《第二节 分子的运动 分子间的相互作用》（同步训练）高中物理选择性必修第三册

《第二节分子的运动分子间的相互作用》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列哪个选项描述的是理想气体分子的特征？（）A、分子间没有间隙B、分子间有较大吸引力C、分子间有较大排斥力D、分子本身的体积可以忽略不计，分子间的作用力为02、根据理想气体状态方程PV=nRT，在温度T和压强P恒定的情况下，气体的体积VA、正比B、反比C、无关D、成正比但有一个非线性关系3、下列关于分子间相互作用力的说法正确的是：A.分子间相互作用力总是吸引力B.分子间相互作用力总是排斥力C.分子间相互作用力既有吸引力也有排斥力D.分子间相互作用力的大小与分子间的距离无关4、一个分子从某一点向另一点运动，下列说法正确的是：A.分子只能做直线运动B.分子做曲线运动时，其速度方向始终与加速度方向一致C.分子做曲线运动时，其速度方向始终与受力方向一致D.分子的运动轨迹与分子间相互作用力的大小无关5、一分子从高温物体转移到低温物体的过程中，下列说法正确的是（）(A)分子的平均动能增加(B)分子的平均动能减少(C)分子的总动能增加(D)分子的总动能不变6、在一定条件下，两个分子A和B彼此靠近，其间存在分子势能。若将分子B沿着分子A静止所在直线从无限远处逐渐移近A，分子势能的变化是（）(A)先增大后减小(B)先减小后增大(C)持续增大(D)持续减小7、据温度对分子间相互作用的影响，下列说法正确的是：A.温度越高，分子间吸引力越小B.温度越高，分子间排斥力越大C.温度越高，分子间吸引力不变D.温度越高，分子间排斥力不变二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于分子的运动和分子间的相互作用，以下说法正确的是：A、分子总是在不停地做无规则运动B、分子间的相互作用力总是吸引力C、温度越高，分子的无规则运动越剧烈D、分子间的距离越近，相互作用力越大2、在以下情况下，分子间的作用力最可能表现为斥力的是：A、两个相邻的分子非常接近B、两个分子之间的距离适中C、两个分子之间的距离较远D、两个分子之间的距离非常远3、以下关于分子的运动和分子间的相互作用的说法中，正确的是（）A、温度越高的物体，内部分子的平均动能越大。B、固体分子间的相互作用力表现为引力。C、一定量气体的内能增加，说明气体一定吸收了热量。D、一定量气体吸收热量，温度一定升高。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：某实验小组为了探究温度对分子平均速率的影响，在相同体积的不同温度下，分别测量了一定数量的氮分子通过同一狭缝的速率。实验数据如下表所示：温度（℃）分子平均速率（m/s）-20120001500202000402500根据表格数据，请回答以下问题：（1）请根据实验数据，画出分子平均速率与温度关系的图像。（2）从图像中估算，当温度为10℃时，氮分子的平均速率大约是多少？（3）简述分子平均速率与温度关系的微观意义。第二题题目：假设一个分子模型由两个小球组成，一个代表分子A，一个代表分子B。分子A的质量是分子B的两倍，即mA=2mB。当这两个小球以相同的速度向相反方向运动时，它们的速度大小分别为vA和vB1.当两个小球逐渐靠近时，相互作用力的变化趋势；2.当两个小球逐渐远离时，相互作用力的变化趋势；3.当两个小球相距一定距离后，相互作用力是否为常数？第三题题目：某实验小组为了研究分子间的相互作用，进行了以下实验：他们将两个金属球A和B用一根固定的水平弹簧连接，金属球间距离为d，并将整个系统置于一透明的玻璃容器中，容器中充满了某种理想气体，温度保持恒定。弹簧的劲度系数为k，金属球之间的相互作用力可以认为是万有引力和分子间的势能作用力。1.金属球之间的万有引力大小FG2.金属球之间的分子间作用力可以近似看作是库仑力，其大小Fe3.