课时跟踪训练（四） 分子动能和分子势能

课时跟踪训练（四）  分子动能和分子势能

A级—双基达标

1．一定质量的气体， 在温度不变的条件下，体积增大，则(　　)

A．气体分子的平均动能增加

B．气体分子的平均动能减少

C．气体分子的平均动能不变

D．条件不够，无法判定气体分子平均动能的变化

解析：选C　温度是气体分子平均动能的标志，无论气体如何变化，只要温度不变，则气体分子的平均动能不变，C正确。

2．分子间距增大时，分子势能将(　　)

A．增大   B．减小

C．不变   D．不能确定

解析：选D　当r>r0时，分子间的作用力为引力，分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大；当r<r0时，分子间的作用力为斥力，分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，D正确。

3．[多选]关于质量和温度均相同的一杯水和一个钢球，下列说法正确的是(　　)

A．它们的内能一定相同

B．它们的分子平均动能一定相同

C．它们的分子的平均速率一定相同

D．把钢球置于水中，它们各自的内能一定不变

解析：选BD　水和钢球温度相同，分子的平均动能相同，故B对；但水分子、钢分子质量不同，平均速率不同，C错；水和钢球分子势能不一定相同，内能可能不同，故A错；由于两者温度相等，不会发生热传递现象，所以它们的内能各自保持不变，D对。

4．两个分子甲和乙相距较远(此时分子力可以忽略)，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是(　　)

A．分子力总对乙做正功，分子势能不断减小

B．乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大

C．乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后减小 

D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大

解析：选D　分子势能是由分子间相互作用力和分子间距离决定的能量。甲、乙两分子相距较远时，分子力可忽略，此时分子力为零，分子势能也为零，甲分子固定不动，乙分子向甲分子靠近直到r＝r0的过程中，由于r>r0，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能越来越小，且比零小，为负值。r＝r0时分子势能最小，乙分子从r＝r0到不能再靠近甲分子的过程中，由于r<r0分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加。所以先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大，选项D正确。

5．[多选]回收宇宙飞船的过程中，飞船在轨道上运行的高度逐渐降低，进入大气层，最后安全着陆。由于与大气的高速摩擦，使得飞船壳体外表温度上升到近两千摄氏度，从分子动理论和能量方面，下列理解正确的是(　　)

A．飞船壳体材料每个分子的动能均增加

B．飞船壳体材料分子的平均动能增加

C．飞船的内能向机械能转化

D．飞船的机械能向内能转化   

解析：选BD　飞船壳体外表温度升高，说明分子的平均动能增加，故A错，B对；飞船的高度逐渐降低，与大气高速摩擦，机械能向内能转化，故C错，D对。

6．关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是(　　)

A．温度低的物体内能一定小

B．温度低的物体分子运动的平均动能一定小

C．外界对物体做功时，物体的内能一定增加

D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

解析：选B　温度低的物体分子平均动能小，内能不一定小，选项A错误，B正确；外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加，选项C错误；做加速运动的物体，由于速度越来越大，动能越大，但温度不一定升高，物体分子的平均动能不一定增大，选项D错误。

7．[多选]设有甲、乙两分子，甲固定在0点，r0为平衡位置间的距离，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(如图)，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：选BD　

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，过平衡位置后，分子力先变大再变小，故乙分子的加速度先变小再反向变大，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。

8.

甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，现把乙分子从r3处由静止释放，则(　　)

A．乙分子从r3到r1的过程中先加速后减速

B．乙分子从r3到r1的过程中分子势能先增大后减小

C．乙分子从r3到r2过程中受到引力作用，从r2到r1过程中受到斥力作用

D．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小，且方向不变

解析：选D　由题意知，乙分子从r3到r1的过程中，甲、乙两分子间作用力表现为引力，方向不变，所以乙分子受的合力一直向左。由牛顿第二定律可知乙分子向左做加速运动，分子动能增大，分子势能减小，故选项A、B、C错误，D正确。

9．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是？在不计分子势能的情况下气体内能最大的是？

解析：它们的温度相同，则分子的平均动能相同，即mOvO2＝mNvN2＝mHvH2，而分子质量的大小关系为mO>mN>mH，所以有vH>vN>vO，又因三种气体的质量相同，氢气的分子总数最多，由气体内能E内＝Nk可知，氢气内能最大。

答案：氢气　氢气

B级—选考提能

10．[多选]下列说法正确的是(　　)

A．物块运动的速度越来越大，其分子动能也越来越大

B．橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加

C．一定质量的0 ℃的冰融化为0 ℃的水时，分子势能变小

D．温度高的物体的分子运动速率可能小于温度低的物体的分子运动速率

解析：选BD　宏观动能与微观分子动能无关，A错误；橡皮筋被拉伸时，分子间距增大，克服引力做功，分子间势能增加，B正确；冰融化为水要吸收热量，故一定质量的0 ℃的水的分子势能比0 ℃的冰的分子势能大，故C错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体若分子的质量小，平均速率不一定小，D正确。

11.

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、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　)

解析：选B　乙分子的运动方向始终不变，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。

12.

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的关系如图所示。若把质量为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轴负向向甲飞来，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？

解析：在乙分子靠近甲分子过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大，动能和势能之和不变。当速度为零时，分子势能最大，Epm＝ΔEk减＝mv2＝×1×10－26×1002 J＝5×10－23 J。

答案：5×10－23 J