课时测评4 分子动能和分子势能-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评4　分子动能和分子势能 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题5分，共50分) 1.选取两个分子间距离r为无穷远时分子势能Ep∞＝0，如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等于r2时，分子间作用力表现为斥力 B．当r小于r1时，分子间作用力表现为斥力 C．在r由r1变到r2的过程中，分子间作用力做负功 D．两个分子从距离r1开始相互远离的过程中，分子势能先增大后减小 答案：B 解析：由题图可知，当r＝r2时，分子位于平衡位置，分子间作用力为零；当r＜r2时，分子间作用力表现为斥力；当r＞r2时，分子间作用力表现为引力，A错误，B正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间作用力表现为斥力，做正功，C错误；由题图可知，两个分子从距离r1开始相互远离的过程中，分子势能先减小后增大，D错误。故选B。 2．关于物体的内能，下列说法中正确的是(　　) A．物体的内能与物体的温度、体积都有关系 B．体积相同的同种气体，它们的内能一定相等 C．运动物体的速度增大，则分子动能增大，物体的内能也增大 D．温度高的物体内能一定比温度低的物体内能大 答案：A 解析：体积相同的同种气体，若温度、物质的量不同，它们的内能不一定相等，故B错误；内能的大小与物体宏观速度的大小无关，故C错误；内能与物体的物质的量、温度、体积有关，温度高的物体内能不一定比温度低的物体内能大，故A正确，D错误。 3．两分子间的斥力与引力的合力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。相距很远的两分子在F作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是(　　) A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能和分子势能均增大 B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能增大 C．在r<r0阶段，分子势能先增大后减小 D．在r＝r0时，分子势能为零，分子动能最大 答案：B 解析：在r>r0阶段，F为引力，相互接近过程中，F做正功，分子动能增大，分子势能减小，所以A错误；在r<r0阶段，F为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子动能减小，分子势能增大，所以B正确，C错误；由于在r>r0阶段，分子势能减小，在r<r0阶段，分子势能增大，则在r＝r0时，分子势能最小，且一定小于0，此时分子动能最大，所以D错误。 4．一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 答案：B 解析：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势能与动能的总和，所以乙醚的内能增加，故C、D错误。故选B。 5.取分子间距离r趋近于无穷大时，分子势能为零。如图为分子势能随分子间距离r变化的图像，则下列说法正确的是(　　) A．将两个分子从相距r＝r2处释放，它们将相互远离 B．将两个分子从相距r＝r2处释放，它们将相互靠近 C．将两个分子从相距r＝r1处释放，它们相互远离的过程中加速度一定先减小然后一直增大 D．将两个分子从相距r＝r1处释放，当r＝r2时它们的速度最大 答案：D 解析：由题图可知，两个分子距离为r＝r2时分子势能最小，则r2为平衡距离，分子间的作用力恰好为0，所以将两个分子从r＝r2处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，故A、B错误；由于r1<r2，可知两个分子距离为r＝r1时分子间的作用力表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子间作用力减小；当r>r2时，分子间的作用力表现为引力，先增大后减小，则将两个分子从相距r＝r1处释放，它们相互远离的过程中加速度先减小后增大再减小，故C错误；由C项分析知，将两个分子从相距r＝r1处释放，它们相互远离，分子间的作用力先表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子间作用力做正功，分子的速度增大；当分子之间的距离大于r2时，分子间作用力表现为引力，随距离的增大，分子间作用力做负功，分子的速度减小，所以当r＝r2时它们的速度最大，故D正确。故选D。 6．(多选)关于质量和温度均相同的一杯水和一个钢球，下列说法正确的是(　　) A．