粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 分子热运动与分子力课时作业

1.2分子热运动与分子力基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质，据此可判断下列说法中正确的是（     ）

A．显微镜下观察到墨水中的微小碳粒在不停的做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性

B．分子间距增大时，分子间的引力增大而斥力减小

C．分子间距增大时，分子势能一定先减小后增大

D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力

2．下列说法正确的是（　　）

A．物体的动能和重力势能也是其内能的一部分

B．当存在分子力时，两分子间距离增大时，分子势能一定增大

C．当存在分子力时，两分子间距离减小时，分子间引力和斥力都增大

D．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动

3．下列关于布朗运动的说法中，正确的是(　　)

A．颗粒越小，布朗运动越明显

B．颗粒越大，与颗粒撞击的分子数越多，布朗运动越明显

C．如果没有外界的扰动，经过较长时间，布朗运动就观察不到了

D．温度高低对布朗运动没有影响

4．关于布朗运动，下列说法正确的是（　　）

A．与固体小颗粒相碰的液体分子数越多，布朗运动越明显

B．悬浮颗粒的质量越大，越不易改变运动状态，布朗运动越不明显

C．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫热运动

D．布朗运动就是液体分子的无规则运动

5．下列关于分子动理论的叙述正确的是（　　）

A．在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动

B．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快

C．水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动

D．气体扩散现象表明气体分子间存在斥力

6．分子的热运动是指（　　）

A．扩散现象 B．热胀冷缩现象

C．分子永不停息地作无规则运动 D．布朗运动

7．如图所示，甲分子固定于点O，乙分子从距甲分子距离为d处由静止释放，仅在分子力的作用下运动。图中b点是引力最大处，则乙分子动能最大处是（　　）

A．a点 B．b点 C．c点 D．d点

8．下列叙述正确的是（　　）

A．只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏加德罗常数

B．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以算出气体分子的体积

C．悬浮在液体中的固体微粒越小，温度越低，布朗运动就越明显

D．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力减小

9．关于扩散现象和布朗运动，下列说法中正确的是（        ）

A．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

B．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动

C．在扩散现象中，温度越高，扩散得越快

D．布朗运动就是液体分子的无规则运动

10．分子间势能与体积的关系，正确的是：（            ）

A．物体的体积增大，分子间的势能增加；

B．气体分子的距离增大，分子间的势能减小；

C．物体的体积增大，分子间的势能有可能增加；

D．物体的体积减小，分子间的势能增加．

11．根据分子动理论，下列说法正确的是(　　)

A．一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比

B．显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停地无规则运动，就是分子的运动

C．分子间的相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而增大

D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

12．下列说法正确的是（   ）

A．温度越高布朗运动就越激烈，所以布朗运动也叫做热运动

B．由水的摩尔体积和每个水分子的体积可估算出阿伏伽德罗常数

C．在压缩气体时需对气体做功，这是因为气体分子间的斥力大于引力

D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在的引力

13．关于布朗运动，下列说法中正确的是（     ）

A．布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用

B．布朗运动是液体（或气体）分子无规则运动的反映

C．强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动

D．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫作热运动

14．两个分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力的大小随分子间距离变化的关系如图所示。图中线段AQ=QB。现将甲分子固定在O点，乙分子从较远处沿直线经Q、P向O点靠近，分子乙经过Q、P点时的速度大小分别为vQ、vP，加速度大小分别为aQ、aP，分子势能分别为EQ、EP，假设运动过程中只有分子力作用。则下列判断正确的是（　　）

A．乙分子在P处所受到的合力表现为引力

B．vQ＞vP、aQ＜aP、EP＜EQ

C．vQ＞vP、aQ＜aP、EP＞EQ

D．vQ＜vP、aQ＞aP、EP＞EQ

15．当分子间距离为时分子引力和分子斥力相等，当分子间距离大于时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零，如图所示为某物理量随分子间距离r变化的关系图线，则下列说法正确的是（　　）

