1.4分子动能和分子势能 综合训练 -2021-2022学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（解析版）

1.4分子动能和分子势能一、选择题（共15题）1．两分子间的力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是（）A．在r=r0时，分子势能为零 B．在r＜r0阶段，分子势能先减小后增加C．在r＞r0阶段，分子势能一直减小 D．整个过程中分子力先做负功再做正功2．分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分于间的作用，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3．如图所示为两分子势能EP与两分子间距离的关系曲线,下列说法正确的是（

）A．当r等于r1时,分子间作用力为零，分子势能最小B．在r>r1区间,分子作用力表现为引力C．当r等于r2时,分子间作用力为零D．在r由r1增大到r2过程中分子作用力做负功4．物体由大量分子组成，下列说法正确的是()．A．分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大B．分子间引力总是随着分子间距离的减小而减小C．物体的内能跟物体的温度和体积有关D．液体分子的无规则运动称为布朗运动5．关于物体的温度与分子动能的关系，下列说法正确的是（）A．某物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B．物体温度升高时，每个分子的动能都增加C．物体温度升高时，分子的平均动能增加D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高6．根据分子动理论，分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，以及具有分子势能．当分子间距离减小时，下列说法正确的是：()A．分子间引力一定增大B．分子间斥力一定减小C．分子势能一定增大D．引力和斥力的合力一定增大7．分子力F、分子势能EP与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处为分子势能Ep＝0），下列说法错误的是（）A．乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线B．随分子间距离的增大，分子力先减少后一直增大C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快D．在r<r0阶段，分子力减小时，分子势能也一定减小8．两分子间距离时分子间作用力为零，下列说法错误的是（）A．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值B．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值C．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为负值D．取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为负值9．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图像如图所示，若把乙分子从r3处由静止释放，仅在分子力作用下，乙分子从r3到r1的过程中()A．两分子的势能一直增大 B．两分子的势能先增大后减小C．乙分子的动能先减小后增大 D．乙分子的动能一直增大10．关于分子动理论，下列说法中正确的是（）A．两个分子间的距离小于（为平衡位置）时，它们之间只有引力作用B．分子距离越大，分子势能越大，分子距离越小，分子势能越小C．布朗运动是液体分子的无规则运动D．、两物体的温度相同时,、两物体的内能可能不同，分子热运动的平均速率也可能不同11．下列说法正确的是（）A．分子间距离减小时，分子势能可能增加B．物体升温时，其每个分子热运动的动能均增加C．相同质量的0℃的冰的分子势能与0℃水的分子势能相等D．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大12．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0℃，说明该物体中分子的平均动能为零B．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C．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动D．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13．下面的说法中正确的有()A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动B．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为分子间距离越小时分子间斥力越大C．对气体加热，气体的内能不一定增大D．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增加E．对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到14．如图所示，用F表示两分子间的作用力，用Ep表示分子间的分子势能，在两个分子之间的距离为10r0变由r0的过程中，以下判断错误的是（）A．F不断增大，Ep不断减小B．F先增大后减小，Ep不断减小C．F不断增大，Ep先增大后减小D．F、Ep都是先增大后减小E．F始终表现为引力作用，Ep始终为引力势能15．如图所示是两个分子间的引力和斥力的合力F与两分子间的距离r的关系曲线，曲线与横轴的交点的横坐标为r0．若取两分子相距无穷远时分子势能为零，现有两个静止的相距较远的分子，假设只在分子力作用下相互接近，在此过程中，下列说法正确的是（）A．整个运动过程中分子势能和动能之和不变B．在时，分子动能最大C．在时，分子的加速度一直在增大D．在的过程中，F做正功，势能减小，分子动能增加E．在的过程中，F做负功，势能减小，分子动能也减小二、填空题16．两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示，曲线与轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时的分子势能为零，则在阶段，做___________（选填“正”或“负”）功，分子势能___________（选填“增大”或“减小”）。17．图示为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线，当______（填“”或“”）时，分子间的作用力为零；在r由变到的过程中，分子间的作用力做______（填“正”或“负”）功。18．物体的内能是分子的______和______的总和，宏观上由物体的______、______和______决定。三、综合题19．把一空的矿泉水瓶拧紧瓶盖后放入冰箱，经过一段时间取出，可以观察到什么现象？此过程中瓶内气体的内能如何变化？（不计分子势能）20．功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？21．根据内能的定义，分别比较下列三组中各系统内能的大小，并说明道理。（1）的水和的水（2）的水和的水（3）的水和的水汽22．以下陈述哪些是正确的:（1）内能大的物体含的热量一定多;（2）温度高的物体比温度低的物体内能一定大;（3）温度相同、质量相等的同种物质，它们的内能一定相等;（4）物体的机械能损失时，内能却可能增大;（5）冰在熔化过程中温度不变，内能也不变。参考答案：1．C【详解】分子势能Ep－r图象如图A．根据Ep－r图象，在r=r0时，分子势能最小，但不为零，故A错误；B．在r＜r0阶段，分子距离减小，分子力做负功，分子势能增加，故B错误；C．