高中物理《選擇性必修第三冊(cè)》課后習(xí)題4.分子動(dòng)能和分子勢(shì)能

4.分子動(dòng)能和分子勢(shì)能A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.(2022上海奉賢致遠(yuǎn)高級(jí)中學(xué)高二期末)對(duì)靜止在桌面上的木塊,下列說法正確的是()A.木塊無動(dòng)能,但有分子平均動(dòng)能B.木塊無動(dòng)能,也無分子平均動(dòng)能C.木塊有動(dòng)能,但無分子平均動(dòng)能D.木塊有動(dòng)能,也有分子平均動(dòng)能2.關(guān)于分子運(yùn)動(dòng),下列敘述正確的是()A.如果氫氣的溫度低于氧氣的溫度,則氫分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率B.同質(zhì)量同溫度的氦氣和氬氣的分子的總動(dòng)能相等C.同物質(zhì)的量的氮?dú)夂脱鯕?當(dāng)溫度相同時(shí),它們的分子的總動(dòng)能相等D.二氧化碳?xì)怏w在60℃時(shí)所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都比它在50℃時(shí)所有分子的運(yùn)動(dòng)速率大3.(多選)把一個(gè)物體豎直下拋,下列哪種情況是在下落的過程中發(fā)生的(不考慮空氣阻力)()A.物體的動(dòng)能增加,分子的平均動(dòng)能不變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4.當(dāng)某物質(zhì)處于狀態(tài)1,分子間距離為r0時(shí),分子力為零;當(dāng)它處于狀態(tài)2,分子間距離為r,r>10r0時(shí),分子力也為零。則()A.狀態(tài)1和狀態(tài)2分子間相互作用情況完全一樣B.兩個(gè)狀態(tài)分子勢(shì)能相同,且都為零C.從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,分子的平均動(dòng)能一定增大D.從狀態(tài)1變化到狀態(tài)2,分子的勢(shì)能一定增大5.(2022上海長(zhǎng)寧高二期末)下列關(guān)于溫度與內(nèi)能的說法正確的是()A.每個(gè)分子的內(nèi)能等于它的勢(shì)能和動(dòng)能的總和B.一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度越大,它的溫度就越高C.物體內(nèi)能變化時(shí),它的溫度可以不變D.同種物質(zhì),溫度較高時(shí)的內(nèi)能一定比溫度較低時(shí)的內(nèi)能大6.(2022寧夏賀蘭景博中學(xué)高二期末)如圖所示既可以表示分子力隨距離變化的圖線,又可以表示分子間勢(shì)能隨距離變化的圖線,則下列說法錯(cuò)誤的是()A.若y表示分子之間的作用力,則c點(diǎn)對(duì)應(yīng)為平衡距離B.若y表示分子之間的作用力,則分子之間的距離由rd增大到rb的過程中,分子力一直減小C.若y表示分子之間的勢(shì)能(以無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)),則分子之間的距離由rd增大到rb的過程中,分子系統(tǒng)的勢(shì)能一直減小D.若一個(gè)分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn),另一個(gè)分子由a點(diǎn)釋放,則這個(gè)分子由a到b的過程中,動(dòng)能一直增加7.(2022寧夏石嘴山第三中學(xué)高二期末)由于分子間存在著分子力,而分子力做功與路徑無關(guān),因此分子間存在與其相對(duì)距離有關(guān)的分子勢(shì)能。如圖所示為分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化的圖像,取r趨近于無窮大時(shí)Ep為零。通過功能關(guān)系可以從分子勢(shì)能的圖像中得到有關(guān)分子力的信息,則下列說法正確的是()A.假設(shè)將兩個(gè)分子從r=r2處釋放,它們將相互遠(yuǎn)離B.假設(shè)將兩個(gè)分子從r=r2處釋放,它們將相互靠近C.假設(shè)將兩個(gè)分子從r=r1處釋放,它們的加速度先增大后減小D.假設(shè)將兩個(gè)分子從r=r1處釋放,當(dāng)r=r2時(shí)它們的速度最大8.在體積、溫度、質(zhì)量、阿伏加德羅常數(shù)四個(gè)量中,與分子平均動(dòng)能有關(guān)的量是;與分子勢(shì)能直接有關(guān)的量是;與物體內(nèi)能有關(guān)的量是;聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁是。

