1.4分子间的相互作用力 同步训练 -2024-2025学年高二下学期物理教科版（2019）选择性必修第三册

分子间的相互作用力 一、选择题 1．有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲分子靠近，直到不能再靠近为止，在这个过程中( ) A.分子力总对乙分子做正功 B.乙分子总是克服分子力做功 C.先是分子力对乙做正功，然后乙分子克服分子力做功 D.先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功 2．天地共迎新春，航天员天宫送福.在太空用毛笔写字时，墨水和纸面间的作用力与墨水分子间的作用力关系正确的是( ) A. B. C. D.都消失 3．《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第六十二条规定：不得连续驾驶机动车超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟。因为长时间行车一是驾驶员会疲劳，二是汽车轮胎与地面摩擦使轮胎变热，有安全隐患。一辆汽车连续行驶4小时后轮胎变热，轮胎内气体温度也会升高，设此过程中轮胎体积不变且没有气体的泄漏，轮胎内气体可看作理想气体，则此过程中轮胎内气体( ) A.分子平均动能增大，每个分子的动能都增大 B.速率大的区间分子数增多，分子平均速率增大 C.内能增大，外界对气体做正功 D.内能增大，气体向外界放出热量 4．某种椅子的结构如图所示，两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动。设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中( ) A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小 C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小 5．某实验器材的结构如图所示，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定质量的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( ) A.内能不变 B.压强增大 C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子运动速率都增大 6．如图所示，把一条细棉线的两端系在铁丝环上，棉线处于松弛状态。将铁丝环浸入肥皂液里，拿出来时环上留下一层肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破a侧的薄膜，观察到棉线的形状为( ) A. B. C. D. 7．分子势能随分子间距离变化的图像如图所示。据图解题思路可得( ) A.处为分子平衡位置 B.处为分子平衡位置 C.分子间距离足够大时，分子势能最小，分子间无相互作用力 D.时，r越小，分子势能越大，分子间仅有斥力存在 8．对于一个只有两个分子组成的系统，其分子势能与两分子间距离r的变化关系如图所示。仅考虑两个分子之间的作用，下列说法正确的是( ) A.当时，分子间的作用力为零 B.当时，分子间的作用力表现为引力 C.从到的过程中，分子间的作用力逐渐减小 D.从到的过程中，分子系统的势能逐渐增大 9．如图所示为我国航天员王亚平在空间站中演示“水球气泡实验”时的情景，她往水球中注入一个气泡，气泡静止在水球中，水球悬在空中，关于该实验，下列说法正确的是( ) A.由于完全失重，气泡中气体压强为零 B.水与气泡界面处，水分子作用力表现为斥力 C.水与气泡界面处，气体分子会进入水中，水分子会进入气泡中 D.若空间站中的温度升高，则气泡会在水球中上升 10．磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是( ) A.分子层间的距离增加了 B.分子层间的距离减小了 C.分子层间的距离增加了 D.分子层间的距离减小了 11．尽管分子做无规则运动，速率有大有小，但大量分子的速率却按一定的规律分布。如图所示，横坐标表示分子的速率区间，纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图中两条曲线分别表示两种理想气体在同一温度下的分子速率分布情况，则( ) A.图中实线对应气体分子平均动能较大的情形 B.图中实线对应气体分子质量较大的情形 C.图中虚线对应气体分子平均速率较小的情形 D.图中两条曲线与横轴所围图形的面积中实线所围图形的面积大于虚线所围图形的面积 12．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是( ) A.ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为 B.ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为 C.若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力 D.分子势能随两个分子间距离的增大而增大 13．