新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理第一章分子動(dòng)理論1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能同步練習(xí)新人教版選擇性必修第三冊(cè)

4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能【基礎(chǔ)鞏固】1.下列說(shuō)法正確的是 ()A.只要溫度相同,任何狀態(tài)下物體分子的平均動(dòng)能都相同B.分子動(dòng)能指的是由于分子定向運(yùn)動(dòng)而具有的能C.10個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和就是這10個(gè)分子的內(nèi)能D.溫度高時(shí)物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率一定大于溫度低時(shí)物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率解析:溫度相同,物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能相同,選項(xiàng)A正確.分子動(dòng)能指的是由于分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.物體的內(nèi)能是對(duì)大量分子而言的,對(duì)于10個(gè)分子無(wú)意義,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.溫度高時(shí)物體分子的平均動(dòng)能大,但具體的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率是不確定的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A2.下列說(shuō)法正確的是 ()A.鐵塊熔化成鐵水的過(guò)程中,溫度不變,內(nèi)能也不變B.物體運(yùn)動(dòng)的速度增大,物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大,物體的內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時(shí)有熱量從物體A傳到物體B,這說(shuō)明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能D.A、B兩物體的溫度相同時(shí),A、B兩物體的內(nèi)能可能不同解析:溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,故溫度不變時(shí),內(nèi)能可能變化;鐵塊熔化過(guò)程中吸熱,內(nèi)能變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.兩物體溫度相同,內(nèi)能可能不同,故選項(xiàng)D正確.有熱量從A傳到B,只說(shuō)明A的溫度高,內(nèi)能大小還要看它們的總分子數(shù)和分子勢(shì)能這些因素,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度與分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能無(wú)關(guān),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.答案:D3.兩分子的距離為r,若r稍增大些,則 ()A.分子間的作用力一定減小,分子勢(shì)能一定增加B.分子間的作用力一定增大,分子勢(shì)能一定減少C.分子間的作用力可能增大也可能減小,分子勢(shì)能一定減少D.因?yàn)椴恢纑的大小,所以無(wú)法確定分子間的作用力和分子勢(shì)能的變化情況解析:分析分子間的作用力和分子勢(shì)能隨分子間距離的變化問(wèn)題,首先要明確分子間的距離r與分子間的平衡距離r0的關(guān)系.因?yàn)楸绢}不知道r與r0的大小關(guān)系,所以分子間的作用力和分子勢(shì)能的變化情況都無(wú)法確定,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:D4.下列有關(guān)溫度的說(shuō)法正確的是 ()A.溫度反映了每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志C.一定質(zhì)量的某種物質(zhì),內(nèi)能增加,溫度一定升高D.溫度升高時(shí)物體的每個(gè)分子的動(dòng)能都將增大解析:溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,而對(duì)某個(gè)確定的分子來(lái)說(shuō),其運(yùn)動(dòng)的情況無(wú)法確定,故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.溫度不變而僅使分子勢(shì)能增加,也可以使物體內(nèi)能增加,冰融化為同溫度的水就是一個(gè)例證,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.答案:B5.(2023·廣東江門(mén))(多選)關(guān)于分子動(dòng)理論和物體的內(nèi)能,下列說(shuō)法正確的是()A.某種物體的溫度為0℃,說(shuō)明該物體中分子的平均動(dòng)能為0B.物體的溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能一定增大,但內(nèi)能不一定增大C.當(dāng)分子間的距離增大時(shí),分子間的引力和斥力都增大,但引力增大得更快,所以分子間作用力表現(xiàn)為引力D.