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練9.關(guān)于物體的機(jī)械能和內(nèi)能,下列說法正確的是()A.機(jī)械能大的物體,其內(nèi)能一定很大B.物體的機(jī)械能損失時(shí),內(nèi)能卻可以增加C.物體的內(nèi)能損失時(shí),機(jī)械能必然減小D.物體的內(nèi)能可以為零,機(jī)械能不可以為零10.(2022上海浦東復(fù)旦附中分校高二期中)一定質(zhì)量的乙醚液體全部蒸發(fā),變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w,在這一過程中()A.分子引力增大,分子斥力減小B.分子勢(shì)能增加C.乙醚的內(nèi)能不變D.分子平均動(dòng)能增加11.(多選)設(shè)有甲、乙兩分子,甲固定在O點(diǎn),r0為其平衡位置間的距離,今使乙分子由靜止開始只在分子力作用下由距甲0.5r0處開始沿x方向運(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.分子力對(duì)乙一直做正功,分子勢(shì)能減小D.乙分子在r0處時(shí),分子勢(shì)能最小12.(多選)(2022山東聊城高二期末)一分子固定在原點(diǎn)O處,另一分子可在x軸上移動(dòng),這兩個(gè)分子間的分子引力和分子斥力大小隨其間距x的變化規(guī)律如圖所示,曲線ab與cd的交點(diǎn)為e,則()A.x>x0的情況下,x越大,分子力越小B.x<x0的情況下,x越小,分子力越大C.x<x0的情況下,x越大,分子勢(shì)能越大D.x>x0的情況下,x越大,分子勢(shì)能越大

4.分子動(dòng)能和分子勢(shì)能1.A木塊靜止在桌面上時(shí),木塊沒有速度,所以沒有動(dòng)能;但由于木塊內(nèi)部分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故存在分子平均動(dòng)能,A正確。2.C氫氣溫度低于氧氣溫度,氫分子的平均動(dòng)能小于氧分子的平均動(dòng)能,由于氫分子質(zhì)量小于氧分子的質(zhì)量,故氫分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率,故A錯(cuò)誤;同質(zhì)量同溫度的氦氣、氬氣比較,它們的分子的平均動(dòng)能相等,但是物質(zhì)的量不等,分子總數(shù)不等,它們的總動(dòng)能不等,故B錯(cuò)誤;同物質(zhì)的量、同溫度的氮?dú)馀c氧氣相比,它們分子的平均動(dòng)能相等,分子總數(shù)也相等,故它們的分子總動(dòng)能一定相等,故C正確;高溫下的二氧化碳?xì)怏w比低溫下的二氧化碳?xì)怏w的平均動(dòng)能大,但不是所有分子的動(dòng)能都大,因此不能說60℃的二氧化碳的所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都比50℃的二氧化碳的所有分子的運(yùn)動(dòng)速率大,故D錯(cuò)誤。3.ACD物體下落的過程,不考慮空氣阻力,只有系統(tǒng)內(nèi)的重力做功,機(jī)械能不變;物體下落過程中,物體的溫度和體積也沒有發(fā)生變化,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,因此,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)A、C、D正確。4.D分子間距離為r0時(shí),分子力為零,是指引力和斥力的合力為0,處于狀態(tài)2,即分子間距離r>10r0時(shí)分子力為零,是指分子間相互作用力很小,可以忽略,故二者不同,則A錯(cuò)誤;分子間距離為r0時(shí)分子勢(shì)能最小,所以從此位置到其他任意位置,分子勢(shì)能都增大,故B錯(cuò)誤,D正確;分子的平均動(dòng)能由溫度決定,由于狀態(tài)1變化到狀態(tài)2過程中溫度變化未知,故分子的平均動(dòng)能無法確定,則C錯(cuò)誤。5.C組成物質(zhì)的所有分子動(dòng)能與分子勢(shì)能之和是物體的內(nèi)能,對(duì)單個(gè)分子不能談內(nèi)能,故A錯(cuò)誤;分子的平均動(dòng)能越大,物體的溫度越高,單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度大小與它的溫度高低無關(guān),故B錯(cuò)誤;物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān),物體內(nèi)能變化時(shí),它的溫度可能不變,故C正確;物體的內(nèi)能不光受溫度的影響,還與物體的質(zhì)量以及體積有關(guān),所以溫度高的物體內(nèi)能不一定大,故D錯(cuò)誤。