高中物理《选择性必修第三册》课后习题4.分子动能和分子势能

4.分子动能和分子势能A级必备知识基础练1.(2022上海奉贤致远高级中学高二期末)对静止在桌面上的木块,下列说法正确的是()A.木块无动能,但有分子平均动能B.木块无动能,也无分子平均动能C.木块有动能,但无分子平均动能D.木块有动能,也有分子平均动能2.关于分子运动,下列叙述正确的是()A.如果氢气的温度低于氧气的温度,则氢分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率B.同质量同温度的氦气和氩气的分子的总动能相等C.同物质的量的氮气和氧气,当温度相同时,它们的分子的总动能相等D.二氧化碳气体在60℃时所有分子的运动速率都比它在50℃时所有分子的运动速率大3.(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.物体的动能增加,分子的平均动能不变B.物体的重力势能减少,分子势能却增加C.物体的机械能保持不变D.物体的内能保持不变4.当某物质处于状态1,分子间距离为r0时,分子力为零;当它处于状态2,分子间距离为r,r>10r0时,分子力也为零。则()A.状态1和状态2分子间相互作用情况完全一样B.两个状态分子势能相同,且都为零C.从状态1变化到状态2,分子的平均动能一定增大D.从状态1变化到状态2,分子的势能一定增大5.(2022上海长宁高二期末)下列关于温度与内能的说法正确的是()A.每个分子的内能等于它的势能和动能的总和B.一个分子的运动速度越大,它的温度就越高C.物体内能变化时,它的温度可以不变D.同种物质,温度较高时的内能一定比温度较低时的内能大6.(2022宁夏贺兰景博中学高二期末)如图所示既可以表示分子力随距离变化的图线,又可以表示分子间势能随距离变化的图线,则下列说法错误的是()A.若y表示分子之间的作用力,则c点对应为平衡距离B.若y表示分子之间的作用力,则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中,分子力一直减小C.若y表示分子之间的势能(以无穷远处为零势能点),则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中,分子系统的势能一直减小D.若一个分子固定在坐标原点,另一个分子由a点释放,则这个分子由a到b的过程中,动能一直增加7.(2022宁夏石嘴山第三中学高二期末)由于分子间存在着分子力,而分子力做功与路径无关,因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能Ep随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从分子势能的图像中得到有关分子力的信息,则下列说法正确的是()A.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互远离B.假设将两个分子从r=r2处释放,它们将相互靠近C.假设将两个分子从r=r1处释放,它们的加速度先增大后减小D.假设将两个分子从r=r1处释放,当r=r2时它们的速度最大8.在体积、温度、质量、阿伏加德罗常数四个量中,与分子平均动能有关的量是;与分子势能直接有关的量是;与物体内能有关的量是;联系微观量和宏观量的桥梁是。

B级关键能力提升练9.关于物体的机械能和内能,下列说法正确的是()A.机械能大的物体,其内能一定很大B.物体的机械能损失时,内能却可以增加C.物体的内能损失时,机械能必然减小D.物体的内能可以为零,机械能不可以为零10.(2022上海浦东复旦附中分校高二期中)一定质量的乙醚液体全部蒸发,变为同温度的乙醚气体,在这一过程中()A.分子引力增大,分子斥力减小B.分子势能增加C.乙醚的内能不变D.分子平均动能增加11.(多选)设有甲、乙两分子,甲固定在O点,r0为其平衡位置间的距离,今使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动,则()A.乙分子的加速度先减小,后增大B.乙分子到达r0处时速度最大C.分子力对乙一直做正功,分子势能减小D.乙分子在r0处时,分子势能最小12.(多选)(2022山东聊城高二期末)一分子固定在原点O处,另一分子可在x轴上移动,这两个分子间的分子引力和分子斥力大小随其间距x的变化规律如图所示,曲线ab与cd的交点为e,则()A.x>x0的情况下,x越大,分子力越小B.x<x0的情况下,x越小,分子力越大C.x<x0的情况下,x越大,分子势能越大D.x>x0的情况下,x越大,分子势能越大

