同步课时精练（四）1.4分子动能和分子势能（含解析）

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同步课时精练（四）1.4 分子动能和分子势能 （后附解析）
一、多选题
1．一个仅由两个分子组成的系统。两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系如图所示。两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中（　　）
A．两分子间作用力先增大后减小 B．两分子间作用力先减小后增大
C．两分子的分子势能一直增大 D．两分子的分子势能一直减小
2．将分子a固定在x轴上的O点，另一分子b由无穷远处只在分子间作用力作用下沿x轴的负方向运动，其分子势能随两分子的空间关系的变化规律如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．分子b在x=x2处时的速度最大
B．分子b由x=x2处向x=x1处运动的过程中分子力减小
C．分子b在x=x2处受到的分子力为零
D．分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中，分子b的加速度先增大后减小
E．分子b可能运动到x=x1的左侧
3．设有甲、乙两分子，如图，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴正方向运动，则（　　）
A．乙分子的加速度减小 B．乙分子到达r0处时速度最大
C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小 D．乙分子在r0处时，分子势能最小
4．下列各种说法中正确的是（ ）
A．露珠呈球形是由于表面张力所致
B．单晶体有固定的熔点，而多晶体没有固定的熔点
C．布朗运动反映了悬浮颗粒中分子运动的不规则性
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
E．液体表面层的分子的距离较大，这些液体分子间相互作用表现为引力
二、单选题
5．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
6．标志分子平均动能的物理量是（　　）
A．压强 B．温度 C．体积 D．密度
7．根据分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大
B．分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间距离的增大而增大
C．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
D．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停的无规则运动，就是分子的运动
8．图为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线。则（　　）
A．当时，分子间的作用力表现为引力 B．当时，分子间的作用力为零
C．当时，分子间的作用力表现为引力 D．当时，分子间的引力大于斥力
9．如图所示，甲分子固定在坐标原点O处，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则(　　)
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到c的过程，动能先增大后减小
D．乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能一直增加
10．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是指液体或气体分子所做的永不停息的无规则运动
B．一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射
C．当分子间的作用力表现为引力时，分子间的距离越小，分子势能越大
D．根据氦气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出每个氦气分子的体积
11．下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是悬浮微粒内部分子的无规则运动
B．在液体中可以观察到布朗运动，气体中也能观察到布朗运动
C．两个分子从10倍的平衡位置开始相互靠近过程中，分子力先做正功后做负功
D．两个分子从10倍的平衡位置开始相互靠近过程中，分子势能先减小后增大
12．2019年12月1日，粤东农批·2019球王故里五华马拉松赛在五华粤东农批广场激情开跑。此次活动能圆满举行离不开一群可爱的志愿者，他们到了午餐时间也只是吃点自热米饭，对于自热米饭很多人还不是很了解，自热米饭盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，盖上盒盖便能在10～15分钟内迅速加热食品。自内热米饭的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸。有关自热米饭盒爆炸的说法，正确的是（ ）
A．自热米饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果
B．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体内能增加
C．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度降低
D．自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，标志着每一个气体分子速率都增大了
三、解答题
13．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）
14．根据你的认识，对机械能和内能这两种形式的能作一比较。
15．有人说：“在高速列车的速度由小变大的过程中，列车上所有物体的动能都在增大，组成这些物体的分子的平均动能也在增大。既然温度是分子平均动能的标志，因此在这个过程中列车上物体的温度是在升高的，只是升高得并不大，我们感觉不到而已。”你说对吗？为什么？
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．AD
解析：由两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系图像可知，两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中，分子力为引力，且两分子间作用力先增大后减小；引力一直做正功，两分子的分子势能一直减小，故AD正确，BC错误。