質(zhì)量相同時(shí),100℃水的內(nèi)能小于100℃水蒸氣的內(nèi)能解析:物體的溫度為0℃,但分子的熱運(yùn)動(dòng)沒(méi)有停止,即物體中分子的平均動(dòng)能不為0,故A錯(cuò)誤;溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,故物體的溫度升高時(shí),分子的平均動(dòng)能一定增大,內(nèi)能的多少還與分子勢(shì)能以及物體的質(zhì)量有關(guān),所以?xún)?nèi)能不一定增大,故B正確;分子之間的引力和斥力均隨著分子之間距離的增大而減小,隨著距離的減小而增大,所以分子間的距離增大時(shí),分子間的引力和斥力均減小,故C錯(cuò)誤;質(zhì)量相同時(shí),100℃水的平均動(dòng)能等于100℃水蒸氣的平均動(dòng)能,但100℃水的分子勢(shì)能小于100℃水蒸氣的分子勢(shì)能,所以質(zhì)量相同時(shí),100℃水的內(nèi)能小于100℃水蒸氣的內(nèi)能,故D正確.答案:BD6.(多選)把一個(gè)物體豎直下拋,不考慮空氣阻力,溫度不變,物體的體積恒定,下列說(shuō)法正確的是 ()A.物體的動(dòng)能增加,分子的平均動(dòng)能也增加B.物體的重力勢(shì)能減少,分子勢(shì)能卻增加C.物體的機(jī)械能保持不變D.物體的內(nèi)能保持不變解析:物體在下落過(guò)程中,不計(jì)空氣阻力,只有重力做功,機(jī)械能守恒.此過(guò)程中,物體的溫度和體積都沒(méi)有變化,所以,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子勢(shì)能都保持不變.選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C、D正確.答案:CD7.在兩個(gè)分子間的距離由r0(平衡位置)變?yōu)?0r0的過(guò)程中,下列關(guān)于分子間的作用力F和分子間的勢(shì)能Ep的說(shuō)法正確的是 ()A.F不斷減小,Ep不斷減小B.F先增大后減小,Ep不斷增大C.F不斷增大,Ep先減小后增大D.F、Ep都是先減小后增大解析:分子間距離r=r0時(shí),分子間的作用力F=0;r>r0時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為引力;當(dāng)r=10r0時(shí),可以認(rèn)為F=0,所以F先增大后減小.在分子間距離由r0變?yōu)?0r0的過(guò)程中,始終克服分子間的作用力做功,所以分子勢(shì)能一直增大.選項(xiàng)B正確.答案:B8.(多選)關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能,下列說(shuō)法正確的是 ()A.物體的機(jī)械能損失時(shí),內(nèi)能可能增加B.物體的內(nèi)能損失時(shí),機(jī)械能必然減小C.物體內(nèi)能為0時(shí),機(jī)械能可以不為0D.物體的機(jī)械能為0時(shí),內(nèi)能不為0解析:在空中下降的物體由于克服空氣阻力做功,機(jī)械能損失,因?yàn)榇嬖谀Σ?所以物體的溫度升高,內(nèi)能增加,選項(xiàng)A正確.物體靜止在水平面上,溫度降低時(shí),內(nèi)能減少,而機(jī)械能不變,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.分子運(yùn)動(dòng)永不停息而且分子間有相互作用,內(nèi)能不可能為0,但機(jī)械能可以為0,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.答案:AD9.不考慮溫度對(duì)水的密度的影響,回答下列問(wèn)題.(1)1kg溫度為40℃的水跟1kg溫度為80℃的水哪個(gè)內(nèi)能大?(2)1kg溫度為40℃的水跟2kg溫度為40℃的水哪個(gè)內(nèi)能大?(3)一杯100℃的開(kāi)水跟一池塘常溫下的水哪個(gè)內(nèi)能多?(4)1kg溫度為100℃的水跟1kg溫度為100℃的水蒸氣哪個(gè)內(nèi)能大?解析:(1)二者質(zhì)量一樣,同種物質(zhì),所以分子數(shù)目一樣,而80℃的水比40℃的水的分子平均動(dòng)能大,1kg溫度為80℃的水的內(nèi)能大.(2)1kg溫度為40℃的水跟2kg溫度為40℃的水比較,2kg溫度為40℃的水內(nèi)能大,因?yàn)楹笳叻肿訑?shù)目多.(3)雖然100℃的開(kāi)水的分子平均動(dòng)能較大,但池塘的水的分子數(shù)比一杯水的分子數(shù)多得多,故一池塘常溫下的水的內(nèi)能比一杯100℃的開(kāi)水的內(nèi)能大.(4)它們的質(zhì)量相等,因而所含分子數(shù)相等,分子的平均動(dòng)能也相同,但100℃的水蒸氣的分子勢(shì)能比100℃的水的分子勢(shì)能大,故1kg溫度為100℃的水蒸氣的內(nèi)能比1kg溫度為100℃的水的內(nèi)能大.答案:見(jiàn)解析.【拓展提高】10.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于x軸上,甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖所示,F>0表示分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,F<0表示分子間的作用力表現(xiàn)為引力.A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置,在將乙分子從A移到D的過(guò)程中,兩分子間的作用力和分子勢(shì)能同時(shí)增大的階段是 ()A.從A到BB.從B到CC.從B至D D.從C到D解析:根據(jù)分子間的作用力做功與分子勢(shì)能的關(guān)系可知,分子間的作用力做正功,分子勢(shì)能減少,分子間的作用力做負(fù)功,分子勢(shì)能增加,選項(xiàng)D正確.答案:D11.已知水的密度會(huì)隨溫度的變化而變化,現(xiàn)將容積相同的玻璃瓶A、B分別裝滿(mǎn)溫度為60℃的熱水和0℃的冷水,如圖所示.假設(shè)兩瓶的容積不變.下列說(shuō)法正確的是 ()A.因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志,所以A瓶中水分子的平均動(dòng)能比B瓶中水分子的平均動(dòng)能大B.因?yàn)闇囟仍礁?布朗運(yùn)動(dòng)越顯著,所以A瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比B瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)更顯著C.A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大D.