高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能课时训练

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能课时训练，共5页。
1．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是( )
A．某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小
C．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
D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高
【答案】C
【解析】温度是分子平均动能的标志．温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错误；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错误；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确；物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错误．
2．已知水的密度会随温度的变化而变化，现给体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60 ℃的热水和0 ℃的冷水(如图所示)．下列说法中正确的是( )
A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大
B．温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著
C．A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大
D．由于A、B两瓶水体积相等，所以A、B两瓶中水分子间的平均距离相等
【答案】A
【解析】温度是分子平均动能的标志，A的温度高，故A的平均动能大，故A正确；布朗运动是固体颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故B错误；体积相同的玻璃瓶A、B分别装满温度为60 ℃和0 ℃的热水和冷水，它们的体积相等，质量近似相等，温度不同，所以内能一定不同，故C错误；平均距离与温度有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故D错误．
3．一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高，则( )
A．分子势能减小，分子平均动能不变
B．机械能减小，内能增大
C．机械能不变，内能增大
D．分子势能不变，分子平均动能增大
【答案】B
【解析】一木块从斜面上匀速下滑，在下滑的过程中，木块的温度不断升高属于摩擦做功生热．机械能减小，内能增大．这与分子势能变化没有关系．故A、C、D错误，B正确．
4．严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾．我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关．关于热学中的分子，下列说法中正确的是( )
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行
C．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力
D．两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小
【答案】B
【解析】布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，A错误；扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，B正确；两个分子间距离小于r0时，分子间斥力和引力都存在，只是分子力表现为斥力，C错误；当r＜r0时，分子势能随着分子间距离的增大而减小，当r＞r0时，分子势能随分子距离增大而增大，D错误．
5．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子力的作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，设分子间在移动过程中所具有的总能量为零．则( )
A．乙分子在P点时加速度为零B．乙分子在P点时分子动能最小
C．乙分子在Q点时分子势能最小D．乙分子在Q点时处于平衡状态
【答案】A
【解析】乙分子在P点时势能最小，即乙分子从O运动到P过程中分子力始终做正功，从P运动到无穷远过程中分子力始终做负功，因此乙分子在P点时所受分子力为零，则加速度为零，根据能量守恒定律可知乙分子在P点时动能最大，A正确，B、C错误；乙分子在Q点时所受分子力沿x轴正方向，不处于平衡状态，D错误．
6．(多选)(2023年北京联考)如图甲所示，让A分子不动，B分子从无穷远处逐渐靠近A．两个分子间的作用力F随r的变化关系如图乙所示，取无穷远处分子势能Ep＝0．在这个过程中，关于分子间的作用力和分子势能说法正确的是( )

A．当分子间距离r＞r0时，分子间的作用力表现为引力
B．当分子间距离r＞r0时，分子间的作用力做正功，分子势能减小
C．当分子间距离r＝r0时，分子间的作用力为0，分子势能也为0
D．当分子间距离r＜r0时，分子间的作用力做负功，分子势能增大
【答案】ABD
【解析】可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加；r＞r0，分子力表现为引力，r＜r0，分子力表现为斥力；当r从无穷大开始减小，分子力做正功，分子势能减小，当r减小到r0继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在r0处有最小势能，分子势能小于零；在r＞r0时，r越大，分子势能越大，在r＜r0时，r越小，分子势能越大，故A、B、D正确．
7．(多选)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为引力时，随着分子间的距离增大，分子力先增大后减小，分子势能增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
【答案】CD
【解析】当分子力表现为引力时，分子间距离r＞r0，随分子间距离的增大，分子力先增大后减小，分子势能增大，A、B错误，C正确．当分子力表现为斥力时，分子间距离r＜r0，随分子间距离的减小，分子力和分子势能都增大，D正确．
8．(多选)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是( )
A．一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子间势能增加
B．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斥力
C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和
D．如果气体温度升高，那么所有分子的速率都增加
【答案】AC
【解析】一定量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，内能增加，平均动能不变，其分子之间的势能增加，A正确；气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子在做永不停息的无规则运动，B错误；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，C正确；如果气体温度升高，分子平均动能增加，不一定所有分子动能都增加，D错误．
9．(多选)设有甲、乙两分子，甲固定在O点，r0为其平衡位置到O点间的距离，今使乙分子只在分子力作用下由距甲0.5 r0处静止开始沿x轴方向运动，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
【答案】BD
【解析】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，大于平衡位置时，分子力先变大再变小，故乙分子的加速度是先变小再反向变大，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C错误，B、D正确．
B组·能力提升
10．下列四幅图中，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( )
A B
C D
【答案】B
【解析】当r＜r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能Ep减小．当r＞r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep增大．当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小．故B正确．
11．如图甲所示，宇航员王亚平太空授课中呈现了标准水球，这是由于水的表面张力引起的．在水球表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为引力．如图乙所示，A位置固定一个水分子甲，若水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，则将水分子乙放在如图________(填“AC”或“BC”)之间，其分子力表现为引力．若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到小于r0，则分子势能变化的趋势是__．
甲

乙
【答案】BC 先减小再增大
【解析】依题意，水分子乙放在C位置，其所受分子力恰为零，当两分子距离大于r0，即将水分子乙放在如图BC之间时，其分子力表现为引力．若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到等于r0，分子力做正功，分子势能减小．当分子间距小于r0后再继续减小，分子力做负功，分子势能增加．故分子势能变化的趋势是先减小再增大．