A．若M点的横坐标为，图像的纵坐标表示分子势能

B．若将两分子从相距大于的距离由静止释放，它们将相互远离

C．若将两分子从相距小于的距离由静止释放，在二者远离过程中它们的分子势能可能先减小后增大

D．随着分子间距离的增大，分子引力和分子斥力都在减小，但引力减小得更快

二、填空题（共4题）

16．“分子之间存在相互作用力”，要知道分子间同时存在斥力和引力作用，实际表现出来的分子力是斥力和引力的合力。分子间相互作用力跟分子之间的距离有关。当分子间距离等于某一数值r0时（r0约为几个埃，1埃=10-10m），斥力和引力相等；当分子间距离小于r0时，斥力和引力都_________，（选填“增大”、“减小”或“不变”）但_________增加得多（选填“斥力”或“引力”）。

17．生活中常会见到下列几种现象：

①在墙角打开一瓶香水，很快整个房间都会弥漫着香气。

②滴一滴红色墨水在一盆清水中，过一段时间整盆水会变成浓度相同的红色。

③把一碗小米倒入一袋玉米中，掺匀后小米进入玉米的间隙中。

④强烈的阳光射入较暗的房间内，可以看到在光束中有浮在空气中的微粒不停地运动。

⑤用显微镜观察到放入水中的花粉在不停地运动．

以上现象中属于扩散现象的是________，属于布朗运动的是________。

18．（甲）和（乙）图中是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭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。比较两张图片可知：若水温相同，_________（选填“甲”或“乙”）中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，___________（选填“甲”或“乙”）中水分子的热运动较剧烈。

19．建国70周年，我国桥梁建设取得了举世瞩目成就｡如图甲所示，是建造某大桥将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起的情景。施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验。

实验1：研究将钢板从水下水平拉出的过程中总拉力的变化情况；

实验2：研究将钢板从水下以一定倾角拉出的过程中总拉力的变化情况；

(1)必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和_______等；

(2)根据图乙中的实验曲线可知，实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了_______ N，钢板完全浸没在水中时受到的浮力是_______N（结果均保留两位有效数字）；

(3)根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是_______。

三、综合题（共4题）

20．当两个分子从相距无穷远处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子势能如何变化？

21．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关系的函数图像如图所示。若质量为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轴负方向向甲分子飞来，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（选无穷远处分子势能为零）？

22．如图甲所示，a、b为某种物质的两个分子，假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上），以a为原点，沿两分子连线建立x轴。两个分子之间的作用力与它们之间距离x的F—x关系图线如图乙所示。图线在r0处的斜率为k，当分子b在两分子间距r0附近小范围振动时：

(1)弹簧、橡皮筋等弹性物质，大多有“弹性限度”，在“弹性限度”范围遵守胡克定律，请结合图乙从微观尺度上谈谈你对“弹性限度”范围的理解。说明在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式；

(2)推导两分子间距为x（xr0）时，两分子间分子势能EP的表达式；当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0。求两分子在r0附近小范围振动时的振动范围。当温度小范围升高时，热运动加剧，A同学认为分子振动范围变大，B同学认为分子振动频率变大，哪位同学的观点正确？

23．用连线连结起左边列出的科学家和右边列出的他所测定的物理量或证实过的物理事实。

A、布朗                              a、热功当量

B、卡文迪许                       b、电磁波的存在

C、焦耳                              c、万有引力恒量

D、赫兹                             d、分子不断作热运动

E、法拉第                          e、原子的有核结构

F、牛顿                            f、电子电量

参考答案：

1．A

2．C

3．A

4．B

5．B

6．C

7．C

8．A

9．C

10．C

11．D

12．B

13．B

14．C

15．C

16．     增大     斥力

17．     ①②     ⑤

18．     甲     乙

19．     测力计     0.60     0.35     分子间存在引力，钢板与水的接触面积大

20．分子势能先减小后增大

21．5×10－23J

22．

(1)弹力时分子力的宏观表现，从微观尺度上看，只有在r0附近，分子力才和分子偏离r0的距离成正比，宏观上表现为“弹性限度”范围。在“弹性限度”范围内，微观层面上分子b的运动形式时简谐运动。

(2)在F—x图中，当x≥r0时图线与x轴所围成的面积表示弹力F做的功，则在游客位移从r0变为x的过程中，弹力做功为

所以弹性绳的弹性势能为

当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0，以此位置为起点，当b分子的动能全部转化为分子势能时即为最远点，所以有

可得

根据简谐振动的对称性可知振动范围为

当温度小范围升高时，热运动加剧，Ek0增大，则振动范围增大，频率不变，故A同学正确。

23．