高二物理选择性必修三1.4《分子动能和分子势能》同步课时训练(含答案)

高二物理选择性必修三1.4《分子动能和分子势能》同步课时训练
一、分子动能
1、对不同的物体而言，下列说法中正确的是(　　)
A.高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大
B.高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能
C.高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运动的平均速率大
D.高温物体内每一个分子运动的速率一定大于低温物体内每一个分子运动的速率
2、关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是(　　)
A.某种物体的温度是0 ℃说明物体中分子的平均动能为零
B.物体温度降低时，每个分子的动能都减小
C.物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高
3、关于温度的概念,下列说法中正确的是 (　　)
A.温度是分子平均动能的标志,物体的温度高,则分子的平均动能大
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高,则物体的每一个分子的动能都增大
C.某物体当其内能增大时,则该物体的温度一定升高
D.甲物体的温度比乙物体高,则甲物体分子的平均速率比乙物体分子的平均速率大
4、关于分子热运动的动能，下列说法正确的是(　　)
A.物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大
B.物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小
C.物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大
D.1 g 100 ℃的水变成1 g 100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大
5、如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法正确的是（　　）
A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大
B．温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
C．因质量相等，故A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大
D．A瓶中水的体积跟B中水的体积一样大
6、体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60 ℃的热水和0 ℃的冷水（如图所示），下列说法正确的是（　　）
A．由于温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
B．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递
C．由于A、B两瓶水的体积相等，所以A、B两瓶中水分子的平均距离相等
D．已知水的相对分子质量是18，若B瓶中水的质量为3kg，水的密度为1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol－1，则B瓶中水分子个数约为1.0×1025
二、分子势能
7、分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如甲乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能EP＝0)。下列说法正确的是(　　)
A.甲图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B.当r＝r0时，分子势能为零
C.随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D.在r8、下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的是(　　)
9、如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间的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b的过程中，两分子间的分子势能先增大后减小
D.乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大
10、如图所示，甲分子位于x轴上，乙分子固定在坐标原点O，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。M、N、P、Q为x轴上四个特定的位置，现将甲分子从M处由静止释放，那么在甲分子从M运动到Q的过程中，下列描述正确的是（ ）

A．甲分子从M到N所受引力逐渐增大，分子加速度增大，分子势能增大
B．甲分子从N到P所受分子间作用力逐渐变小，分子加速度减小，分子势能增大
C．甲分子从N到Q分子间作用力先减小后增大，先是引力后是斥力，分子间作用力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大
D．甲分子从P到Q所受分子间作用力是斥力且逐渐增大，分子势能减小
11、如图，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊位置，甲、乙两分子间的作用力F和分子势能EP随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法正确的是（　　）
A．虚线为EP-r图线，实线为F-r图线
B．当分子间距离rC．乙分子从r4到r1的过程中，加速度a先减小后增大
D．乙分子从r4到r1的过程中，分子势能EP先增大后减小
12、设有甲、乙两分子，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方向运动，则(　　)
A．乙分子的加速度先减小，后增大
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．乙分子一定在0.5r0～10r0之间振动
13、分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep=0)。若甲分子固定于坐标原点O,乙分子从某处(分子间的距离大于r0小于10r0)静止释放,在分子间作用力的作用下沿r正半轴靠近甲,则下列说法错误的是 (　　)
