课时梯级训练(4) 分子动能和分子势能（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(4)　分子动能和分子势能 1．(2024·重庆高二检测)下列说法正确的是(　　) A．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大 B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 C．物体的温度越高，它的每一个分子热运动的速率一定越大 D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大 A　解析：温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大，A正确；物体的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，两个不同的物体，温度和体积相同，内能不一定相同，且温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，B、D错误；温度是大量分子热运动的宏观体现，物体的温度越高，全部分子热运动的平均速率越大，但不代表每一个分子热运动的速率一定越大，C错误。 2．(2024·海南直辖县高三检测)关于分子间的作用力、分子势能以及内能的理解，下列说法正确的是(　　) A．随着分子间的距离减小，分子间的作用力一定增大 B．随着分子间的距离减小，分子势能一定增大 C．物体的内能越大，温度一定越高 D．温度越高，物体分子热运动的平均动能一定越大 D　解析：当分子间距离r>r0时，分子间作用力表现为引力，随着分子间的距离减小，分子间的作用力可能先增大后减小，可能一直减小，分子力做正功，分子势能一定减小，A、B错误；内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，内能除了与物体的温度有关，还与物体的质量、状态有关，所以温度越高，内能不一定越大，C错误；温度越高，物体分子热运动的平均动能一定越大，D正确。 3．(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是(　　) A．气体的内能包括气体分子的重力势能 B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能 C．气体的内能包括气体整体运动的动能 D．气体的体积变化时，其内能可能不变 BD　解析：实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，B、D正确，A、C错误。 4．(多选)用r表示两分子间的距离，Ep表示分子势能，当r＝r0时引力等于斥力，设两分子间距离大于10r0时，Ep＝0，则(　　) A．当r＞r0时，Ep随r的增大而增大 B．当r＜r0时，Ep随r的减小而增大 C．当r＜r0时，Ep不随r的变化而变化 D．当r＞r0时，Ep＝0 AB　解析：当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，则Ep增大，A正确；当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，则Ep增大，B正确，C错误；因两分子间的距离大于10r0时，Ep＝0，则当r＞r0时，随r的减小，分子力做正功，分子势能减小，则当r＞r0时，Ep<0，D错误。 5．下列关于温度、内能和热量的说法正确的是(　　) A．物体的温度越高，所含热量越多 B．物体的内能越大，所含热量越多 C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大 D．物体的温度不变，它的内能就不变 C　解析：热量是过程量，“含有热量”的说法是不正确的，A、B错误；温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大，C正确；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，物体的温度不变，它的内能不一定不变，D错误。 6．关于分子热运动的动能，下列说法正确的是(　　) A．物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大 B．物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小 C．物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大 D．1 g 100 ℃的水变成1 g 100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大 B　解析：物体由于运动而具有的能叫动能，它是宏观物体所具有的一种能量；而分子的热运动的动能叫作分子动能，是微观上的内能的一种形式，所以物体运动速度的大小，与分子热运动的动能无关，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度降低，分子的平均动能减小，温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个分子热运动的动能都增大，B正确，C错误；温度相同的水和水蒸气，分子的平均动能相同，D错误。 7．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则(　　) A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增加 D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加 B　解析：从a到c分子间的作用力都表现为引力，所以从a运动到c乙分子做加速运动，到达c时速度最大，A错误，B正确；从a到b分子间引力做正功，所以分子势能减小，C错误；从b到c过程中，分子间的引力做正功，分子势能减小，从c到d过程中，分子间斥力做负功，分子势能增加，D错误。 8．(多选)18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时，下列说法正确的是(　　) A．它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大 B．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同 C．它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大 D．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同 BC　解析：水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，为N1＝N2＝×6.02×1023＝6.02×1023个，32 g的氧气分子数为N3＝×6.02×1023＝6.02×1023个，故N1＝N2＝N3。温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能相同，内能包括分子势能和分子热运动动能，故内能不相同，水蒸气的内能比水大，B、C正确，A、D错误。 9．(多选)(2024·甘肃张掖模拟)如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从r＝r4处以某一速度向分子a运动(运动过程中仅考虑分子间作用力)，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则(　　) A．图甲中分子间距从r2到r3，分子间的引力增大，斥力减小 B．分子b运动至r3和r1位置时动能可能相等 C．图乙中r5一定大于图甲中r2 D．若图甲中阴影面积S1＝S2，则两分子间最小距离小于r1 BD　解析：图甲中分子间距从r2到r3，分子间的引力、斥力均减小，分子力合力增大，A错误；分子b从r3到r2和从r2到r1两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在r3和r1两位置时动能可能相等，B正确；图甲中r2处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中r6处，即图乙中r5一定小于图甲中r2，C错误；若图甲中阴影面积S1＝S2，则分子b从r4到r1过程分子力做功为0，分子b在r4处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，D正确。 10．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：见解析 解析：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。 11．根据内能的定义，分别比较下列三组中各系统内能的大小，并说明道理。 (1)1 kg 50 ℃的水和10 kg 50 ℃的水； (2)1 kg 50 ℃的水和1 kg 80 ℃的水； (3)1 kg 100 ℃的水和1 kg 100 ℃的水汽。 答案：(1)1 kg 50 ℃的水的内能小于10 kg 50 ℃的水的内能，理由见解析。 (2)1 kg 50 ℃的水的内能小于1 kg 80 ℃的水的内能，理由见解析。 (3)1 kg 100 ℃的水的内能小于1 kg 100 ℃的水汽的内能，理由见解析。 解析：(1)温度是分子平均动能的量度，温度相同，分子的平均动能相同。1 kg 50 ℃的水和10 kg 50 ℃的水，分子的平均动能相同，但1 kg 50 ℃的水的物质的量小于10 kg 50 ℃的水的物质的量，故1 kg 50 ℃的水的内能小于10 kg 50 ℃的水的内能。 (2)1 kg 50 ℃的水的物质的量等于1 kg 80 ℃的水的物质的量，但1 kg 50 ℃的水的分子平均动能小于1 kg 80 ℃的水的分子平均动能，故1 kg 50 ℃的水的内能小于1 kg 80 ℃的水的内能。 (3)1 kg 100 ℃的水和1 kg 100 ℃的水汽温度相同，物质的量相同，但1 kg 100 ℃的水变为1 kg 100 ℃的水汽需要吸热，故1 kg 100 ℃的水的内能小于1 kg 100 ℃的水汽的内能。 学科网（北京）股份有限公司 $$