人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能课后测评

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能课后测评，共5页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

eq \f( 基础巩固练,25分钟·满分60分 )
一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)
1．(2021·天津七校高二上联考改编)下列说法正确的是( D )
A．物体运动速度大，物体内分子的动能一定大
B．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多，布朗运动越明显
C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，所有分子的速率都增大
D．物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关
解析：分子的平均动能与机械运动的速度无关，故A错误，D正确；悬浮微粒越小，在某一瞬间撞击它的液体分子数越少，微粒受力越不平衡，则布朗运动越明显，故B错误。温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，大部分分子的速率增大，但不代表所有分子的速率都增大，故C错误。
2．关于分子势能，下列说法中正确的是( D )
A．物体体积增大，分子势能一定增大
B．气体分子的距离增大，分子间的势能减小
C．分子间表现为引力时，距离越小，分子势能越大
D．分子间表现为斥力时，距离越小，分子势能越大
解析：物体的体积增大，分子的平均距离增加；如果分子力是斥力，则分子力做正功，分子势能减小，故A错误；气体分子间的距离较大，分子间表现为引力，则气体分子间的距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，故B错误；分子间表现为引力时，距离减小时，分子力做正功，分子势能减小，故C错误；分子力表现斥力时，距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。
3．下列关于温度、内能和热量的下列说法中正确的是( C )
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
解析：热量是过程量，“含有热量”的说法是不正确的，故A、B错误；温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大，故C正确；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，物体的温度不变，它的内能不一定不变，故D错误。
4．下列说法正确的是( A )
A．温度越高，物体分子的平均动能越大
B．温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大
C．当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同
D．随着低温技术的发展，可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能有可能减小，A对、B错；温度相同，分子的平均动能相等，但氢气和氧气的分子质量不同，它们的分子平均速率不同，C错；绝对零度不可能达到，D错。
5．(2020·江苏江阴二中等四校高二下期中)一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，其分子的动能之和Ek和分子的势能之和Ep的变化情况为( C )
A．Ek变大，Ep变大B．Ek变小，Ep变小
C．Ek不变，Ep变大 D．Ek变大，Ep变小
解析：一定质量的0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，温度不变，分子的平均动能不变，故A、B、D错误；0 ℃的冰熔化成0 ℃的水时，需要吸收热量，所以其内能一定增加，而其分子总动能不变，所以分子的势能增大，故C正确。
6．(2020·河北省张家口市一中高二上学期期中)如图所示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( C )
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r等于r2时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
解析：由图可知，分子间距离等于r2时分子势能最小，当r＝r2时分子间作用力为零，当r小于r2时分子力表现为斥力；当r大于r2时，表现为引力，故A、B错误，C正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间为斥力，分子力做正功分子势能减小，故D错误。
7．(多选)下列说法中正确的是( CD )
A．在10 ℃时，一个氧气分子的分子动能为E K，当温度升高到20 ℃时，这个分子的分子动能为E K′，则E K′B．在10 ℃时，每个氧气分子的温度都是10 ℃
C．在10 ℃时，氧气分子平均速率为eq \x\t(v)1，氢气分子平均速率为eq \x\t(v)2，则eq \x\t(v)1D．在任何温度下，各种气体分子的平均速度都为零
解析：单个分子的动能、速率是随时变化的，因而是没有意义的，温度是大量分子做热运动时分子平均动能的标志，对单个分子也是没有意义的。A、B错误；氧气与氢气温度相同，分子平均动能相等：eq \x\t(E)k1＝eq \x\t(E)k2，又因m1＞m2，则eq \x\t(v)18．(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直到不能再靠近，在此过程中，下列说法正确的是( BCE )
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．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
解析：当分子间距大于平衡间距时，分子力表现为引力，随着距离的减小，分子间的作用力先增大，后减小，平衡位置时作用力为零；而小于平衡位置时，分子间为斥力，分子力一直增大，故A错误；两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近的过程中，分子力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，分子势能先减小后增加，故B正确，D错误；只有分子力做功，先做正功后做负功，根据动能定理，动能先增加后减小，故C正确；根据能量转化与守恒定律，分子势能和动能之和保持不变，E正确。故选BCE。