它们的内能一定相等 B．它们的分子平均动能一定相等 C．它们的分子平均速率一定相等 D．把钢球置于水中，它们各自的内能一定不变 答案：BD 解析：水和钢球温度相同，分子的平均动能相同，但水分子、钢球分子的质量不同，则平均速率不同，故B正确，C错误；水和钢球的分子数目不同，分子势能不一定相同，内能可能不同，故A错误，由于两者温度相等，不会发生热传递现象，所以它们的内能各自保持不变，故D正确。 7.(多选)分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。若甲分子固定于坐标原点O，乙分子从某处(分子间的距离大于r0小于10r0)静止释放，在分子间作用力的作用下靠近甲，则下列说法正确的是(　　) A．乙分子所受甲分子的引力逐渐增大 B．乙分子靠近甲分子的过程中，乙分子的动能逐渐增大 C．当乙分子与甲分子的距离为r＝r0时，乙分子的速度最大 D．当乙分子与甲分子的距离为r＝r0时，乙分子的势能最小 答案：ACD 解析：乙分子靠近甲分子的过程中，随分子间距离的减小，乙分子所受甲分子的引力逐渐增大，A正确；乙分子靠近甲分子的过程中，分子间作用力先做正功后做负功，分子动能先增加后减小，B错误；当乙分子与甲分子的距离r>r0时，分子间作用力表现为引力，则分子间作用力做正功，势能减小，当乙分子与甲分子的距离r<r0时，分子间作用力表现为斥力，则分子间作用力做负功，势能增大，所以乙分子与甲分子的距离为r＝r0时，乙分子的速度最大，势能最小，C、D正确。 8．(多选)一篮球从一定的高度下落，球内的气体分子在做无规则运动的同时，还参与竖直向下的落体运动。整个过程中，篮球温度不变。下列说法正确的是(　　) A．篮球动能增大，球内气体的分子动能也增大 B．重力对篮球做正功，球内气体的分子势能不变 C．空气阻力对篮球做负功，球内气体的内能减小 D．重力对篮球所做的功不能改变球内气体的内能 答案：BD 解析：篮球动能增大，对球内气体的分子动能没有影响，A错误；重力对篮球做正功，篮球重力势能减小，与球内气体的分子势能无关，B正确；空气阻力对篮球做负功，篮球机械能减小，与球内气体的内能无关，C错误；重力对篮球所做的功不能改变球内气体的内能，D正确。 9．(多选)图(a)是分子间作用力与分子间距离之间的关系，分子间作用力表现为斥力时为正，分子间距离大于10r0时，分子间作用力可以忽略；图(b)是分子势能与分子间距离的关系，a是图线上的一点，ab是图线在a点的切线。下列说法正确的有(　　) A．确定某点的分子势能大小时，取无穷远处或大于10r0处为零势能点 B．图(a)中阴影部分的面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关 C．分子间距离r>r0时，Epr图线切线斜率的绝对值先增大后减小 D．图(b)中ab斜率的绝对值表示分子间距离在该间距时分子间作用力的大小 答案：ACD 解析：因为无穷远处和大于10r0处的分子势能约为零，所以确定某点的分子势能大小时，取无穷远处或大于10r0处为零势能点，A正确；题图(a)中阴影部分的面积表示分子势能差值，势能差值与零势能点的选取无关，B错误；Ep-r图线切线斜率的绝对值表示分子间作用力的大小，r>r0时，分子间作用力先增大后减小，故Epr图线切线斜率的绝对值先增大后减小，C、D正确。 10．(多选)用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子间相互作用力的作用下运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的－x0和x0处由静止释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是(　　) A．A、B间距离为x1时分子力为零 B．A、B间距离为2(x1－x0)时分子力为零 C．刚释放时A、B系统的分子势能为mv D．A、B间分子势能最小值为mv－mv 答案：CD 解析：由题图乙可知，B分子在x0～x1过程中做加速运动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在x1处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2x1，故A、B错误；由题图乙可知，两分子运动到无穷远处的速度为v2，在无穷远处的总动能为2×mv＝mv，由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由能量守恒可知，刚释放时A、B系统的分子势能为mv，故C正确；由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，则最小分子势能为Epmin＝mv－2×mv＝mv－mv，故D正确。 学生用书第21页 学科网（北京）股份有限公司 $$