在弹簧两端金属球之间由分子间作用力所引起的额外张力Fe第四题题目：某学生在实验室中做“探究分子间作用力实验”，他选用了10个相同的小球，并悬挂在同一点，使其自由下垂。实验中，他观察到当将小球从最低点提升时，小球之间有了明显的相互吸引现象。请回答以下问题：1.在小球提升的过程中，小球之间的距离发生了怎样的变化？2.根据你所学的热力学知识，小球之间相互吸引现象的原因是什么？3.如果将实验中的小球换为液体小滴，你认为液滴之间相互作用力的性质会有何不同？请简要说明理由。第五题题目：下列关于分子运动和分子间相互作用的描述中，正确的是：A.物质是由分子组成的，分子在不断地做无规则运动，分子间有间隙，随着温度的升高，分子运动速度加快，分子间间隙增大。B.物质是由原子组成的，原子在不断地做无规则运动，原子间有间隙，随着温度的升高，原子运动速度加快，原子间间隙增大。C.物质是由分子组成的，分子在不断地做无规则运动，分子间有间隙，随着温度的升高，分子运动速度减慢，分子间间隙减小。D.物质是由分子组成的，分子在不断地做有规则运动，分子间有间隙，随着温度的升高，分子运动速度加快，分子间间隙增大。《第二节分子的运动分子间的相互作用》同步训练及答案解析一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列哪个选项描述的是理想气体分子的特征？（）A、分子间没有间隙B、分子间有较大吸引力C、分子间有较大排斥力D、分子本身的体积可以忽略不计，分子间的作用力为0答案：D解析：在理想气体模型中，假设分子本身的体积可以忽略不计，分子间的作用力为0，因此选项D正确。选项A、B、C描述的都是实际气体分子的特征，与理想气体模型不符。2、根据理想气体状态方程PV=nRT，在温度T和压强P恒定的情况下，气体的体积VA、正比B、反比C、无关D、成正比但有一个非线性关系答案：A解析：根据理想气体状态方程PV=nRT，在温度T和压强P恒定的情况下，如果物质的量n增加或减少，气体的体积V3、下列关于分子间相互作用力的说法正确的是：A.分子间相互作用力总是吸引力B.分子间相互作用力总是排斥力C.分子间相互作用力既有吸引力也有排斥力D.分子间相互作用力的大小与分子间的距离无关答案：C解析：分子间相互作用力是由分子间的吸引力和排斥力共同作用的结果。在很短的距离内，排斥力占主导地位；在较长的距离内，吸引力占主导地位。因此，选项C正确。4、一个分子从某一点向另一点运动，下列说法正确的是：A.分子只能做直线运动B.分子做曲线运动时，其速度方向始终与加速度方向一致C.分子做曲线运动时，其速度方向始终与受力方向一致D.分子的运动轨迹与分子间相互作用力的大小无关答案：C解析：分子的运动轨迹是由分子间的相互作用力和分子运动本身的惯性共同决定的。当分子做曲线运动时，其速度方向始终与受力方向一致，这是因为根据牛顿第二定律，物体的加速度方向与作用力方向一致。因此，选项C正确。5、一分子从高温物体转移到低温物体的过程中，下列说法正确的是（）分子的平均动能增加(B)分子的平均动能减少分子的总动能增加(D)分子的总动能不变答案：B解析：分子从高温物体转移到低温物体时，由于低温物体的温度低，分子的平均动能整体上会减小，因此选项(B)是正确的。而总动能的减少是由于温度下降造成的，选项(C)和(D)是不正确的。6、在一定条件下，两个分子A和B彼此靠近，其间存在分子势能。若将分子B沿着分子A静止所在直线从无限远处逐渐移近A，分子势能的变化是（）先增大后减小(B)先减小后增大持续增大(D)持续减小答案：B解析：当分子B沿分子A所在直线从无限远处逐渐移近时，它们之间的距离先减小再逐渐增加，整个过程中分子势能的变化首先会因为分子间引力作用而减小，当分子间距离小于一定值后，斥力超过引力，势能又开始增大。因此正确的选项是(B)。7、据温度对分子间相互作用的影响，下列说法正确的是：A.温度越高，分子间吸引力越小B.温度越高，分子间排斥力越大C.温度越高，分子间吸引力不变D.