2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第一章4-分子动能和分子势能

4.分子动能和分子势能课后训练巩固提升基础巩固1.下列物理量与物体的内能无关的是()A.物体的温度 B.物体的体积C.质量 D.物体的运动速度答案D解析物体的内能与温度、体积以及所含的分子数有关,与物体的运动状态无关,所以D选项符合题意。2.下列有关温度的概念的说法正确的是()A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质,内能增大,温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大答案B解析温度是分子平均动能大小的标志,而对某个确定的分子来说,其热运动的情况无法确定,不能用温度反映,故A、D错,B对。温度不升高而仅使分子的势能增大,也可以使物体内能增大,冰熔化为同温度的水就是一个例证,故C错。3.关于分子势能,下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为零)()A.体积增大,分子势能增大;体积缩小,分子势能减小B.当分子间距离r=r0时,分子间合力为零,所以分子势能为零C.当分子间作用力为引力时,体积越大,分子势能越大D.当分子间作用力为斥力时,体积越大,分子势能越大答案C解析设想两个分子相距无穷远,此时分子间势能为零,当两个分子越来越近时,分子间引力做正功,分子势能减小,当r=r0时,分子势能减小到最小为负值,故B错误。分子力为引力时,体积增大,分子间距增大,分子力做负功,分子势能增大,故C正确。分子力为斥力时,体积增大,分子间距增大,分子力做正功,分子势能减小,故A、D错误。4.比较45℃的热水和100℃的水蒸气,下列说法正确的是()A.热水分子的平均动能比水蒸气的大B.热水的内能比相同质量的水蒸气的小C.热水分子的速率都比水蒸气的小D.热水分子的热运动比水蒸气的剧烈答案B解析分子的平均动能只和温度有关,温度越高,分子的平均动能越大,热水温度低于水蒸气,所以热水分子的平均动能小于水蒸气分子的平均动能,故A错误。45℃的热水变成相同质量的100℃的水蒸气,温度升高,体积变大,内能变大,故B正确。无论什么温度的物体,所含有的分子都有速率大的和速率小的,只是温度越高速率大的分子所占的比例越高,故C错误。温度越高,分子运动越剧烈,热水温度低于水蒸气温度,水蒸气分子的运动比较剧烈,故D错误。5.一绝热容器内封闭着一些气体,容器在高速运输途中突然停下来,则()A.因气体温度与机械运动速度无关,故容器内气体温度不变B.因容器是绝热的,故容器中气体内能不变C.因容器突然停止运动,气体分子运动速度亦随之减小,故容器中气体温度降低D.容器停止运动时,由于分子和容器壁的碰撞,容器中气体温度将升高答案D解析容器里的分子除做无规则的热运动外,还随容器做机械运动,当容器停止机械运动时,气体分子由于惯性与器壁或分子间碰撞,热运动加剧,气体的温度升高,故D选项正确。6.右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()A.当r大于r1时,分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时,分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时,分子间的作用力最大D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功答案B解析由题图像可知,分子间距离为r2时分子势能最小,此时分子间的距离为平衡距离;当0<r<r2时,分子力表现为斥力,当r>r2时分子力表现为引力,当r<r1时,分子间的作用力表现为斥力,当r=r2时,分子间的作用力为零,在r由r1变到r2的过程中,分子力表现为斥力,分子间距离增大,分子间的作用力做正功,故A、C、D错误,B正确。7.三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气,它们的温度相同,则分子平均速率最大的是;在不计分子势能的情况下,气体内能最大的是。

答案氢气氢气8.甲、乙两名同学对0℃的水和0℃的冰进行了如下争论:甲说:“冰和水的温度相同,所以分子平均动能相等。质量相同时,冰的体积大,因此冰的分子势能大,所以说冰的内能大于水的内能。”乙说:“0℃的水变成0℃的冰需要向外界放出热量,在质量相同的情况下,水的内能大于冰的内能。”请你判断一下:甲、乙两名同学谁的说法是正确的?答案乙同学的说法是正确的。甲同学认为冰的体积大,分子势能大,这是错误的说法,冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大。分子势能大小与体积有关,但二者并不一定成正比。0℃的冰变为0℃的水需吸热,故水的内能大,它们相同的物理量是分子平均动能,不同的物理量是分子势能,显然水的分子势能大。能力提升1.关于物体的内能,以下说法正确的是()A.箱子运动的速度减小,其内能也减小B.篮球的容积不变,内部气体的温度降低,其气体的内能将减小C.物体的温度和体积均发生变化,其内能一定变化D.对于一些特殊的物体,可以没有内能答案B解析物体的内能与物体的机械运动无关,故A错误。当气体的体积不变而温度降低时,气体的分子势能不变,分子平均动能减小,气体的内能减小,故B正确。物体的温度和体积均发生变化时,物体内的分子势能和分子平均动能都发生变化,其内能可能不变,故C错误。任何物体都有内能,故D错误。2.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲,图中b点是引力最大处,d点是分子靠得最近处,则乙分子速度最大处是()A.a点 B.b点 C.c点 D.d点答案C解析a点和c点处分子间的作用力为零,乙分子的加速度为零,从a点到c点分子间的作用力表现为引力,分子力做正功,速度增加,从c点到d点分子间的作用力表现为斥力,分子间的作用力做负功,故分子由a点到d点先加速再减速,所以在c点速度最大,故C正确。3.下列说法正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变答案B解析温度是物体分子平均动能的标志,温度升高则其分子平均动能增大,反之,则其分子平均动能减小,故A错误,B正确。物体的内能是物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和,宏观上取决于物体的温度、体积和质量,故C、D错误。4.(多选)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法正确的是()A.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大B.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态D.乙分子的运动范围为x≥x1答案BD解析当分子间距离为r0时,分子势能最小,即x2=r0,故在P点分子力为零,加速度为零,由于分子所具有的总能量为0,势能为E0时,动能为E0,A、C错误,B正确。又由于动能不可能为负值,故势能最大为零,D正确。5.下列关于分子力和分子间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减小答案C解析当分子间距离r>r0时,分子力表现为引力,距离增大,分子力先增大后减小,最后减小为零;分子力一直做负功,分子势能一直增大,A、B选项错误。当分子间距r<r0时,分子力表现为斥力,距离减小,分子力增大;分子力一直做负功,分子势能一直增大,C选项正确,D选项错误。6.(多选)把一个物体竖直下抛,下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力)()A.物体的动能增大,分子的平均动能也增大B.物体的重力势能减小,分子势能却增大C.物体的机械能保持不变D.物体的内能保持不变答案CD解析物体下落过程,不考虑空气阻力,只有系统内的重力做功,机械能不变;物体下落过程中,物体的温度和体积也没有发生变化,所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变,因此,选项A、B错误,C、D正确。7.(1)1kg的40℃的水跟1kg的80℃的水哪个内能多?(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水哪个内能多?(3)一杯100℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多?(4)1kg的100℃的水跟1kg的100℃的水蒸气哪个内能多?答案见解析解析(1)两者质量一样,同种物质,所以分子数目一样,而80℃的水比40℃的水的水分子平均动能大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1kg的80℃的水的内能多。(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水比较,2kg的4