确的是（　　）
A．分子间引力、斥力都在减小
B．分子力的大小先增大后减小
C．分子势能一直在增大
D．分子动能先增大后减小
3．物体是由大量分子组成的、分子在永不信息地做无规则运动、分子间存在着相互作用力.下列说法中正确的是（ ）
A．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
B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动
C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小
D．当分子间距等于时，分子间的引力和斥力都为零
4．下列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．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈
C．晶体微粒具有空间点阵，晶体分子的热运动停止
D．气体能够充满密闭容器，是因为气体分子做布朗运动
5．装满冷水的玻璃杯静置于桌面上，若将一滴墨水轻轻滴到水中，过一会墨水逐渐散开，直到整杯水都变黑。下列说法正确的是（　　）
A．这一现象是由于水分子的布朗运动产生
B．这一现象主要是由于墨水受到重力产生
C．这一现象主要是由于水的对流形成的
D．将杯中的冷水换成热水，这一过程会进行的更迅速
6．如图所示，甲分子固定于点O，乙分子从距甲分子距离为d处由静止释放，仅在分子力的作用下运动。图中b点是引力最大处，则乙分子动能最大处是（　　）
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
7．a、b两分子之间距离为分子直径的10倍，a固定不动，使b靠近a，直至分子之间距离为分子直径的0.5倍．这一过程中，下列说法中正确的是
A．分子间斥力在减小，引力在增大
B．分子间斥力在增大，引力在减小
C．分子间作用力先增大后减小
D．分子势能先减小后增大
8．两个相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)的分子在靠近的过程中(　　)
A．分子间的引力减小，斥力增大
B．分子力先增大后减小，然后再增大
C．分子势能先增大后减小
D．分子势能先增大后减小，然后再增大
二、多选题
9．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的运动
B．布朗运动的无规则性，反映了液体内部分子运动的无规则性
C．与固体微粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越显著
D．液体的温度越高，布朗运动越激烈
10．下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　）
A．甲图中微粒的运动就是物质分子的无规则热运动，即布朗运动
B．乙图中当两个相邻的分子间距离为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等
C．丙图中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的
D．丁图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子斥力
11．以下说法不正确的是（　　）
A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
B．某一时刻一个分子速度的大小和方向是随机的
C．给自行车打气时，气筒压到后来觉得很费劲说明分子间存在斥力
D．当分子间相互作用表现为斥力时，分子间距离再增大，引力会变大
12．下列说法中不正确的是（　　）
A．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力
B．随着距离增大，分子间的引力与斥力一定都在减小，分子力却不一定减小
C．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间斥力大于引力
D．某物质摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子体积为
E．固态、液态、气态都可发生扩散现象，相同两物质气态扩散比固态要快。
三、解答题
13．当两个分子从相距无穷远处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子势能如何变化？
14．下列事件中，物体的内能怎样改变？（固体和液体的热膨胀很小，可不予考虑）
(1)壶里的水被加热而温度升高。
(2)一条烧红的铁棒逐渐冷却下来。
15．研究分子势能是研究物体内能的重要内容。已知某物体中两个分子之间的势能Ep与两者之间距离r的关系曲线如图所示。
(1)由图中可知，两分子间距离为r0时，分子势能最小，请说出r=r0时两分子间相互作用力的大小，并定性说明曲线斜率绝对值的大小及正负的物理意义；
(2)假设两个质量相同的分子只在分子力作用下绕两者连线的中点做匀速圆周运动，当两者相距为r1时，分子的加速度最大，此时两者之间的分子势能为Ep1，系统的动能与分子势能之和为E。请在如图所示的Ep—r曲线图象中的r轴上标出r1坐标的大致位置，并求出此时两分子之间的分子作用力大小。
参考答案：
1．A
【详解】扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象，没有产生新的物质，是物理现象，故A错误；温度越高，分子运动越剧烈，则扩散进行得越快，选项B正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，选项C正确；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，选项D正确；此题选项错误的选项，故选A.
2．D
【详解】A．仅考虑这两个分子间的作用，则从r=r2到r=r1，分子间引力、斥力都在增大。故A错误；
B．由图可知，从r=r2到r=r1，分子力的大小先增大后减小到零然后再反向增大。故B错误；
CD．从r=r2到r=r1，分子力先做正功后做负功，所以分子势能先减小后增大，动能先增大后减小。故C错误；D正确。
故选D。
3．B
【详解】A．布朗运动是固体颗粒的无规则运动，它说明液体分子永不停息地做无规则运动，选项A错误；
B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动，选项B正确；
C．当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力减小，选项C错误；
D．当分子间距等于时，分子间的引力和斥力相等，分子力表现为零，选项D错误．
4．B
【详解】水分子的热运动的剧烈程度与水的机械运动的速度无关，选项A错误；水的温度越高，水分子的热运动越剧烈，选项B正确；任何物质的分子都在永不停息的做无规则运动，选项C错误；气体能够充满密闭容器，是因为气体分子做无规则的热运动，选项D错误.