6.B若y表示分子之間的作用力,則c點(diǎn)分子力為零,對(duì)應(yīng)為平衡距離,A正確,不符合題意;力是矢量,若y表示分子之間的作用力,則分子之間的距離由rd增大到rb的過程中,分子力先減小后增大,B錯(cuò)誤,符合題意;分子勢(shì)能是標(biāo)量,若y表示分子之間的勢(shì)能(以無窮遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn)),則b點(diǎn)為平衡位置,分子之間的距離由rd增大到rb的過程中,分子系統(tǒng)的勢(shì)能一直減小,C正確,不符合題意;若y表示分子之間的作用力,a、c間分子力表現(xiàn)為引力,若y表示分子之間的勢(shì)能,a、b間分子力表現(xiàn)為引力,故一個(gè)分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn),另一個(gè)分子由a點(diǎn)釋放,則這個(gè)分子由a到b的過程中,分子力一定做正功,動(dòng)能一直增加,D正確,不符合題意。7.D由題圖可知,兩個(gè)分子在r=r2處的分子勢(shì)能最小,則分子之間的距離為平衡距離,分子之間的作用力恰好為0,所以假設(shè)將兩個(gè)分子從r=r2處釋放,它們既不會(huì)相互遠(yuǎn)離,也不會(huì)相互靠近,A、B錯(cuò)誤。由于r1<r2,可知分子在r=r1處的分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力,分子之間的距離將增大,分子力做正功,分子的速度增大,分子力減小,加速度減小;當(dāng)分子之間的距離大于r2時(shí),分子之間的作用力表現(xiàn)為引力,隨距離的增大,分子力做負(fù)功,分子的速度減小,分子力先增大后減小,故加速度先增大后減小,所以當(dāng)r=r2時(shí)它們的速度最大,加速度最小為零,C錯(cuò)誤,D正確。8.答案溫度體積體積、溫度、質(zhì)量阿伏加德羅常數(shù)解析溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以與分子平均動(dòng)能有關(guān)的量是溫度;分子勢(shì)能是由分子間的分子力和分子間的相對(duì)位置決定的能,宏觀上與物體的體積有關(guān),所以與分子勢(shì)能直接有關(guān)的量是體積;內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,宏觀上由物體的體積、溫度、質(zhì)量所決定,所以與物體內(nèi)能有關(guān)的量是體積、溫度、質(zhì)量;聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁是阿伏加德羅常數(shù)。9.B內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能量,兩者并不存在必然的聯(lián)系,只有在系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化形式只發(fā)生在機(jī)械能與內(nèi)能之間時(shí),機(jī)械能的損失才等于內(nèi)能的增加,故A、C錯(cuò)誤,B正確;因?yàn)槲镔|(zhì)分子總在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng),故內(nèi)能不可能為零,D錯(cuò)誤。故選B。10.B乙醚液體變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w后,氣體分子間距離增大,分子引力和斥力都減小,但斥力減小得比引力快,分子力表現(xiàn)為引力,分子克服引力做功,所以分子勢(shì)能增加,故A錯(cuò)誤,B正確;由于乙醚的溫度不變,所以分子平均動(dòng)能不變,而乙醚的內(nèi)能等于所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,所以乙醚的內(nèi)能增加,故C、D錯(cuò)誤。11.BD兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示,曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0。由圖可知,乙分子受到的分子力先變小,位于平衡位置時(shí),分子力為零,大于平衡位置時(shí),分子力先變大再變小,故乙分子的加速度是先變小再反向變大,再變小,故A錯(cuò)誤;當(dāng)r小于r0時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,F做正功,分子動(dòng)能增加,分子勢(shì)能減小,當(dāng)r等于r0時(shí),分子動(dòng)能最大,分子勢(shì)能最小,當(dāng)r大于r0時(shí),分子間作用力表