如图所示，用两种不同的金属丝组成一个回路，触点1插在热水中，触点2插在冷水中，电流表指针会发生偏转，这就是温差发电现象。下列说法正确的是( ) A.该实验符合能量守恒定律，但违背了热力学第二定律 B.该实验中有部分内能转化为电路的电能 C.该实验中热水的温度降低，冷水的温度不变 D.该实验中热水的温度降低，冷水的温度升高 14．两分子间的作用力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，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近直到无法靠近为止，若规定两分子相距无穷远时分子势能为零，关于该运动过程，下列说法正确的是( ) A.当时，分子势能最大 B.若，则两分子的动能随着r的减小而增大 C.若，则分子势能随着r的减小而增加 D.该过程中，分子间作用力先做负功后做正功 15．设两分子a、b间距离为时分子间的引力和斥力大小相等，现固定a，将b从与a相距处由静止释放，在b远离a的过程中，下列表述正确的是( ) A.和均减小，但减小较快 B.当a、b间距离为时，a、b间的分子势能最小 C.a对b一直做正功 D.当b运动最快时，a对b的作用力为零 16．下列说法正确的是( ) A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能 B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定 C.物体的速度增大时，物体的内能可能减小 D.物体做减速运动时其温度可能增加 二、非选择题 17．实验小组进行了如图所示的实验探究。 （1）如图甲所示，将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。这说明了分子间存在____________； （2）如图乙所示，在一端开口的玻璃管内装有一半的酒精，再沿管壁慢慢地注入带颜色的水，这时可以清楚地看见水和酒精的分界面。然后堵住管口，上下颠倒几次，使水和酒精充分混合，可以看见混合液体的体积____________（选填“大于”、“小于”或“等于”）混合前水和酒精的总体积，这说明分子间存在____________； （3）如图丙所示，将红墨水滴入热水中比滴入冷水中扩散得更快，说明温度越高，分子的热运动越____________（选填“剧烈”或“缓慢”）。 18．【物理—选修3-3】 (1)下列关于热现象的说法中正确的是______。 A.只要能增加气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以升高 B.当分子间距离增大时，分子间作用力减小，分子势能增大 C.同一温度下，某种液体的饱和气压随蒸汽所在空间体积的增大而减小 D.液晶具有各向异性的物理性质 E.热量可以从高温物体传到低温物体，也可以从低温物体传到高温物体 (2)如图所示，内壁光滑的导热气缸竖直放置，用质量不计、横截面积的活塞封闭了一定质量的理想气体。先在活塞上方缓缓倒入沙子(图中未画出)，使封闭气体的体积缓慢变为原来的四分之三，(外界环境温度为300K，大气压强，)。求： ①倒入沙子的质量； ②继续加沙子的同时对气缸加热，使活塞位置保持不变，若沙子的质量是原来的两倍，则气体温度为多少? 19．壶里的水加热到沸腾，继续加热，水的温度并不升高，内能如何变化？为什么？ 20．如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面。如果你想要玻璃板离开水面，向上拉橡皮筋的力必须大于玻璃板所受的重力。动手做一做，并解释这是为什么。 21．质量相同，都处于标准状态的氢气和氧气，试比较它们以下几个物理量的大小：①分子数；②分子的平均动能；③内能。 参考答案 1．答案：C 解析：甲、乙两分子间的距离大于时，分子力表现为引力，随着甲、乙分子距离减小，分子力对乙做正功；当两分子间的距离小于时，分子力表现为斥力，随着甲、乙分子距离减小，分子力对乙做负功，即乙分子克服分子力做功。 2．答案：A 3．答案：B 解析：根据分子动理论可知分子平均动能随着温度的升高而增大，但并不是每一个气体分子的动能都增大，A错误；根据气体分子速率分布规律可知，当温度升高时速率大的分子比例增大，则速率大的区间分子数增多，分子平均速率增大，B正确；因为气体温度升高，内能增大，气体的体积不变，则外界对气体不做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，C、D错误。 4．答案：A 5．答案：B 解析：水加热升温使空气温度升高，内能增大，A错误;空气的体积不变，分子间距离不变，分子间的引力和斥力不变，C错误;由查理定律，可知空气压强增大，B正确;温度升高指分子热运动的平均动能增大，但并不是所有的分子动能都增大，D错误。 6．答案：D 解析：薄膜中分子间的距离比肥皂液内部的大一些，分子间的相互作用力表现为引力，所以产生收缩效果，用烧热的针刺破a侧的薄膜，b中的薄膜能使b的面积最小，D正确。 7．答案：B 解析：当分子处于平衡位置时，分子力为0，分子势能最小，A、C错误，B正确;若，r越小，分子势能越大，分子间的引力和斥力都存在，D错误。 8．答案：C 解析：分子势能最小时，分子间的作用力为零，当时，分子间的作用力为零，故A错误； 当时，分子间距离小于，分子间的作用力表现为斥力，故B错误； 从到的过程中，分子间距离从小于平衡位置到平衡位置，分子间的作用力逐渐减小，故C正确； 从到的过程中，分子间作用力表现为斥力，分子力做正功，分子系统的势能逐渐减小，故D错误。 