《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、下列关于分子运动的说法，正确的是：A.分子的无规则运动随温度升高而减弱B.在0℃时，所有物质的分子都将停止运动C.气体分子间的碰撞是完全弹性的D.固体中的分子只能在固定位置振动2、当两个分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间势能的变化情况是：A.一直减小B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小3、下列关于分子间相互作用力的说法中，正确的是：A.分子间的作用力总是吸引力B.分子间的作用力总是排斥力C.当分子间距离很小时，分子间表现为吸引力D.当分子间距离很大时，分子间表现为排斥力4、下列实验中，能够证明分子间存在相互作用力的是：A.将两个磁铁靠近，观察到它们相互吸引B.将两个轻质金属球靠近，观察到它们相互排斥C.将两个分子液体滴放在显微镜下，观察到它们之间有间距D.将两个肥皂泡放在空气中，观察到它们相互靠近5、下列关于分子间相互作用力的说法正确的是：A.分子间只存在引力，不存在斥力B.分子间只存在斥力，不存在引力C.分子间同时存在引力和斥力，且随分子距离的增大而增大D.分子间同时存在引力和斥力，斥力随分子距离的增大而减小6、下列关于布朗运动的描述，正确的是：A.布朗运动是液体分子自身的运动B.布朗运动是固体分子在液体中的运动C.布朗运动是液体中悬浮微粒在液体分子无规则碰撞下的运动D.布朗运动是固体中悬浮微粒在固体分子无规则碰撞下的运动7、在气体分子运动理论中，气体分子在不停地做无规则运动，这种运动是由于分子间存在（）A.电力B.磁力C.分子热运动D.重力二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、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.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增加而增大。C.分子的运动速度与温度有关，温度越高，分子的平均动能越大。D.分子间的相互作用力包括引力和斥力，这两种力总是同时存在。2、关于分子间相互作用力的大小和距离的关系，下列说法正确的是：A.当分子间距离非常近时，分子间的斥力占主导地位。B.当分子间距离适中时，分子间的引力和斥力达到平衡。C.当分子间距离增大到一定范围后，分子间的相互作用力几乎为零。D.分子间的相互作用力与分子间距离的平方成反比。3、以下关于分子运动和分子间相互作用的描述中，正确的是（）A.温度越高，分子的运动速度越快B.气体分子间的距离较大，相互作用力较小C.固体分子间的作用力比液体分子间的作用力大D.液体分子在受热时，会逐渐从液态变为气态三、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：在一个恒温恒压的密闭容器中，有A、B两种理想气体。开始时，A、B气体的物质的量分别为2mol和3mol。经过一段时间后，由于某种原因，A气体的物质的量减少到1mol。求：（1）B气体的物质的量变化量；（2）A、B气体在反应后的混合气体中的总物质的量。第二题题目：某温度下，将一定量的氧气和氮气混合在密闭容器中，达到平衡后，容器内氧气的体积分数为0.2。若保持容器体积不变，将温度升高，假设氧气和氮气均不发生化学反应，求以下问题：（1）升高温度后，氧气和氮气的体积分数如何变化？（2）若在原平衡状态下，将氧气和氮气的总体积压缩至原来的二分之一，新的平衡状态下氧气和氮气的体积分数是多少？第三题题目：在一定温度下，一个密闭容器中盛有稀有气体氦。若容器内的氦气分子数增加，但总体积保持不变，请分析以下说法的正确性：A.氦气分子的平均动能不变B.氦气分子的平均速率增加C.氦气分子间的平均距离减小D.容器内压强增加第四题A.两块铅块压紧后，能从1米高处自由落下而不分开B.水银滴在玻璃管口，经加热后上升C.铅粒能从1米高的地方落到软木塞上而不损坏软木塞D.热气球在空气中上升第五题一、实验探究题实验装置如下，其中A、B两个容器分别装有同种气体，温度相同，体积相同，A容器中的气体分子间距大于B容器中的气体分子间距。请回答以下问题：若保持两容器体积不变，分别将温度升高，则A、B容器中气体的压强变化情况如何？若保持两容器温度不变，分别将体积缩小，则A、B容器中气体的压强变化情况如何？分析上述实验现象，说明分子间相互作用对气体压强的影响。《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、下列关于分子运动的说法，正确的是：A.分子的无规则运动随温度升高而减弱B.在0℃时，所有物质的分子都将停止运动C.气体分子间的碰撞是完全弹性的D.固体中的分子只能在固定位置振动答案：C解析：分子的无规则运动实际上是随着温度的升高而增强，这与选项A相反。