二、非选择题(共12分)
9．(12分)飞机从地面起飞，随后在高空做高速航行，有人说：“在这段时间内，飞机中乘客的势能、动能都增大了，他们身上所有分子的动能和势能也都增大了，因此乘客的内能也增大了”。这种说法对吗？为什么？
答案：这种说法不对。因为该说法将机械能和内能两个概念混淆了，物体的内能是由物体内分子的数目、物体的温度和体积决定的，与机械运动无关，机械运动速度的改变以及竖直高度的变化仅改变的是乘客的机械能，不能因此判断其内能的变化情况。
eq \f( 能力提升练,15分钟·满分40分 )
一、选择题(本题共3小题，每题7分，共21分)
1．(2021·山东省菏泽市高二下学期期中)对于物体内能下列说法正确的是( C )
A．10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
B．物体所处位置越高，分子势能就越大，内能越大
C．一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减少
D．质量相同的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能
解析：物体的内能是构成物体的所有分子的无规则热运动的动能和分子势能的代数和，具有统计意义，对单个或几个分子无意义，故A错误；物体的内能由物体的体积、温度、分子数等因素决定，与物体的位置无关，故B错误；一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰，放出热量，则内能一定减少，故C正确；物体的内能与物体宏观的速度无关，与温度、体积等因素有关，故D错误。
2．对于物体的“热胀冷缩”现象下列说法正确的是( A )
A．物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小
B．受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大，收缩后，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变
C．受热膨胀，温度升高，分子平均动能增大；体积增大，分子势能也增大。遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小；体积减小；分子势能也减小
D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，分子平均动能减小，但分子势能增大
解析：温度升高，分子平均动能增加，反之，温度降低，分子平均动能减小，而体积与分子势能间关系复杂不一定体积变大分子势能就变大，因而选A。
3．(多选)(2021·甘肃兰州一中高二下期末改编)现有18 g水、18 g水蒸气和32 g氧气，在它们的温度都是100 ℃时( BC )
A．它们的分子数目相同，氧气的分子平均动能大
B．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同
C．它们的分子数目相同，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
解析：水和水蒸气相对分子质量相同，摩尔质量相同，总质量相同，故分子数相同，故N1＝N2＝eq \f(18,18)×6.02×1023个＝6.02×1023个，32 g氧气分子数为N3＝eq \f(32,32)×6.02×1023个＝6.02×1023个，故N1＝N2＝N3；温度是分子热运动平均动能的标志，它们处于同一温度，故它们分子热运动的平均动能相同；物体的内能包括分子势能和分子热运动的动能，相等质量且温度相同时，水蒸气的分子势能比水大，故其内能比水大。B、C正确。
二、非选择题(共19分)
4．(7分)(1)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？
(2)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸气哪个内能多？
答案：(1)虽然100 ℃的水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能多。
(2)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水大，故1 kg的100 ℃的水蒸气的内能比1 kg的100 ℃的水的内能多。
5．(12分)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示出来。
(1)从图中看到分子间距离为r0时分子势能最小，试说明理由；
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
答案：(1)当分子间距离r＝r0时分子力为零，当分子间距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此分子势能随分子间距离的减小而增大；当分子间距离大于r0时，分子间的作用力表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大。
从以上两种情况综合分析，分子间距离不为r0时，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大，所以在分子间距离为r0时分子势能最小。
(2)由题图可知，是选两个分子相距无穷远时分子势能为零，则r＝r0时分子势能最小且小于零，故在这种情况下，分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零。
(3)若选r＝r0时分子势能为零，则Ep－r图像如图所示。可知在r≠r0时，分子势能总大于零，但随分子间距离的变化规律不变。
易错分析：可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加。分子势能最小值并不一定是零，与重力势能和电势能一样，都是与某种力的功存在对应关系且由相对位置决定的能量，该力做的功等于初、末状态势能的变化。零势能的位置的选取是任意的，而最小势能的点在r0处。分子势能的变化在宏观上体现为体积的变化，只能说与体积有关，但不能说体积大分子势能就大，体积小分子势能就小，如零摄氏度的水凝固成零摄氏度的冰，体积变大，势能却减小。