2023年新教材高中物理1.4分子动能和分子势能基础练新人教版选择性必修第三册

1.4　分子动能和分子势能

一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)

1．下列说法正确的是(　A　)

A．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同

B．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能

C．同一物体中，每个分子的动能总是相同的

D．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率

解析：温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，故A正确；从微观上看，分子动能指的是由于分子做无规则的热运动具有的动能，故B错误；同一物体中，每个分子的速率不相同，其动能也不相同，故C错误；若组成物体的物质相同，温度高的物体分子平均速率大，故D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。

5．一定质量的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．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′<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1，氢气分子平均速率为2，则1<2

D．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：k1＝k2，又因m1＞m2，则1<2，C选项正确；速度是矢量，大量气体分子向各个方向运动的机会均等，所有分子的速度矢量和为零，故任何温度下，气体分子的平均速度都为零，故D选项正确。

8．(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。