故选AD。
2．ACD
解析：A．分子在运动过程中，只有分子势能与动能之间的转化，由图像可知，分子b在x=x2处的分子势能最小，则分子b在此处的动能最大，分子b在此处的速度最大，A正确；
C．根据图像可知，分子b在分子力作用下由无穷远运动至x2过程中，分子势能减小，表明分子力做正功，之后，分子势能增大，表明分子力做负功，说明在x=x2处动能最大，即此时分子间相互作用的引力和斥力二者大小相等，故分子b在x=x2处受到的分子力为零，C正确；
B．由于在x=x2处b受到的分子力为零，当分子间距离小于x2时，分子力表现为斥力，且随分子间距离的减小，分子力增大，B错误；
D．分子间距离大于x2时，分子力表现为引力，分子b由无穷远处向x=x2处运动的过程中，分子力先由零增大后来又减小到零，因此分子b的加速度先增大后减小，D正确；
E．因初始时分子b的分子势能及分子动能均为零，由能量守恒知，当分子b运动到x=x1处时，其分子势能为零，故其分子动能也为零，然后分子b向x轴正方向运动，两分子之间的距离增大，因此分子b不可能运动到x=x1的左侧，E错误。
故选ACD。
3．BD
解析：A．从分子力随分子间距的变化曲线可以看出0.5r0处到r0处斥力减小，乙分子的加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，乙分子的加速度先增大后减小，A错误；
B．从0.5r0处到r0处乙分子受到向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a=0，速度最大，B正确；
C．当通过r0后分子的引力做负功，分子的势能增大，C错误；
D．从0.5r0到r0处分子的斥力做正功，分子的势能减小，通过r0后，分子的引力做负功，分子的势能增大，故乙分子在r0处的势能最小，D正确。
故选BD。
4．ADE
解析：A．露珠呈球形是由于表面张力使其表面积最小，故A正确；
B．单晶体和多晶体都有固定的熔点，故B错误；
C．布朗运动反映了液体分子运动的不规则性，故C错误；
D．内能不同的物体，温度可能相同，则它们分子热运动的平均动能可能相同，故D正确；
E．液体表面层的分子的距离较大，这些液体分子间相互作用表现为引力，故E正确。
故选ADE。
5．D
解析：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。
6．B
解析：标志分子平均动能的物理量是温度。
故选B。
7．A
解析：A．当分子之间的距离小于平衡位置的间距时，分子之间的作用力表现为斥力，随分子之间距离的增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子之间的距离大于平衡位置的间距时，分子之间的作用力表现为引力，随分子之间距离的增大，分子力做负功，分子势能增大，故A正确；
B．根据分子力的特点，分子间的相互作用的引力和斥力随分子间的距离增大而减小，但斥力减小的快，故B错误；
C．气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比是气体分子所占空间的大小，该大小比气体的分子大很多，故C错误；
D．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，是小炭粒的运动，小炭粒中很多的分子组成，所以不是分子的运动，故D错误；
故选A。
8．C
解析：当时，分子势能最低，此处分子间作用力为零；当时，分子间的作用力表现为斥力；当时，分子间的作用力表现为引力；当时，分子间的作用力表现为斥力，即引力小于斥力，ABD错误，C正确。
故选C。
9．B
解析：ABC．乙分子从a到c过程中，分子力始终表现为引力，加速度始终与速度方向相同，一直加速，动能一直增大，到达c点速度最大，动能最大，AC错误B正确
D．乙分子从b到c，分子引力做正功，分子势能减小，从c到d，分子斥力做负功，分子势能增大，所以从由b到d分子势能先减小再增大，D错误
10．B
解析：A．布朗运动是指由于分子的无规则运动而引起的固体小颗粒的运动，不是指液体或气体分子的运动，故A错误；
B．理论和实验证明机械波也会发生折射，如一列水波在深度不同的水域传播时，在交界面处将发生折射现象，故B正确；
C．当分子间的作用力表现为引力时，分子间的距离减小，分子力做正功，分子势能减小，故C错误；
D．根据氦气的摩尔体积和阿伏加德罗常数，可以算出每个氦气分子所占据空间的体积，但气体分子的体积远小于其所占据空间的体积，故D错误；
故选B。
11．B
解析：A．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，故A错误；
B．依据布朗运动的特点，在液体中可以观察到布朗运动，气体中也能观察到布朗运动，故B正确；
CD．依据图像与图像的特点，两个分子相距较远，此分子力为引力，相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增大，由于题中没说清楚运动的距离，故CD错误；
故选B。
12．C
解析：A. 自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，由分子动理论知，体积不变，气体分子间分子力(引力)可忽略不计，分子间相互作用力不变，选项A错误；
BC. 根据热力学第一定律，爆裂前气体温度升高，内能应增大，突然爆裂的瞬间气体对外界做功，其内能应减少，温度也会有所下降，选项B错误，C正确；
D. 自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，分子平均动能增加，但并不是每一个气体分子速率都增大，故D选项错误；
故选：C。
13．瓶子变瘪，内能减少
解析：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。
14．见解析
解析：内能和机械能是两种不同形式的能，它们的含义是不相同的。机械能是由物体的整体运动的状态和相对于地面的位置等所决定的。而内能是由物体内分子的热运动和分子间的相对位置所决定的。内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，但是一个物体不一定具有机械能。
15．这种说法不对；见解析。
解析：这种说法不对，因为高速列车的速度由小变大的过程，物体的动能增大，是宏观物理量，温度是分子平均动能的标志，分子平均动能是微观物理量，所以列车的速度大但列车的分子平均动能不一定会增大，它们没有必然联系。如果列车由于空气摩擦力的做功，使内能增大而发热时，列车的平均动能才会增大。
答案第1页，共2页
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