高中物理人教版 (2019)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精品达标测试

分子动能和分子势能练习

一、单选题

1. 下列说法中正确的是

A. 只要温度相同，任何物体的分子平均动能都相同
B. 分子动能指的是由于分子定向运动具有的能
C. 分子动能和分子势能之和就是这个分子的内能
D. 物体温度升高时每一个分子的运动速率都增大

2. 质量和温度都相同的氧气和氢气，下列说法正确的是

A. 每个氧分子的动能都比氢分子的动能大
B. 每个氢分子的速率都比氧分子的速率大
C. 两种气体的分子平均动能一定相等
D. 两种气体的分子势能一定相等

3. 如下图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从a处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，乙在b点合外力表现为引力，且为引力最大处，d点是乙距甲最近处。则下列说法正确的是

A. 乙分子在a点势能最小 B. 乙分子在b点动能最大
C. 乙分子在c点动能最大 D. 乙分子在d点的加速度为零

4. 的沸水和的水蒸气相比，下列说法中正确的是

A. 的沸水和的水蒸气分子的平均动能不一样
B. 的沸水和的水蒸气分子的平均势能一样
C. 的沸水的内能可能小于的水蒸气
D. 的沸水的内能不可能与的水蒸气的内能一样

5. 关于物体的内能，下列说法正确的是

A. 温度相同的同种气体，它们的内能一定相等
B. 体积相同的同种气体，它们的内能一定相等
C. 物体的内能与物体的温度和体积都有关系
D. 物体的机械能越大，物体的内能也越大

6. 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. 从到分子间引力、斥力都在减小
B. 从到分子力的大小先减小后增大
C. 从到分子势能先减小后增大
D. 从到分子动能先增大后减小

7. 下列说法正确的是

A. 物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B. 物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C. 物体温度降低，其内能一定增大
D. 物体温度不变，其内能一定不变

8. 下列说法正确的是

A. 氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均速率不同
B. 当分子间的相互作用力表现斥力时，分子间距离越大，则分子势能越大
C. 一定质量的某种气体体积为V，分子数为N，则气体分子体积为
D. 在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力一定减小

9. 由于分子间存在着分子力，而分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图象，取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从分子势能的图象中得到有关分子力的信息，则下列说法正确的是 

A. 假设将两个分子从处释放，它们将相互远离
B. 假设将两个分子从处释放，它们将相互靠近
C. 假设将两个分子从处释放，它们的加速度先增大后减小
D. 假设将两个分子从处释放，当时它们的速度最大

10. 甲、乙两物体接触时，甲向乙传递热量的原因是

A. 甲的质量比乙的质量大 B. 甲的比热容比乙的比热容大
C. 甲的热量比乙的热量多 D. 甲的温度比乙的温度高

11. 如图所示，为分子力随分子间距离的变化关系图。设为A、B两分子间引力和斥力平衡时的位置，现将A固定在O点，将B从与A相距处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是

A. B速度最大时，分子势能最小
B. B在运动过程中分子势能一直减小
C. B速度最大时，A对B的分子斥力为零
D. 引力和斥力均减小，但引力减小得更快

12. 下列说法不正确的是

A. 由图甲可知，状态的温度比状态的温度高
B. 由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大
C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小
D. 由图丁可知，在r由变到的过程中分子力做正功

二、多选题

13. 下列关于分子运动和热现象的说法正确的是

A. 一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
B. 一定量的水变成的水蒸汽，其分子之间的势能增加
C. 气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈
D. 如果气体分子总数不变，当气体分子的平均动能增大时，气体压强必然增大

14. 现有18g水、18g水蒸汽和32g氧气，在它们的温度都是时，下列说法正确的是

A. 它们的分子数目相同，分子的平均速率相同
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，水蒸汽的内能比水大
D. 它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同

15. 关于分子势能和物体体积的关系，下列说法中正确的是

A. 当物体体积增大时，其分子势能必定增大
B. 当物体体积增大时，其分子势能不一定增大
C. 当物体体积减小时，其分子势能必定减小
D. 当物体体积不变时，其分子势能一定不变

16. 关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是

A. 某种物体的温度为，说明该物体中分子的平均动能为零
B. 物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
C. 当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大但引力增大的更快，所以分子力表现为引力
D. 水的内能小于水蒸气的内能
E. 两个铝块挤压后能紧连在一起，说明分子间有引力

17. 下列说法中正确的是

A. 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势能的缘故
B. 物体温度升高时，速率小的分子数目减小，速率大的分子数目增多
C. 一定量的的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加
D. 物体从外界吸收热量，其内能不一定增加
E. 液晶的光学性质具有各向异性

