高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 分子热运动与分子力复习练习题

课时跟踪检测（二）  分子热运动与分子力

A组—重基础·体现综合

1．(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是(　　)

A．布朗运动是液体分子的无规则运动

B．液体温度越高，布朗运动越剧烈

C．布朗运动是由液体各部分温度不同而引起的

D．布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性

解析：选BD　布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动，A项错误；布朗运动是液体分子或气体分子对悬浮在液体或气体中微粒碰撞作用的不平衡引起的，温度越高分子对微粒碰撞的作用越强，不平衡性也就越明显，微粒的布朗运动也就越剧烈，故布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性，B、D两项正确，C项错误。

2．(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴，放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是(　　)

A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒

B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动

C．越小的炭粒，运动越明显

D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多静止不动的水分子组成的

解析：选BC　水分子在光学显微镜下是观察不到的，故A错误；悬浮在液体中的小炭粒在不停地做无规则运动，这就是布朗运动，炭粒越小，运动越明显，故B、C正确；水分子不是静止不动的，故D错误。

3．(2021·东莞高二检测)(多选)如图是两张在高倍显微镜下观察悬浮在水中的花粉微粒的运动位置连线的图片，记录花粉微粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。下列说法正确的是(　　)

A．图片记录的连线就是水分子的无规则运动

B．图片中连线的无规则是由于花粉分子无规则运动引起的

C．如果水温相同，图片乙中的花粉微粒比较小

D．如果颗粒相同，图片乙中的水温比较高

解析：选CD　该图形记录的是花粉微粒间隔一定的时间的位置的连线，不是水分子无规则运动的情况，选项A错误；布朗运动是小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的。图片中连线的无规则是由于水分子的无规则运动引起的，选项B错误；题图乙中两点之间的连线较长，说明图乙表示的运动更剧烈，因为颗粒越小，布朗运动越明显，故如果水温相同，图片乙中的花粉微粒比较小，选项C正确；因温度越高，布朗运动越明显，故如果颗粒相同，图片乙中的水温比较高，选项D正确。

4．放在房间一端的香水，打开瓶塞后，位于房间另一端的人将(　　)

A．立即嗅到香味，因为分子热运动速率很大，穿过房间所需时间极短

B．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率不大，穿过房间需要一段时间

C．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率虽然很大，但由于是无规则运动，且与空气分子不断碰撞，要嗅到香味必须经过一段时间

D．过一会儿才能嗅到香味，因为分子热运动速率不大，且必须有足够多的香水分子，才能引起嗅觉

解析：选C　分子热运动是无规则的，分子热运动速率虽然很大(约几百米每秒)，但无规则运动过程中与其他分子不断碰撞，使分子沿迂回曲折路线运动，要嗅到香味必须经过一段时间，C正确。

5．(2021·辽宁辽河高二月考)关于扩散运动和布朗运动，下列说法中正确的是(　　)

A．扩散运动和布朗运动是由外部原因引起的液体分子的运动

B．布朗运动虽然不是分子的运动，但它能反映出分子的运动规律

C．布朗运动的剧烈程度与悬浮颗粒的大小有关，这说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关

D．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫作热运动

解析：选B　扩散现象指不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象，是由内部原因引起的分子的运动；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故A错误；布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，虽然不是分子的运动，但它能反映出液体分子的运动规律，选项B正确；颗粒越小布朗运动越明显，但分子的运动与悬浮颗粒的大小无关，故C错误；扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，扩散现象是分子的热运动，但布朗运动不是分子的热运动，选项D错误。

6.如图所示，用细线将一块玻璃板水平地悬挂在弹簧测力计下端，并使玻璃板贴在水面上，然后缓慢提起弹簧测力计，在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大，主要原因是(　　)

A．水分子做无规则热运动

B．玻璃板受到大气压力作用

C．水与玻璃间存在万有引力作用

D．水与玻璃间存在分子引力作用

解析：选D　在玻璃板脱离水面的一瞬间，弹簧测力计读数会突然增大的主要原因是：水与玻璃间存在分子引力作用，选项D正确。

7．如图所示的四幅图中，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变化关系的图线是(　　)

解析：选B　当r＝r0时，分子间作用力为零，此时分子势能最小，B正确。

8．(2021·吉林长春实验中学高二期中)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是(　　)