4.分子动能和分子势能1.A木块静止在桌面上时,木块没有速度,所以没有动能;但由于木块内部分子在做无规则运动,故存在分子平均动能,A正确。2.C氢气温度低于氧气温度,氢分子的平均动能小于氧分子的平均动能,由于氢分子质量小于氧分子的质量,故氢分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率,故A错误;同质量同温度的氦气、氩气比较,它们的分子的平均动能相等,但是物质的量不等,分子总数不等,它们的总动能不等,故B错误;同物质的量、同温度的氮气与氧气相比,它们分子的平均动能相等,分子总数也相等,故它们的分子总动能一定相等,故C正确;高温下的二氧化碳气体比低温下的二氧化碳气体的平均动能大,但不是所有分子的动能都大,因此不能说60℃的二氧化碳的所有分子的运动速率都比50℃的二氧化碳的所有分子的运动速率大,故D错误。3.ACD物体下落的过程,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B错误,选项A、C、D正确。4.D分子间距离为r0时,分子力为零,是指引力和斥力的合力为0,处于状态2,即分子间距离r>10r0时分子力为零,是指分子间相互作用力很小,可以忽略,故二者不同,则A错误;分子间距离为r0时分子势能最小,所以从此位置到其他任意位置,分子势能都增大,故B错误,D正确;分子的平均动能由温度决定,由于状态1变化到状态2过程中温度变化未知,故分子的平均动能无法确定,则C错误。5.C组成物质的所有分子动能与分子势能之和是物体的内能,对单个分子不能谈内能,故A错误;分子的平均动能越大,物体的温度越高,单个分子的运动速度大小与它的温度高低无关,故B错误;物体的内能与物质的量、温度和体积有关,物体内能变化时,它的温度可能不变,故C正确;物体的内能不光受温度的影响,还与物体的质量以及体积有关,所以温度高的物体内能不一定大,故D错误。6.B若y表示分子之间的作用力,则c点分子力为零,对应为平衡距离,A正确,不符合题意;力是矢量,若y表示分子之间的作用力,则分子之间的距离由rd增大到rb的过程中,分子力先减小后增大,B错误,符合题意;分子势能是标量,若y表示分子之间的势能(以无穷远处为零势能点),则b点为平衡位置,分子之间的距离由rd增大到rb的过程中,分子系统的势能一直减小,C正确,不符合题意;若y表示分子之间的作用力,a、c间分子力表现为引力,若y表示分子之间的势能,a、b间分子力表现为引力,故一个分子固定在坐标原点,另一个分子由a点释放,则这个分子由a到b的过程中,分子力一定做正功,动能一直增加,D正确,不符合题意。7.D由题图可知,两个分子在r=r2处的分子势能最小,则分子之间的距离为平衡距离,分子之间的作用力恰好为0,所以假设将两个分子从r=r2处释放,它们既不会相互远离,也不会相互靠近,A、B错误。由于r1<r2,可知分子在r=r1处的分子之间的作用力表现为斥力,分子之间的距离将增大,分子力做正功,分子的速度增大,分子力减小,加速度减小;当分子之间的距离大于r2时,分子之间的作用力表现为引力,随距离的增大,分子力做负功,分子的速度减小,分子力先增大后减小,故加速度先增大后减小,所以当r=r2时它们的速度最大,加速度最小为零,C错误,D正确。8.答案温度体积体积、温度、质量阿伏加德罗常数解析温度是分子热运动平均动能的标志,所以与分子平均动能有关的量是温度;分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能,宏观上与物体的体积有关,所以与分子势能直接有关的量是体积;内能是物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和,宏观上由物体的体积、温度、质量所决定,所以与物体内能有关的量是体积、温度、质量;联系微观量和宏观量的桥梁是阿伏加德罗常数。9.B内能和机械能是两种不同形式的能量,两者并不存在必然的联系,只有在系统的能量转化形式只发生在机械能与内能之间时,机械能的损失才等于内能的增加,故A、C错误,B正确;因为物质分子总在永不停息地做无规则运动,故内能不可能为零,D错误。故选B。10.B乙醚液体变为同温度的乙醚气体后,气体分子间距离增大,分子引力和斥力都减小,但斥力减小得比引力快,分子力表现为引力,分子克服引力做功,所以分子势能增加,故A错误,B正确;由于乙醚的温度不变,所以分子平均动能不变,而乙醚的内能等于所有分子的动能和分子势能的总和,所以乙醚的内能增加,故C、D错误。11.BD两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0。由图可知,乙分子受到的分子力先变小,位于平衡位置时,分子力为零,大于平衡位置时,分子力先变大再变小,故乙分子的加速度是先变小再反向变大,再变小,故A错误;当r小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,F做正功,分子动能增加,分子势能减小,当r等于r0时,分子动能最大,分子势能最小,当r大于r0时,分子间作用力表