A.乙分子所受甲分子的引力逐渐增大
B.乙分子在靠近甲分子的过程中乙分子的动能逐渐增大
C.当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的速度最大
D.当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的势能最小
14、甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图像。由图像判断以下说法正确的是(　　)
A.当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零
B.当分子间距离r＞r0时，分子力随分子间距离的增大而增大
C.当分子间距离r＞r0时，分子势能随分子间距离的增大而减小
D.当分子间距离r＜r0时，分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都增加
15、王亚平在“天宫课堂”中，将分别粘有水球的两块透明板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。如图甲所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图乙。下列说法正确的是（　　）
A．可以推断水和透明板是不浸润的
B．王亚平把两板慢慢拉开形成“水桥”的过程，“水桥”表面层相邻水分子间的分子势能变小
C．王亚平把两板慢慢拉开形成“水桥”的过程，“水桥”表面层相邻水分子间的分子力做负功
D．王亚平放开双手两板吸引到一起，该过程表面层相邻水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的A到B过程相对应
16、用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的-x0和x0处由静止释放，如图所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是（　　）
A．A、B间距离为x1时分子力为零
B．A、B间距离为2(x1- x0)时分子力为零
C．A、B系统的分子势能最小值为 mv22- mv12
D．释放时A、B系统的分子势能为mv22
三、分子内能
17、关于内能和机械能的下列说法，正确的是(　　)
A.物体的机械能增大，其内能一定增大 B.物体的机械能损失时，内能不可能增加
C.物体的内能损失时，机械能必然会减小D.物体的机械能可以为零，内能不可以为零
18、 18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时(　　)
A.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大
B.它们的分子数目相同，但分子的平均动能不相同
C.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大
D.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同
19、若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是(　　)
A.如果保持其体积不变，当温度升高时，其内能不变
B.如果保持其体积不变，当温度升高时，其内能减小
C.如果保持其温度不变，当体积增大时，其内能增大
D.如果保持其温度不变，当体积增大时，其内能减小
参考答案：
1、A 2、C 3、A 4、B 5、A
6、B 7、D 8、B 9、B 10、C
11、A 12、B 13、B 14、D 15、C
16、D 17、D 18、C 19、C
1、解析：选A。温度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子的平均动能一定大，但分子的平均速率不一定大，因为不同物质分子的质量不同；对单个分子的速率、动能讨论温度是没有意义的，因为温度是大量分子表现出的宏观规律；B、C、D错误，A正确。
2、解析：选C。温度是分子平均动能的标志。温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C项正确；物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错。
3、解析：选A。温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,但有些分子的动能可能减小,A正确,B错误;内能增大,温度不一定升高,因为增加内能可以只通过改变分子势能,C错误;不同种类的分子,分子质量不一定相等,因此无法比较分子的平均速率大小,D错误。
4、解析：答案 B　物体由于运动而具有的能叫动能，它是宏观物体所具有的一种能量；而分子的热运动的动能叫作分子动能，是微观上的内能的一种形式，所以物体运动速度大小，与分子热运动的动能无关，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度降低，分子平均动能减小，温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个分子热运动的动能都增大，故B正确，C错误；温度相同的水和水蒸气，分子平均动能相同，故D错误。
5、解析：答案A A．温度是分子平均动能的标志，A瓶中水的温度高，故A瓶中水分子的平均动能大，A正确； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，B错误； C．温度是分子的平均动能的标志，因质量相等，A瓶中水的分子平均动能大，所以A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大，C错误；D．分子平均距离与温度有关，质量相等的60℃的热水和0℃的冷水相比，60℃的热水体积比较大，D错误；故选A。
6、解析：答案B A．温度是分子平均动能的标志，布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，A错误；B．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，热量会由A传递到B，这种改变内能的方式叫热传递，B正确；C．相同体积不同温度时水分子的平均距离不同，C错误；D．已知B瓶中水的质量为m=3 kg，水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3，则水的体积V==3×10-3m3，水的摩尔质量M=18g/mol，一个水分子的体积为V0==≈3×10-29m3,水分子的个数n==1×1026,D错误。