A．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m

B．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10 m

C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力

D．两个分子间距离越大，分子力越大

解析：选A　在F-r图像中，随着分子间距离的增大斥力比引力变化得快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点的横坐标表示分子的平衡距离，数量级为10－10 m，故A正确，B错误；若两个分子间距离小于e点的横坐标，分子间的斥力大于引力，则分子间的作用力表现为斥力，且随分子间距增大而减小，若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力，且随分子间距增大先增大后减小，故C、D错误。

B组—重应用·体现创新

9．如图所示是关于布朗运动的实验记录，下列说法正确的是    (　　)

A．图中记录的是液体分子无规则运动的情况

B．图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹

C．微粒越大，布朗运动越激烈

D．温度越高，布朗运动越激烈

解析：选D　布朗运动不是液体分子的无规则运动。大量液体分子做热运动时与悬浮在液体中的微粒发生碰撞，微粒做无规则运动，即布朗运动是分子热运动的反映，温度越高，分子的热运动越激烈，布朗运动也越激烈，故A错误，D正确；微粒越小，某一瞬间跟它撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，即布朗运动越激烈，故C错误；题图中每个拐点是微粒每隔一段时间所处的位置，而在每段时间内微粒做的也是无规则运动，而不一定是直线运动，故B错误。

10．(多选)某人用“超级显微镜”观察高真空的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同的“中心”旋转，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子之间的距离用r表示。已知当r＝r0时，两分子间的分子力为零，则在上述“类双星”体系中，对A、B两分子有(　　)

A．间距r>r0　　 　　　 B．间距r<r0

C．A的质量大于B的质量  D．A的速率大于B的速率

解析：选AC　分子A和B环绕一个共同的“中心”旋转，靠分子引力提供向心力，故两分子间的距离r>r0，A正确，B错误；又F＝mrω2，v＝rω，而它们的角速度ω相同、向心力F大小相等，因为rA<rB，所以有mA>mB、vA<vB，C正确，D错误。

11.分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r＝r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说法正确的是(　　)

A．从r＝r2到r＝r0，分子间引力、斥力都在减小

B．从r＝r2到r＝r1，分子力的大小先减小，后增大

C．从r＝r2到r＝r0，分子势能先减小，后增大

D．从r＝r2到r＝r1，分子动能先增大，后减小

解析：选D　从r＝r2到r＝r0，分子间引力、斥力都在增大，故A错误；由题图可知，r＝r0时分子力为零，故从r＝r2到r＝r1，分子力的大小先增大，后减小，再增大，故B错误；从r＝r2到r＝r0，分子力一直做正功，分子势能一直在减小，故C错误；从r＝r2到r＝r1，分子力先做正功，后做负功，故分子动能先增大，后减小，故D正确。

12．(2021·福建福州期末)气溶胶微粒是悬浮在大气中的肉眼不可见的微小颗粒，在封闭环境中，用显微镜可观察到气溶胶微粒的无规则运动。则关于此现象，下列说法正确的是   (　　)

A．环境的温度越高，气溶胶微粒的无规则运动越剧烈

B．气溶胶微粒越大，气溶胶微粒的无规则运动越明显

C．气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为零

D．气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力始终为恒力

解析：选A　气溶胶微粒的无规则运动是气体分子对悬浮颗粒的不平衡撞击引起的，悬浮颗粒越小，环境温度越高，气溶胶微粒的无规则运动越明显，故A正确，B错误；气溶胶微粒受到的空气分子作用力的合力的大小和方向时刻在改变，气溶胶微粒做无规则运动，故C、D错误。故选A。

13．如图甲所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立r轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离r的Ep-r关系图线如图乙所示。假设分子a固定不动，分子b只在a、b间分子力的作用下运动(在r轴上)。当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0(Ek0＜Ep0)。

(1)求a、b分子间的最大势能Epm；

(2)利用图乙，结合画图说明分子b在r轴上的运动范围；

(3)若某固体由大量这种分子组成，当温度升高时，物体体积膨胀。试结合图乙所示的Ep-r关系图线，分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因。

解析：(1)当b分子的速度为零时，此时两分子间势能最大，根据能量守恒定律可得Epm＝Ek0－Ep0。

(2)由Ep-r图像可知，当两分子间势能为Epm时，b分子对应r1和r2两个位置坐标，b分子的活动范围为r1≤r≤r2，如图所示。

(3)当物体温度升高时，分子在r0时的平均动能增大，分子的活动范围将增大，由Ep-r图线可以看出，图线两边不对称，当r＜r0时曲线较陡，当r＞r0时曲线较缓，导致分子的活动范围主要向r＞r0方向偏移，从宏观来看就是物体的体积膨胀。

答案：(1)Ek0－Ep0　(2)见解析　(3)见解析