高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能练习

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分子动能和分子势能课后篇巩固提升基础巩固1.在研究热现象时,我们采用统计方法,这是因为(　　)A.每个分子的运动速率随温度的变化是有规律的B.个别分子的运动也具有规律性,只是它对整体效果的影响不明显罢了C.在一定温度下,大量分子的速率分布是有规律的D.在一定温度下,大量分子的速率分布也随时间而无规律变化解析只有大量分子运动的速率分布是有规律的,即遵守统计规律,而个别分子的运动速率瞬息万变,没有一定规律,故C项正确。答案C2.关于分子运动,下列叙述正确的是(　　)A.如果氢气的温度低于氧气的温度,则氢分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率B.同质量同温度的氦气和氩气的分子的总动能相等C.同物质的量的氮气和氧气,当温度相同时,它们的分子的总动能相等D.二氧化碳气体在60 ℃时所有分子的运动速率都比它在50 ℃时任何分子的运动速率大解析氢气温度低于氧气温度,氢分子的平均动能小于氧分子的平均动能,由于氢分子质量小于氧分子的质量,故氢分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率,故A错误;同质量同温度的氦气、氩气比较,它们的分子的平均动能相等,但是物质的量不等,分子总数不等,它们的总动能不等,故B错误;同物质的量同温度的氮气与氧气相比,它们分子的平均动能相等,分子总数也相等,故它们的分子总动能一定相等,故C正确;高温下的二氧化碳气体比低温下的二氧化碳气体的平均动能大,但不是所有分子的动能都大,因此不能说60℃的二氧化碳的所有分子的运动速率都比50℃的二氧化碳的任何分子的运动速率都大,故D错误。答案C3.(多选)把一个物体竖直下抛,下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)(　　)A.物体的动能增加,分子的平均动能不变B.物体的重力势能减少,分子势能却增加C.物体的机械能保持不变D.物体的内能保持不变解析物体下落的过程,不考虑空气阻力,只有系统内的重力做功,机械能不变;物体下落过程中,物体的温度和体积也没有发生变化,所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变,因此,选项B错误,选项A、C、D正确。答案ACD4.当某物质处于状态1,分子间距离为r0时,分子力为零;当它处于状态2,分子间距离为r,r>10r0时,分子力也为零。则(　　)A.状态1和状态2分子间相互作用情况完全一样B.两个状态分子势能相同,且都为零C.从状态1变化到状态2,分子的平均动能一定增大D.从状态1变化到状态2,分子的势能一定增大解析分子间距离为r0时,分子力为零,是指引力和斥力的合力为0,处于状态2,即分子间距离r>10r0时分子力为零,是指分子间相互作用力很小,可以忽略,故二者不同,则A错误;分子间距离为r0时分子势能最小,所以从此位置到其他任意位置,分子势能都增大,故B错误,D正确;平均动能由温度决定,由于状态1变化到状态2过程中温度变化未知,故平均动能无法确定,则C错误。答案D5.(多选)如图所示,密闭容器内的氢气温度与外界空气的温度相同,现对该容器缓慢加热,当容器内的氢气温度高于外界空气的温度时,则(　　)A.氢分子的平均动能增大B.氢分子的势能增大C.容器内氢气的内能增大D.容器内氢气的内能可能不变解析温度是分子热运动的平均动能的标志,氢气的温度升高,则分子的平均动能一定增大,故A正确;容器体积不变,气体分子势能不变,气体的内能由分子动能决定,氢气的分子动能增大,则内能增大,故C正确,B、D错误。答案AC能力提升1.(多选)设有甲、乙两分子,甲固定在O点,r0为其平衡位置间的距离,今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.乙分子在r0处时,分子势能最小解析两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。由图可知,乙分子受到的分子力先变小,位于平衡位置时,分子力为零,大于平衡位置时,分子力先变大再变小,故乙分子的加速度是先变小再反向变大,再变小,故A错误;当r小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,F做正功,分子动能增加,势能减小,当r等于r0时,动能最大,势能最小,当r大于r0时,分子间作用力表现为引力,分子力做负功,动能减小,势能增加。故B、D正确,C错误。答案BD2.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,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、分子势能、分子动能与两分子间距离的关系。其中大致正确的是(　　)解析乙分子由A到C速度一直增大,故A错误;加速度与力的大小成正比,方向与力相同,故B正确;乙分子从A处由静止释放,分子势能不可能增大到正值,故C错误;分子动能不可能为负值,故D错误。答案B3.(1)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较,下述说法是否正确?①分子的平均动能和分子的总动能都相同。②它们的内能相同。(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量?(答“分子动能”或“分子势能”)解析(1)①正确。1g水与1g水蒸气的分子数一样多,两者的温度都是100℃。因温度是分子平均动能的标志,故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同。②不正确。水变为水蒸气时要吸收热量,吸收的热量转化为水蒸气的内能,因此1g100℃的水蒸气要比1g100℃的水的内能大。(2)液体汽化时都要吸收一定的热量,吸收的热量并没有增大物体内分子的平均动能,而是使分子势能增大,从而使物体的内能增大。答案(1)①正确　②不正确　(2)分子势能