7、解析：选D。当r＝r0时，分子力等于零，分子势能为负值最小，综合图象可知乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线。故AB错误；分子间的作用力随着分子间距离的增大先减小，然后反向增大，最后又一直减小，故C错误；当r8、解析：答案 　B　当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小，故选项B正确。
9、解析：选B。乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大，而后受甲的斥力作用做减速运动，A错误，B正确；乙分子由a到b的过程所受引力做正功，分子势能一直减小，C错误；而乙分子从b到d的过程，先是引力做正功，分子势能减少，后克服斥力做功，分子势能增加，D错误。
10、解析：答案C。A．甲分子从M到N所受引力逐渐增大，分子加速度增大，但引力做正功，分子势能减小，故A错误；B．甲分子从N到P所受分子间作用力逐渐变小，分子加速度减小，分子引力做正功，分子势能减小，故B错误；C．根据图像可知，甲分子从N到Q分子间作用力先减小后增大，先是引力后是斥力，分子间作用力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，故C正确；D．甲分子从P到Q所受分子间作用力是斥力且逐渐增大，分子斥力做负功，分子势能增大，故D错误。
11、解析：答案A A．当分子力为零的时候，分子间势能有最小值，则由图像可知，虚线为EP-r图线，实线为F-r图线，故A正确；
B．r2为平衡位置，当分子间距离rC．乙分子从r4到r3的过程中，分子间作用力表现为引力且逐渐增大，则加速度逐渐增大；而r3到r2的过程中，分子力仍然表现为引力，但此过程中分子力逐渐减小，到达r2时分子力减小为零，即加速度逐渐减小为零；r2到r1的过程中，分子力表现为斥力，且逐渐增大，即反向加速度逐渐增大，因此可知，乙分子从r4到r1的过程中，加速度a先增大，后减小，再增大，故C错误；
D．乙分子从r4到r2的过程中分子势能EP减小，从r2到r1的过程中，分子势能EP增大，因此可知，乙分子从r4到r1的过程中，分子势能EP先减小后增大，故D错误。
12、解析：答案B 从0.5r0处到r0处斥力减小，加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，则加速度先增大后减小，A错误；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；当通过r0后分子的引力做负功，分子的势能增大，C错误；不能确定乙分子一定在0.5r0～10r0之间振动，D错误。
13、解析：答案 B 乙分子到达O点前,随分子间距离的减小,乙分子所受甲分子的引力逐渐增大,选项A正确;乙分子到达O点前,分子间作用力先做正功后做负功,分子动能先增加后减小,选项B错误;当乙分子距甲分子为r>r0过程中,分子间作用力表现为引力,则当乙分子从某处运动到r=r0过程中,分子间作用力一直做正功,r=r0时乙分子的速度最大,势能最小,选项C、D正确。
14、解析：答案　D 　当分子间距离为r0时，分子力为0，分子势能最小但不为0，所以A错误；当分子间距离r＞r0时，由图像可知随分子间距离的增大，分子力先增大后减小，所以B错误；当分子间距离r＞r0时，分子力为引力，分子间距离增大时，分子引力做负功，则分子势能随分子间距离的增大而增大，所以C错误；当分子间距离r＜r0时，分子间距离逐渐减小，分子力越来越大，分子斥力做负功，则分子势能增加，所以D正确。
15、解析：答案C A．由题意可知水和透明板是浸润的，故A错误；BC．分子间距离从r0左右增大到大于r0的过程中，分子力表现为引力，做负功，则分子势能增大，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B错误，C正确；D．王亚平放开双手两板吸引到一起，分子间作用力为引力，该过程水分子间的作用力与分子间的距离的关系与乙图的C到B过程相对应，故D错误。故选C。
16、解析：答案D AB．由图可知，B分子在x0~x1过程中做加速运动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在x1处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2x1，故A、B错误；D．由图可知，两分子运动到无穷远处的速度为v2，在无穷远处的总动能为2× mv22= mv22 由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由能量守恒可知，释放时A、B系统的分子势能为mv22，故D正确；
C．由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，则最小分子势能为Epmin= mv22-2× mv12= mv22-mv12,故C错误。故选D。
17、解析：选D。内能和机械能是两种不同形式的能，内能由物体分子状态决定，而机械能由物体的质量、宏观速度、相对地面高度或弹性形变程度决定，二者决定因素是不同的。物体被举高，机械能增大，若温度降低，内能可能减小，故A错误；物体克服空气阻力匀速下降，机械能减小，而摩擦生热，物体温度升高，内能会增大，故B错误；物体静止时，温度降低，内能减小，而物体的机械能不变，故C错误；物体内分子永不停息地做无规则运动，内能不可能为零，故D正确。
18、 解析：答案 C 　水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，为N1＝N2＝×6.02×1023＝6.02×1023个，32 g的氧气分子数为N3＝×6.02×1023＝6.02×1023个，故N1＝N2＝N3。温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能相同，内能包括分子势能和分子热运动动能，故内能不相同，水蒸气的内能比水大，B错误、C正确，A、D错误。
19、解析：答案 C 　如果保持该气体体积不变，则分子势能不变，当温度升高时，分子平均动能增大，其内能增大，故选项A、B错误；如果保持其温度不变，则分子平均动能不变，当体积增大时，分子间的引力做负功，分子势能增大，其内能增大，故选项C正确，D错误。
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