温度越高，分子间排斥力不变答案：A解析：温度升高，分子的平均动能增加，分子间吸引力会减小，因为分子之间的动能增加使得分子更容易克服吸引力而发生运动。而分子间的排斥力与温度升高无直接关系，因此选项A正确。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于分子的运动和分子间的相互作用，以下说法正确的是：A、分子总是在不停地做无规则运动B、分子间的相互作用力总是吸引力C、温度越高，分子的无规则运动越剧烈D、分子间的距离越近，相互作用力越大答案：A、C、D解析：A、正确。根据分子动理论，分子总是在不停地做无规则运动。B、错误。分子间的相互作用力既有吸引力也有排斥力，取决于分子间的距离。C、正确。温度越高，分子的热运动越剧烈，因此分子的无规则运动也越剧烈。D、正确。分子间的相互作用力随着分子间距离的变化而变化，当距离减小时，吸引力或排斥力增大。2、在以下情况下，分子间的作用力最可能表现为斥力的是：A、两个相邻的分子非常接近B、两个分子之间的距离适中C、两个分子之间的距离较远D、两个分子之间的距离非常远答案：A解析：A、正确。当两个相邻的分子非常接近时，它们之间的排斥力会增大，因为分子间的斥力随着距离的减小而增大。B、错误。分子间的距离适中时，吸引力与排斥力达到平衡，作用力不是单纯的斥力。C、错误。两个分子之间的距离较远时，相互作用力减小，斥力不是主要的表现。D、错误。两个分子之间的距离非常远时，相互作用力几乎为零，不存在斥力。3、以下关于分子的运动和分子间的相互作用的说法中，正确的是（）A、温度越高的物体，内部分子的平均动能越大。B、固体分子间的相互作用力表现为引力。C、一定量气体的内能增加，说明气体一定吸收了热量。D、一定量气体吸收热量，温度一定升高。【答案】A、D【解析】A、温度也是决定分子平均动能的主要因素，温度越高，意味着分子的平均动能越大，故A选项正确。B、固体分子间的相互作用力并不总是表现为引力，还可能表现为斥力，因此B选项不正确。C、气体的内能增加，可能是由于吸收了热量或者外界对其做了功，无法单凭内能的增加做出一定是吸收了热量的判断，故C选项不完全正确。D、气体吸热后，如果对外做了功，则温度可能不会升高，所以吸收热量后温度不一定升高，故D选项错误。但是注意这里应该选择A、D中我们确认为正确的那一项，即A选项是正确的，而D选项虽然在一定条件下可以成立，但其表述不完全正确，因此严格来说本题应选择A选项。此题意在考察对基本概念的理解，A项直接基于温度与分子平均动能的关系，是准确无误的，因此作为单项选择题的答案。但在多项选择题中，若要全面覆盖正确点，一般也会引入条件限定以避免绝对表述。三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题题目：某实验小组为了探究温度对分子平均速率的影响，在相同体积的不同温度下，分别测量了一定数量的氮分子通过同一狭缝的速率。实验数据如下表所示：温度（℃）分子平均速率（m/s）-20120001500202000402500根据表格数据，请回答以下问题：（1）请根据实验数据，画出分子平均速率与温度关系的图像。（2）从图像中估算，当温度为10℃时，氮分子的平均速率大约是多少？（3）简述分子平均速率与温度关系的微观意义。答案：（1）以温度为横坐标，分子平均速率为纵坐标，根据表格数据画出图像。图像应为一个抛物线，表明分子平均速率随着温度的升高而增大。（2）从图像上估算，当温度为10℃时，氮分子的平均速率大约为1800m/s。（3）分子的平均速率与温度关系的微观意义是：温度反映了分子热运动的剧烈程度，温度越高，分子的热运动越剧烈，分子的平均速率越大。这说明温度是分子热运动平均动能的标志。解析：（1）在坐标系中，将各温度点对应的分子平均速率连接起来，由于分子间的相互作用和分布导致速率与温度呈非线性关系，因此反应出的是一个近似抛物线的图像。（2）根据图像的斜率可知，温度每升高10℃，分子平均速率大约增加500m/s。