即使在绝对零度（-273.15℃），分子也不是完全静止的，因为根据量子力学原理，原子和分子仍然会有零点能，所以选项B也是错误的。气体分子间的碰撞可以视为近似完全弹性碰撞，因为它们之间的相互作用力较小，且碰撞过程中动能几乎全部转换为动能，没有能量损失，因此选项C是正确的。固体中的分子虽然主要在平衡位置附近振动，但并非完全不能移动，例如在晶体中，分子或原子可以在晶格中进行微小位移，所以选项D不准确。2、当两个分子从无限远处逐渐靠近，直到不能再靠近为止的过程中，分子间势能的变化情况是：A.一直减小B.一直增大C.先减小后增大D.先增大后减小答案：C解析：当两个分子相距较远时，它们之间的作用力主要是吸引力，随着距离的减小，分子间的引力做正功，使得分子间的势能降低；但是当分子接近到一定距离之后，斥力开始占据主导地位，这时如果继续靠近，斥力做负功，分子间的势能又会增加。因此，在整个过程中，分子间的势能先减小后增大，故正确答案为C。这种变化可以用分子间作用势能曲线来表示，通常是一个具有最小值的U形曲线，其中底部代表分子处于平衡位置时的状态。3、下列关于分子间相互作用力的说法中，正确的是：A.分子间的作用力总是吸引力B.分子间的作用力总是排斥力C.当分子间距离很小时，分子间表现为吸引力D.当分子间距离很大时，分子间表现为排斥力答案：C解析：分子间的相互作用力包括引力和斥力。当分子间距离很小时，斥力占主导，当分子间距离适中时，引力占主导。因此，选项C正确，表示当分子间距离很小时，分子间表现为吸引力。选项A和B都是错误的，因为分子间的作用力不是单一的吸引力或排斥力。选项D错误，因为当分子间距离很大时，分子间的相互作用力几乎可以忽略不计。4、下列实验中，能够证明分子间存在相互作用力的是：A.将两个磁铁靠近，观察到它们相互吸引B.将两个轻质金属球靠近，观察到它们相互排斥C.将两个分子液体滴放在显微镜下，观察到它们之间有间距D.将两个肥皂泡放在空气中，观察到它们相互靠近答案：D解析：选项A和B描述的是磁铁和金属球的物理现象，与分子间相互作用力无关。选项C描述的是分子间的间距，但并未直接证明分子间存在相互作用力。选项D描述的是肥皂泡在空气中相互靠近的现象，这是由于肥皂泡表面的分子之间存在吸引力，使得它们相互靠近。因此，选项D能够证明分子间存在相互作用力。5、下列关于分子间相互作用力的说法正确的是：A.分子间只存在引力，不存在斥力B.分子间只存在斥力，不存在引力C.分子间同时存在引力和斥力，且随分子距离的增大而增大D.分子间同时存在引力和斥力，斥力随分子距离的增大而减小答案：D解析：分子间同时存在引力和斥力。当分子距离很近时，斥力占主导；当分子距离较远时，引力占主导。随着分子距离的增大，斥力减小，引力也减小，但斥力减小的速度比引力快。因此，选项D正确。6、下列关于布朗运动的描述，正确的是：A.布朗运动是液体分子自身的运动B.布朗运动是固体分子在液体中的运动C.布朗运动是液体中悬浮微粒在液体分子无规则碰撞下的运动D.布朗运动是固体中悬浮微粒在固体分子无规则碰撞下的运动答案：C解析：布朗运动是液体或气体中悬浮的微小颗粒由于受到周围液体或气体分子的无规则碰撞而产生的无规则运动。因此，选项C正确。选项A、B和D都描述不准确，因为它们没有涉及到悬浮微粒在液体或气体中的运动。7、在气体分子运动理论中，气体分子在不停地做无规则运动，这种运动是由于分子间存在（）A.电力B.磁力C.分子热运动D.重力答案：C解析：气体分子不停地做无规则运动，这是由于分子内部的热运动引起的。分子热运动是分子本身的一种运动形式，是由于分子内部能量不均导致的分子运动，与分子间的电力、磁力和重力无关。因此，正确答案为C。二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、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.一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增加而增大。C.分子的运动速度与温度有关，温度越高，分子的平均动能越大。D.分子间的相互作用力包括引力和斥力，这两种力总是同时存在。答案：ACD解析：选项A正确，因为根据分子动理论，一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。选项B错误，因为分子间的相互作用力随着分子间距离的增加而减小。选项C正确，因为分子的运动速度与温度有关，温度越高，分子的平均动能越大。选项D正确，因为分子间的相互作用力包括引力和斥力，这两种力总是同时存在，只是在不同距离下表现不同。因此，正确答案是ACD。2、关于分子间相互作用力的大小和距离的关系，下列说法正确的是：A.当分子间距离非常近时，分子间的斥力占主导地位。B.当分子间距离适中时，分子间的引力和斥力达到平衡。C.当分子间距离增大到一定范围后，分子间的相互作用力几乎为零。D.分子间的相互作用力与分子间距离的平方成反比。