5．D
【详解】ABC．这现象是因为墨水中的添加物的布朗运动，根本原因是分子的热运动，故ABC错误；
D．温度越高，分子的热运动越剧烈，故将杯中的冷水换成热水，这一过程会进行的更迅速，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】乙分子由处静止释放，运动处过程，分子表现为斥力，分子力做正功，动能增大，分子势能减小；由处向处运动的过程，分子表现为引力，分子力做负功，动能减小，分子势能增大，所以乙分子在处分子势能最小，在处动能最大，故C正确，A、B、D错误；
故选C。
7．D
【详解】A、B、根据分子引力和分子斥力随分子距离变化的图象可知当分子距离减小时引力和斥力都增大，而斥力增大的更快，故A、B均错误．C、分子力在表现为引力，大小先增大后减小，当时表现为斥力，大小逐渐增大，故C错误．D、在，分子力为引力做正功势能减小，当时为斥力做负功，势能增大，故D正确．故选D．
【点睛】本题考查了分子间的作用力规律，熟练掌握分子动理论的基础知识，注意理论联系实际．
8．B
【详解】A、开始时由于两分子之间的距离大于，分子力表现为引力，该力先增大后减小；当分子间距小于，分子力为斥力，随二者距离的减小而增大，故A错误，B正确；
C、开始时由于两分子之间的距离大于，因此分子力为引力当相互靠近时分子力做正功，分子势能减小；当分子间距小于，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功分子势能增大，故CD都错误．
【点睛】该题考查分子力与分子势能随分子之间的距离而变化的关系，要考虑分子力做功对应着分子势能的变化，要正确分析分子之间距离与分子力、分子势能的关系．
9．BD
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的运动．故A错误；
B．固体颗粒是由于液体分子无规则的碰撞造成的，所以布朗运动反映了液体分子的无规则运动， B正确；
CD．悬浮在液体中的微粒越小，液体温度越高，布朗运动越显著，故C错误，D正确；
故选BD。
点睛：布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子无规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体中分子的无规则运动．颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显．
10．BC
【详解】A．甲图中微粒的运动是布朗运动，但由于微粒是大量分子组成的，所以微粒的运动并不是物质分子的无规则热运动，故A错误；
B．乙图中当两个相邻的分子间距为r0时，它们间相互作用的引力和斥力大小相等，故B正确；
C．食盐是晶体，具有各向异性，食盐晶体的物理性质沿各个方向都是不一样的，故C正确；
D．戊图中洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃离开水面，拉力F必须大于玻璃板的重力，说明了分子之间存在引力，故D错误；
故选BC。
11．CD
【详解】A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动，故A正确，A不符合题意；
B．分子的运动时杂乱无章的，某一时刻一个分子速度的大小和方向是随机的，故B正确，B不符合题意；
C．给自行车打气时，气筒压到后来觉得很费劲是因为内部气体压强增大，要克服气体压力，所以觉得费劲，故C错误，C符合题意；
D．当分子间相互作用表现为斥力时，分子间距离再增大，引力和斥力都减小，故D错误，D符合题意。
故选CD。
12．ACD
【详解】A．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，说明了液体分子的无规则运动，不能说明分子间是否存在相互作用力，A错误；
B．当分子间距大于r0时随着分子间的距离增大，分子间的引力和斥力均减小，斥力减小得快，故表现为引力，分子力先增大后减小；当分子间距小于r0时，分子间斥力大于引力分子力表现为斥力，随着分子间距增大分子力减小，B正确；
C．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间分子力为零，气体分子在做永不停息的无规则热运动而造成的，C错误；
D．物质的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则该物质的分子体积为，若为气体，则为每个气体分子所占据的空间，D错误；
E．由于气体分子是自由的，没有分子力的束缚，故相同两物质气态扩散比固态要快，E正确。
本题选错误的，故选ACD。
13．分子势能先减小后增大
【详解】略
14．(1)增加；(2)减小
【详解】(1)增加。水被加热而温度升高，分子的平均动能增大，体积不变，分子势能不变，所以物体的内能增加。
(2)减小。烧红的铁棒逐渐冷却下来，温度降低，分子的平均动能减小，体积不变，分子势能不变，所以物体的内能减小。
15．(1)当r=r0时两分子间相互作用力0，曲线斜率绝对值的大小表示分子间作用力的大小，曲线斜率为正时，分子力表现为引力，曲线斜率为负时，分子力表现为斥力；(2)见解析，此时两分子之间的分子作用力大小为
【详解】(1)分子力包括分子引力和分子斥力，这两个力的合力就是分子间相互作用力，有
根据能量守恒，分子势能的减少量等于分子作用力做的功，即
图像斜率为
由图象可知，分子间距离为时，分子势能最小，；当小于时，分子势能随的增大而减小，作用力表现为斥力，此时图像斜率为负，当大于时，分子势能随的增大而增大，作用力表现为引力，此时图像斜率为正，当时，分子间作用力为零，此时图像斜率为零；根据上述分析，曲线斜率绝对值的大小表示分子间作用力的大小，曲线斜率为正时，分子力表现为引力，曲线斜率为负时，分子力表现为斥力。
(2)由于做的是匀速圆周运动，分子作用力表现应该是引力，此时分子的加速度最大，即分子力最大，故在势能与两者之间距离的关系曲线中，在右边曲线斜率最大的点上，如下图所示
由题意可知
联立解得