在r＞r0阶段，分子距离减小，分子力做正功，分子势能一直减小，故C正确；D．根据F－r图象，整个过程中，随着分子之间分子距离减小，分子力先做正功再做负功，故D错误。故选C。2．D【详解】A．从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，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．分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误；D．从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。故选D。3．C【详解】AC.由于r2=r0，因此当r等于r2时，分子间的作用力为零，分子势能最小，故A错误，C正确；B.由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故B错误；D.当r由r1增大到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误．所以C正确，ABD错误．故选C4．C【详解】A、分子热运动越剧烈，温度越高，物体分子的平均动能越大，故A错误；B、分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大，故B错误；C、物体的内能跟物体的温度和体积有关，故C正确；D、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，故D错误．点睛：分子热运动越剧烈，物体分子的平均动能越大，分子间引力总是随着分子间的距离减小而增大，物体的内能跟物体的温度和体积有关．5．C【详解】某物体温度是0℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动。从微观上讲，分子运动快慢是有差别的，各个分子运动的快慢无法跟踪测量，而温度的概念是建立在统计规律的基础上的，在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，当温度升高时，分子运动加剧，平均动能增加，但并不是所有分子的动能都增加。物体的运动速度越大，物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动加快，所以物体的温度不一定高。故选C。6．A【详解】试题分析:分子之间引力和斥力随着分子之间距离的变化关系是相同的，均随着距离增大而减小，随着距离的减小而增大，故A正确，B错误；由于不知开始时分子之间距离与r0的关系，因此不能确定随着分子间距离减小分子势能与分子力的变化情况，故C、D错误．7．B【详解】A．r0是平衡位置，Ep-r图象中，r=r0处，分子势能最小；F-r图象中，r=r0处，分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，甲图对应的是F-r图象，故A正确，不符合题意。B．甲图为F-r图象，根据图象可知，分子从靠得很近位置开始，随分子间距离的增大，分子力先减少后增大，再减小，故B错误，符合题意。C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力减小得更快，故C正确，不符合题意。D．在r＜r0阶段，随着分子距离增大，分子力减小时，分子力做负功，分子势能减小，故D正确，不符合题意。故选B。8．D【详解】A．当时，分子势能最小，若取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值，故A正确，不符合题意；B．当时，分子势能最小，若取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为正值，故B正确，不符合题意；C．当时，分子力趋于零，则分子势能趋于零，取时为分子势能的零势能点，则当时分子势能为负值，故C正确，不符合题意；D．当时，分子力趋于零，则分子势能趋于零，则当时分子势能有正有负，故D错误，符合题意。故选D。9．D【详解】仅在分子力作用下，乙分子从r3到r1的过程中，仅受甲分子的吸引力作用，分子力做正功，动能逐渐变大，分子势能逐渐减小。故选D。10．D【详解】A．当分子间距小于r0，分子力有引力和斥力，表现为斥力，随着分子间距的减小而增大，故A错误；B．，分子力表现为引力，，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减小到继续减小，分子力做负功，分子势能增加，所以在处有最小势能。分子间距离从增大或减小时势能都变大，故B错误；C．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的运动，不是分子的运动，但布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，故C错误；D．A、B两物体的温度相同时，分子热运动的平均动能相同，但是由于分子量不一定相同，则分子平均速率不一定相同；物体的内能与温度、体积及物质的量都有关系，则内能不一定相同，选项D正确。故选D。11．A【详解】A．分子势能与分子间距离关系如下图由图可知，当时，随着分子间距离减小，分子势能减小；当时，随着分子间距离减小，分子势能增大，故A正确；B．物体升温时，大部分分子热运动的动能增加，极少数分子的动能会减小，平均动能增大，故B错误；C．温度相等，分子平均动能相等；相同质量的0℃的冰熔化成0℃水吸热，说明相同质量的0℃的冰的分子势能比0℃水的分子势能小，故C错误；D．分子间相互作用力与距离关系如下由图可知，分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，先减小后增大再减小，故D错误。故选A。12．D【详解】A．某种物体的温度是0℃，不是物体中分子的平均动能为零，而分子做永不停息的无规则热运动，温度是分子平均动能的标志，故A错误；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，所以分子力表现为引力，故B错误；C．花粉是由花粉颗粒组成的，布朗运动是花粉颗粒的运动，不是花粉分子的热运动，是液体分子的热运动的反映，故C错误；D．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D正确；故选D。13．ACE【详解】A．布朗运动的实质反映了液体分子在不停地做无规则热运动，A正确；B．压缩密封在气缸中一定质量的理想气体，难度越来越大，这是因为体积减小时，压强变大，不是分子间斥力，B错误；C．对气体加热，若气体对外做功，则气体的内能不一定增大，C正确；D．物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能会增加，但并非每个分子的动能都变大，D错误；E．热力学零度是低温的极限，不论技术手段如何先进，热力学零度最终不可能达到，E正确。故选ACE。14．ACD【详解】分子间的作用力是矢量，分子势能是标量，由图象可知，在两个分子之间的距离为10r0变由r0的过程中F先增大后减小且F始终表现为引力作用，Ep则不断减小且Ep始终为引力势能。选项BE正确，ACD错误。本题选择错误的，故选ACD。15．ABD【详解】根据能量守恒定律，整个运动过程中分子势能和动能之和不变．故A正确；在r=r0时，分子力为零，分子势能最小，分子动能最大．故B正确；在r＞r0时，分子的加速度一直在增大后减小．故C错误；在r＞r0的过程中，分子力表现为引力，根据动能定理和能量守恒定律：F做正功，分子动能增加，势能减小．故D正确；在r＜r0的过程中，分子力表现为斥力，根据动能定理和能量守恒定律：F做负功，分子动能减小，势能减增大．故E错误．16．

正

减小【详解】当时，分子力表现为引力，相互靠近时分子力F做正功，分子动能增加，势能减小17．

正【详解】分子间的作用力为零时分子势能最小，由图像可知，分子势能最小的位置是。在r由变到的过程中，分子间作用力的合力为斥力，斥力与位移方向一致，做正功，分子势能减小。18．

动能

势能

质量

温度

体积【详解】物体的内能是所有分子的