三、填空题

18. 一定质量的理想气体，从初始状态A经状态B、C、D再回到A，体积V与温度T的关系如图所示。图中、和为已知量。
    
    从状态A到B，气体经历的是_______选填“等温”，“等容”，或“等压”过程。
    从B到C的过程中，气体的内能_______选填“增大”“减小”或“不变”。

从C到D的过程中，气体对外界_______选填“做正功”“做负功”或“不做功”，同时________选填“吸热”或“放热”。

19. 由于温室气体排放日益增多，温室效应增强，中国近海区域海水表面平均温度相对于1958年上升了约1摄氏度，温度更高的海水，分子的平均动能________填更大、更小、不变；更高的温度也使得冰川消退、冰盖解体从而使海平面相对于上世纪末上升近10厘米之多．冰熔化过程中，温度________填升高、降低、不变，因为其吸收的热量转化为________________________．
20. 一定量的氧气贮存在密封容器中，在和温度下其分子速率分布的情况见表。则____选填“大于”“小于”或“等于”。若约的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为，则在泄漏后的容器中，速率处于区间的氧气分子数占总分子数的百分比____选填“大于”“小于”或“等于”。 

21. 根据以下三幅图按要求作答：
     
    图1中时引力_______斥力；图2中________；图3中_________。选填：大于、小于、等于
    

答案和解析

1.【答案】A
2.【答案】C

3.【答案】C
【解答】
ABC、乙分子由a运动到c，分子力表现为引力，分子力做正功，动能增大，分子势能减小，所以乙分子在c点分子势能最小，动能最大，故AB错误，C正确；
D、由分析可知，题图是分子力与分子间距离关系的图线，乙在d点时受到的分子力最大，所以乙分子在d点的加速度最大，故D错误。
故选C。
4.【答案】C
【解答】
A.的沸水和水蒸气，温度相同，分子的平均动能一样，故A错误；
B.分子间距离的不同，所以分子的平均势能不同，故B错误；
由于分子数关系未知，所以的沸水的内能可能小于的水蒸气，故C正确，D错误。
故选C。
5.【答案】C
6.【答案】D

【解析】解：A、从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加的更快，故A错误；
B、由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C、分子势能在时最小，故从到分子势能一直在减小，故C错误；
D、从到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；
7.【答案】B
【解答】
温度是物体的分子平均动能的标志，温度升高，物体分子的平均动能一定增大，A错误，B正确；
内能是所有分子的动能和分子势能的和，不仅与温度有关，还与物体的体积有关，只知道温度一个因素的变化情况，无法确定物体内能的变化，CD错误。
8.【答案】A
 

【解答】
A.氢气和氮气的温度相同时，它们分子的平均动能相同，由于它们的分子质量不同，所以它们分子的平均速率不相同，故A正确；
B.当分子力表现为斥力时，分子之间的距离小于，当分子间的距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；
C.因为气体有间隙，不等于气体分子体积，故C错误；
D.分子间距离增大时，分子间先为斥力后为引力，其大小先减小再增大再减小，所以在两分子间距离增大的过程中，分子间的作用力可能减小，故D错误。
故选A。
9.【答案】D
【解答】
解：由图可知，两个分子从处的分子势能最小，则分子之间的距离为平衡距离，分子之间的作用力恰好为0。
AB、结合分子之间的作用力的特点可知，当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小，所以假设将两个分子从处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近。故A错误，B错误；
、由于，可知分子在处的分子之间的作用力表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子力做正功，分子的速度增大，分子力减小，加速度减小；当分子之间的距离大于时，分子之间的作用力表现为引力，随距离的增大，分子力做负功，分子的速度减小，分子力先增大后减小故加速度先增大后减小。所以当时它们的速度最大，加速度最小为零。故C错误D正确。
故选：D。
10.【答案】D
11.【答案】A