答案：AC解析：选项A正确，因为当分子间距离非常近时，分子间的斥力会迅速增加，使得分子间的相互作用力以斥力为主。选项B错误，因为当分子间距离适中时，引力和斥力达到平衡，而不是引力和斥力同时减小。选项C正确，因为当分子间距离增大到一定范围后，分子间的相互作用力会逐渐减小，最终几乎为零。选项D错误，因为分子间的相互作用力与分子间距离的平方不是成反比关系，而是随距离的增加而减小，但这种减小不是简单的平方关系。因此，正确答案是AC。3、以下关于分子运动和分子间相互作用的描述中，正确的是（）A.温度越高，分子的运动速度越快B.气体分子间的距离较大，相互作用力较小C.固体分子间的作用力比液体分子间的作用力大D.液体分子在受热时，会逐渐从液态变为气态答案：ABC解析：A.正确。根据热力学原理，温度越高，分子的平均动能越大，运动速度越快。B.正确。气体分子间的距离较大，分子间的作用力较弱。C.正确。固体分子间的作用力比液体分子间的作用力大，因为固体分子间的距离较小，作用力较强。D.错误。液体分子在受热时，会从液态变为气态，但这并不是因为分子间的作用力改变，而是因为分子动能增加，克服了分子间的引力。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：在一个恒温恒压的密闭容器中，有A、B两种理想气体。开始时，A、B气体的物质的量分别为2mol和3mol。经过一段时间后，由于某种原因，A气体的物质的量减少到1mol。求：（1）B气体的物质的量变化量；（2）A、B气体在反应后的混合气体中的总物质的量。答案：（1）B气体的物质的量变化量为1mol；（2）A、B气体在反应后的混合气体中的总物质的量为4mol。解析：（1）根据气体状态方程PV=nRT，在恒温恒压条件下，气体的物质的量n与体积V成正比。由于反应前后容器体积不变，因此A、B气体的体积变化量相同。由题意知，A气体的物质的量从2mol减少到1mol，减少了1mol。因此，B气体的物质的量也减少了1mol。（2）由于A、B气体的体积变化量相同，且反应前后混合气体的总体积不变，因此反应前后混合气体的总物质的量不变。反应前A、B气体的总物质的量为2mol+3mol=5mol。反应后，A气体的物质的量为1mol，B气体的物质的量为3mol（减少了1mol），所以混合气体的总物质的量仍为5mol。第二题题目：某温度下，将一定量的氧气和氮气混合在密闭容器中，达到平衡后，容器内氧气的体积分数为0.2。若保持容器体积不变，将温度升高，假设氧气和氮气均不发生化学反应，求以下问题：（1）升高温度后，氧气和氮气的体积分数如何变化？（2）若在原平衡状态下，将氧气和氮气的总体积压缩至原来的二分之一，新的平衡状态下氧气和氮气的体积分数是多少？答案：（1）升高温度后，氧气和氮气的体积分数都会增加。由于氧气和氮气在该温度下不发生化学反应，且根据理想气体状态方程PV=nRT，温度升高时，体积分数将增加。解析：根据理想气体状态方程PV=nRT，当温度T升高时，如果体积V保持不变，那么压强P也会增加。由于氧气和氮气不发生化学反应，它们的摩尔数n和理想气体常数R在过程中保持不变。因此，升高温度会导致氧气和氮气的体积分数增加，但具体增加的比例需要根据具体的气体定律和平衡常数来确定。（2）若在原平衡状态下，将氧气和氮气的总体积压缩至原来的二分之一，新的平衡状态下氧气和氮气的体积分数将保持不变，仍为0.2。解析：在理想气体状态下，如果压缩气体，体积分数与压缩前后的体积无关，只与气体的摩尔数有关。由于氧气和氮气在压缩过程中摩尔数没有变化，且它们不发生化学反应，所以体积分数保持不变。因此，新的平衡状态下氧气和氮气的体积分数仍为0.2。第三题题目：在一定温度下，一个密闭容器中盛有稀有气体氦。若容器内的氦气分子数增加，但总体积保持不变，请分析以下说法的正确性：A.氦气分子的平均动能不变B.氦气分子的平均速率增加C.氦气分子间的平均距离减小D.容器内压强增加答案：A、D正确；B、C错误。解析：A.温度是分子平均动能的标志，在一定温度下，不论气体分子数如何变化，单个分子的平均动能保持不变。因此，A选项正确。B.分子的平均速率与分子的质量有关，但由于氦气分子的质量在温度不变的情况下不会改变，因此分子数增加并不会导致分子平均速率增加。所以，B选项错误。C.在总体积不变的情况下，增加氦气分子数会导致分子间的平均距离增大，而不是减小。因此，C选项错误。D.根据理想气体状态方程PV=nRT，在一定温度T和体积V下，若分子数n增加，则压强P会相应增加。因此，D选项正确。第四题A.两块铅块压紧后，能从1米高处自由落下而不分开B.水银滴在玻璃管口，经加热后上升C.铅粒能从1米高的地方落到软木塞上而不损坏软木塞D.热气球在空气中上升答案：C解析：选项C最能说明分子间存在引力和斥力。铅粒能从1米高的地方落到软木塞上而不损坏软木塞，说明铅粒和软木塞之间存在分子间的引力，使得铅粒在落到软木塞上时，不会因为重力而穿透软木塞。同时，铅粒在落到软木塞上时，如果存在分子间的斥力，则铅粒在接触软木塞的瞬间