因此在10℃时，以-20℃时的速率1200m/s为基础，增加3倍的500m/s，即可估算出平均速率为1200m/s+3*500m/s=1800m/s。（3）这一关系反映了热力学中的基本原理，即分子的平均动能与温度成正比。从分子的微观角度来看，温度升高代表了分子间碰撞更加频繁和剧烈，从而增加了分子的平均动能，表现为分子的平均速率增大。第二题题目：假设一个分子模型由两个小球组成，一个代表分子A，一个代表分子B。分子A的质量是分子B的两倍，即mA=2mB。当这两个小球以相同的速度向相反方向运动时，它们的速度大小分别为vA和vB1.当两个小球逐渐靠近时，相互作用力的变化趋势；2.当两个小球逐渐远离时，相互作用力的变化趋势；3.当两个小球相距一定距离后，相互作用力是否为常数？答案：1.当两个小球逐渐靠近时，根据相互作用力公式F=kx，随着x2.当两个小球逐渐远离时，根据相互作用力公式F=kx，随着x3.当两个小球相距一定距离后，如果这个距离使得x保持不变，那么根据相互作用力公式F=kx解析：本题主要考察了分子间相互作用力的变化趋势。根据相互作用力公式F=1.当两个小球逐渐靠近时，相互作用力减小；2.当两个小球逐渐远离时，相互作用力增大；3.当两个小球相距一定距离后，相互作用力是否为常数取决于相对距离x是否保持不变。需要注意的是，在实际情况下，分子间的相互作用力不仅与相对距离x有关，还与分子的性质、温度等因素有关。因此，本题的解答仅供参考。第三题题目：某实验小组为了研究分子间的相互作用，进行了以下实验：他们将两个金属球A和B用一根固定的水平弹簧连接，金属球间距离为d，并将整个系统置于一透明的玻璃容器中，容器中充满了某种理想气体，温度保持恒定。弹簧的劲度系数为k，金属球之间的相互作用力可以认为是万有引力和分子间的势能作用力。1.金属球之间的万有引力大小FG2.金属球之间的分子间作用力可以近似看作是库仑力，其大小Fe3.在弹簧两端金属球之间由分子间作用力所引起的额外张力Fe答案：1.金属球之间的万有引力大小FG可以用下列公式表示：FG=Gm1m2d2，其中G是万有引力常数，2.金属球之间的分子间作用力可以近似看作是库仑力，其大小Fe可以用下列公式表示：Fe=keq1q2d2，其中k3.在弹簧两端金属球之间由分子间作用力所引起的额外张力Fe′由金属球间的库仑力Fe解析：1.此题考查学生对万有引力的理解与掌握。通过万有引力公式，学生可以看到万有引力的大小与质量及距离成反比，揭示了引力的特性。2.探讨静电作用的力度，使用库仑定律公式帮助学生理解分子间力可近似看作是电作用力在微观尺度下的表现形式。3.第三问侧重分子间相互作用力在带电金属球中产生的张力，通过对公式Fe第四题题目：某学生在实验室中做“探究分子间作用力实验”，他选用了10个相同的小球，并悬挂在同一点，使其自由下垂。实验中，他观察到当将小球从最低点提升时，小球之间有了明显的相互吸引现象。请回答以下问题：1.在小球提升的过程中，小球之间的距离发生了怎样的变化？2.根据你所学的热力学知识，小球之间相互吸引现象的原因是什么？3.如果将实验中的小球换为液体小滴，你认为液滴之间相互作用力的性质会有何不同？请简要说明理由。答案：1.在小球提升的过程中，小球之间的距离由最小距离逐渐增大。2.小球之间相互吸引现象的原因是，在小球之间的距离小于平衡距离时，分子间表现出引力。随着距离的增大，引力逐渐减弱，但仍然存在。3.如果将实验中的小球换为液体小滴，液滴之间相互作用力的性质会有所不同。在距离较短时，液滴间也存在引力；当距离较大时，液滴之间相互作用力可能转为斥力。这是因为液体小滴之间的分子间作用力不仅包含引力，还包含斥力，而斥力随着距离的增大而减弱。解析：1.根据分子间作用力的特点，当两分子距离较近时，存在显著的引力。在小球提升的过程中，小球之间的距离逐渐增大，但仍然处于相互吸引的状态，因此引力减弱但并未消失。2.根据热力学知识，分子间存在相互作用的引力和斥力。引力由分子间的相互作用势能引起，当分子间距离小于某一平衡距离时，