因?yàn)锳、B兩瓶水體積相等,所以A、B兩瓶中水分子間的平均距離相等解析:溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,A瓶中的水的溫度高,故A瓶中的水分子平均動(dòng)能大,故選項(xiàng)A正確.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),不是液體或氣體分子的運(yùn)動(dòng),兩瓶中不存在布朗運(yùn)動(dòng),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.兩瓶水的溫度不同,物質(zhì)的量不同,因此內(nèi)能不一定一樣大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.分子間的平均距離與溫度和體積有關(guān),因此體積相同溫度不同時(shí)水分子間的平均距離不同,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:A12.如圖所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O,乙分子位于x軸上,甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線(xiàn)所示.F>0表示分子間的作用力為斥力,F<0表示分子間的作用力為引力.A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置,乙分子僅在分子間的作用力的作用下從A處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).下列四個(gè)圖像分別表示乙分子的速度v、加速度a、勢(shì)能Ep、動(dòng)能Ek與兩分子間距離的關(guān)系,其中大致正確的是 ()ABCD解析:乙分子從A處運(yùn)動(dòng)到C處的過(guò)程中,分子間的作用力做正功,到達(dá)C處時(shí),分子間的作用力為0,速度最大,動(dòng)能最大,勢(shì)能最小,故A、C錯(cuò)誤.加速度與力的大小成正比,方向與力的方向相同,在C處,乙分子的加速度為0,故B正確.分子動(dòng)能不可能為負(fù)值,故D錯(cuò)誤.答案:B13.(多選)設(shè)有甲、乙兩個(gè)分子,甲固定在O點(diǎn),r0為兩分子的平衡位置間的距離,現(xiàn)在使乙分子由靜止開(kāi)始只在分子間的作用力的作用下由距甲0.5r0處開(kāi)始沿x軸運(yùn)動(dòng),則 ()A.乙分子的加速度先減小后增大B.乙分子到達(dá)r0處時(shí)速度最大C.分子間的作用力對(duì)乙分子一直做正功,分子勢(shì)能減小D.乙分子在r0處時(shí),分子勢(shì)能最小解析:乙分子從0.5r0處運(yùn)動(dòng)到r0處的過(guò)程中,分子間的作用力減小,即加速度減小,從r0處到無(wú)窮遠(yuǎn)處分子間的作用力先增大后減小,即加速度先增大后減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.從0.5r0處到r0處,乙分子受到向右的斥力,做向右的加速運(yùn)動(dòng),通過(guò)r0處后受到向左的引力,做向右的減速運(yùn)動(dòng),在r0處加速度a=0,速度最大,選項(xiàng)B正確.當(dāng)通過(guò)r0后分子間的作用力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.從0.5r0到r0處,分子間的作用力做正功,分子勢(shì)能減小,通過(guò)r0后,分子間的作用力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故乙分子在r0處的勢(shì)能最小,選項(xiàng)D正確.答案:BD14.為了殺死病毒,預(yù)防傳染,人們使用酒精噴霧消毒液和免洗洗手液,二者的主要成分都是酒精,下列說(shuō)法正確的是 ()A.在房間內(nèi)噴灑酒精消毒液后會(huì)聞到淡淡的酒味,這是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B.在房間內(nèi)噴灑酒精消毒液后會(huì)聞到淡淡的酒味,與分子運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)C.使用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是液體蒸發(fā)的緣故D.使用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中,內(nèi)能不變解析:在房間內(nèi)噴灑酒精消毒液后會(huì)聞到淡淡的酒味,這是酒精分子擴(kuò)散的結(jié)果,擴(kuò)散現(xiàn)象的本質(zhì)是分子無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng),A、B錯(cuò)誤.使用免洗洗手液時(shí),手部很快就干爽了,這是蒸發(fā)現(xiàn)象,C正確.洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過(guò)程中,溫度不變,分子平均動(dòng)能不變,但是分子之間的距離變大,分子勢(shì)能增大,所以?xún)?nèi)能增大,D錯(cuò)誤.答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】15.(2023·廣東深圳)下列說(shuō)法正確的是()A.圖甲中,狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度低B.圖甲中,兩條曲線(xiàn)如果完整,下方的面積不相等C.由圖乙可知,當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r1時(shí),分子間作用力做正功D.由圖乙可知,當(dāng)分子間的距離從r2逐漸減小為r0時(shí),分子勢(shì)能不斷減小解析:溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,當(dāng)溫度升高時(shí)分子的平均動(dòng)能增大,則分子的平均速率也將增大,題圖甲中狀態(tài)①的溫度