【解析】解：AB、由到过程中，分子力表现为斥力，距离增大时，分子力做正功，B加速运动，分子势能减小；当时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，B减速运动，分子势能增大，所以时，B速度最大，ab间的分子势能最小，故A正确，B错误；
C、根据动能定理，分子间的距离从增大到过程中，动能增加，从到无限远，动能减小，所以时B的动能最大，A对B的作用力为零，但是斥力和引力同时存在且不为零，故C错误；
D、B从与A相距处由静止释放，B远离A的过程中，距离增大，引力和斥力均减小，但斥力减小得更快，故D错误
12.【答案】B
【解答】
A.由分子热运动的速率的分布特点可知，随温度的升高，分子热运动的速率分布呈现“中间多两头少”的规律，且随温度的增大，大部分的分子热运动速率增大，故由图可知图温度高，故A正确；
B.由理想气体状态方程结合图乙可知，气体在状态A和B态时，气体的温度相同，结合气体的等温线可知，该过程气体的温度先升高，后降低，故气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；
C.由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C正确；
D.由图丁可知，在分子间距为时，分子间距离为相当于平衡位置的距离。在r由变到的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D正确。
由于本题选错误答案，故选B。
13.【答案】ABC
【解答】
A.一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，故A正确；
B.一定量的水变成的水蒸汽时，吸收热量，内能增加，由于分子平均动能不变，因此分子势能增加，故B正确；
C.气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈，故C正确；
D.气体温度升高，气体分子的平均动能增大，如果气体分子总数不变，但气体的体积如何变化不确定，所以单位体积内的分子数可能增大、可能不变，也可能减少，所以压强可能增大，可能减小，也可能不变，D错误。
故选ABC。
14.【答案】BC

【解析】解：水和水蒸汽的分子量相同，摩尔质量相同，相同质量的水和水蒸气分子数相同，个个。
32g的氧气分子数为：个个，故，
温度是分子热运动平均动能的标志，温度相等，则分子热运动的平均动能相同，由于氧分子的质量大，故氧分子的平均速率小，
内能包括分子势能和分子热运动的动能，故三者的内能不相同，时，18g的水变为水蒸汽要吸热，故水蒸汽的内能比水大，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
温度是分子热运动平均动能的标志，温度相等，分子的平均动能相等，当分子的平均速率不一定相等。根据阿伏加德罗常数计算分子数。
此题考查了分子动理论，解题的关键是明确温度的微观意义和阿伏加德罗常数的运用。
15.【答案】BD
16.【答案】BDE

【解析】解：A、某种物体的温度是，不是物体中分子的平均动能为零。故A错误；
B、温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，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；分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大。故B正确；
C、分子力随分子间的距离的变化而变化，当时，分子间的作用力随分子间距离的增大而减小，斥力减小的更快，故分子力表现为斥力。当时，分子间的作用力随分子间距离的增大而减小，斥力减小的更快，故分子力表现为引力，故C错误；
D、水汽化的过程中要吸收热量，所以相等质量的水和水蒸气比较水蒸气的内能较大。故D正确；
E、两个铅块挤压后能紧连在一起，说明分子间的距离小于平衡位置的距离表现为引力，故E正确。
17.【答案】BDE
【解答】
A.气体分子间的距离比较大，甚至可以忽略分子间作用力，分子势能也就可以忽略不计，所以气体在没有容器约束的情况下散开是分子无规则运动的结果。故A错误。
B.在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，物体温度升高时，速率小的分子数目减小，速率大的分子数目增多，故B正确。
C.的水变成的水蒸气，温度不变，其分子平均动能不变，故C错误。
D.做功和热传递都能改变物体的内能，根据热力学第一定律知，物体从外界吸收热量，其内能不一定增加，故D正确。
E.液晶的光学性质具有晶体的各向异性，故E正确。
故选BDE。
18.【答案】等容；不变；做负功；放热
【解答】
由图知从状态A到B，对应的体积不变，故气体经历的是等容变化； 
理想气体的内能置于温度有关，从B到C的过程中温度不变，则气体的内能不变； 
由图示图象可知，从C到D的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，则：气体对外做负功， 
该过程气体温度降低，气体内能减小，，由热力学第一定律：， 
则：，气体向外界放出热量。 
故答案为：等容；不变；做负功；放热。
19.【答案】更大、不变、全部用于增加或改变分子的势能，分子平均动能不变
【解答】
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；冰熔化过程中，温度不变，吸收的热量全部用于增加或改变分子的势能。
故答案为：更大、不变、全部用于增加或改变分子的势能，分子平均动能不变
20.【答案】大于，等于
【解答】
分子平均速率越大，温度越高，根据表格中数据得大于，由于温度是分子平均动能的标志，温度不变，分子平均动能也不变，各速率区间的分子数占总分子数的百分比就不变。
故填：大于，等于。
21.【答案】大于；小于；小于
【解答】
当分子间距离等于平衡距离时，引力等于斥力，分子间作用力为零；当分子间距离小于平衡距离时，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离时，斥力小于引力，分子间作用力表现为引力；
1、2两条图线中，在压强相等的情况下，根据，可知，即；
气体的分子的运动的统计规律：中间多，两头少；温度高，最大峰值向速度较大的方向移动；故，即小于
故答案为：大于；小于；小于