物理选择性必修 第三册第一章 分子动理论4 分子动能和分子势能练习

1.4分子动能和分子势能同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．有关热学知识的说法，正确的是（　　）

A．热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体

B．物体的温度越低，则物体的内能一定越小

C．布朗运动反映了悬浮小颗粒内部分子不停地做无规则的热运动

D．知道1摩尔气体的体积也不能求出每个分子的体积

2．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　）

A．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加

B．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和

C．一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加

D．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存在斥力

3．物理量有的属于状态量，有的属于过程量，下列物理量属于过程量的是( 　　)

A．内能 B．温度 C．电势能 D．热量

4．下列关于分子力和分子势能的说法中正确的是（　　）

A．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

B．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

C．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大

D．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小

5．一定质量的的冰熔化成的水时，其分子的动能之和和分子的势能之和的变化情况为（　　）

A．变大，变大 B．变小，变小

C．不变，变大 D．变大，变小刷易错

6．下列说法中正确的是

A．物体温度降低，其内能一定增大

B．物体温度不变，其内能一定不变

C．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大

D．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

7．如图为两分子系统的势能Ep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r1时，分子间的作用力表现为引力

B．当r大于r2时，分子间的作用力表现为斥力

C．当r等于r2时，分子间的引力达到最大值

D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功

8．下列关于温度、内能和热量的说法中正确的是（　　）

A．物体的温度越高，所含热量越多

B．物体的内能越大，所含热量越多

C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大

D．物体的温度不变，它的内能就不变

9．质量相等的100℃的水和100℃的水蒸气，它们的（       ）

A．分子的平均动能相同，分子势能相同 B．分子的平均动能不同，分子势能相同

C．分子的平均动能相同，分子势能不同 D．分子的平均动能不同，分子势能不同

10．下列关于气体分子运动的说法中正确的是（）

A．水的内能较大 B．冰的内能较大 C．水和冰的内能一样大 D．条件不足无法确定

11．若某种实际气体分子间的作用力表现为引力，则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，温度升高，内能增大

B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少

C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变

D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少

12．如果将两个分子看成质点，当这两个分子之间的距离为时分子力为零，则分子力F及分子势能随着分子间距离r的变化而变化的情况是（ ）

A．当时，随着变大，F变小，变小

B．当时，随着变大，F变大，变大

C．当时，随着变小，F变大，变小

D．当时，随着变小，F变大，变大

13．如图所示为一分子势能随距离变化的图线，从图中分析可得到(　　)

A．r1处为分子的平衡位置

B．r2处为分子的平衡位置

C．r→∞处，分子间的势能为最小值，分子间无相互作用力

D．若r<r1，r越小，分子间势能越大，分子间仅有斥力存在

14．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，若规定无限远处分子势能为零，则

A．乙分子在b处势能最小，且势能为负值

B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值

C．乙分子在d处势能一定为正值

D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能

15．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

二、填空题（共4题）

16．_____是分子平均动能的标志．

17．分子势能：由分子间的_______决定的能。

18．如图，甲分子固定于坐标原点0   ， 乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力F与两分子间距离x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轴上的四个特定位置．现把乙分子沿x轴负方向从a处移动到d处，则在________位置分子间作用力最小，在________位置分子势能最小．

（两空均选填“a”、“b”、“c”或“d”）

19．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图像中表现出来，就图像回答：

（1）从图中看到分子间距离在r0处，分子势能______（最小、最大）；

（2）当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为______（斥力、引力），随着分子间距离的减小，分子力做______（正功、负功），分子势能随分子间距离的减小而______（减小、增大）。

三、综合题（共4题）

20．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）？

21．横截面积为的圆筒，内装有的水，太阳光垂直照射，水温升高了，设大气层顶的太阳光只有45%到达地面，试估算太阳的全部辐射功率。太阳到地球的距离，保留两位有效数字，水的比热容。

22．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：

(1)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；

(2)推导两分子间距为x（xr0）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？

23．在一个密闭容器内有一滴的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是。它的内能是否发生了变化？为什么？

参考答案：

1．D

2．B

3．D

4．B

5．C

6．D

7．D

8．C

9．C

10．D

11．A

12．D

13．B

14．B

15．B

16．温度

17．相对位置

18．     c     c

19．     最小     斥力     负功     增大

20．5×10－23J

21．4.4×1026W

22．(1)弹力时分子力的宏观表现，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。在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式时简谐运动。

(2)，，A同学正确。

23．

它的内能增加，由于水滴蒸发变成了水蒸气过程，需要吸收热量，由热力学第一定律有，在密闭容器内不考虑外界做功W=0，Q＞0，故它的内能增加了。