故选C。 9．答案：C 解析：A.气体压强时分子不停的运动与器壁撞击的结果，与重力无关，气泡中气体压强不为零，故A错误； B.水与气泡界面处，分子间的距离大于平衡时的距离，水分子作用力表现为引力，即水的表面张力，故B错误； C.由于分子是永不停息地做无规则运动的，因此水与气泡界面处，气体分子会进入水中，水分子会进入气泡中，达到动态平衡，故C正确； D.若空间站中的温度升高，气泡的体积会增大，由于完全失重，没有因水的重力产生的压强，即宏观效果的浮力，故气泡不会在水球中上升，故D错误。 故选C。 10．答案：B 解析：内外两膜层分别带有电荷量Q和时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间的距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有 根据电容的表达式有 ， 根据电场强度与电势差的关系有 结合上述解得 即分子层间的距离减小了。 故选B。 11．答案：B 解析：理想气体的分子平均动能由温度决定，两种理想气体在同一温度下，分子平均动能相等，A错误；由题图可知虚线对应的气体分子平均速率较大，实线对应的气体分子平均速率小，而两种气体分子平均动能相同，所以实线对应气体分子质量较大的情形，B正确，C错误；各速率区间的分子数占总分子数的百分比随分子速率区间变化的关系图线与横轴所围图形的面积都相等，D错误。 12．答案：A 解析：AB.在图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级()时，引力等于斥力，即e点横坐标的数量级为，故A正确，B错误； C.若两个分子间距离大于e点的横坐标即大于，则分子间作用力表现为引力，故C错误； D.当分子间距离时，分子力表现为斥力，分子间的距离增大，分子力做正功，分子势能减小，当分子间距离时，分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子力做负功，分子势能增大，故D错误。 故选A。 13．答案：BD 解析：热水释放的一部分能量转化为电能，另一部分与冷水之间发生热交换，使冷水的温度升高，B、D正确。 14．答案：BC 解析：B.若，分子力表现为引力，则随分子距离的减小，分子力做正功，分子势能减小，分子的动能增大，选项B正确;C.若，分子力表现为斥力，则随着减小，分子力做负功，则分子势能增加，选项C正确;A.由以上解题思路可知，当时，分子力表现为零，此时分子势能最小，选项A错误;D.该过程中，分子力先表现为引力，后表现为斥力，则分子间作用力先做正功后做负功，选项D错误。故选BC。 15．答案：ABD A.bA.b从与a相距处由静止释放，b远离a的过程中，距离增大，和均减小，但减小较快，故A正确；B.由到过程中，分子力表现为斥力，距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，当时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以时，ab间的分子势能最小，故B正确；C.将b从与a相距处由静止释放，在b远离a的过程中，分子力先做正功后做负功，故C错误；D.根据动能定理，分子间的距离从增大到过程中，动能增加，从到无限远，动能减小，所以时b的动能最大，a对b的作用力为零，故D正确。故选ABD。 16．答案：CD 解析：A.内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，故A错误； B.宏观上，物体的分子势能与物体的体积有关，与物体的温度无关，故B错误； C.物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关，速度增大，内能可能减小，故C正确； D.物体的温度由分子的平均动能决定，与物体宏观运动的动能无关，故D正确。 故选CD。 17．答案：（1）引力（2）小于；间隙（3）剧烈 解析：（1）根据题意可知，将两个底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱的底面分子之间的距离比较大，表现为引力，使两个铅柱结合在一起，即使下面吊一个重物也不会将它们拉开。 （2）因为分子间存在着空隙，水和酒精充分混合后，酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中，使得水和酒精混合后的总体积变小了。 （3）根据题意可知，将两滴相同的红墨水分别同时缓慢滴入冷水和热水中，过一段时间热水中的红墨水先变得均匀，说明热水中的墨水扩散的快，扩散现象是分子运动的结果，所以这个现象说明温度越高，分子运动越烈。 18．答案：（1）ADE （2）①初状态：压强，体积 末状态：压强，体积 根据玻意耳定律： 则倒入沙子质量为 ②初状态：压强，温度 末状态：压强，温度 对等容过程： 气体温度 19． 解析：壶里的水加热到沸腾，继续加热，水的温度并不升高，而是保持在100 ℃不变，此时水继续吸热，发生汽化，此时水的内能增加。 20．答案：因为玻璃板和水的分子间的分子引力大于斥力 解析：当玻璃板与水面接触时，玻璃板与水分子之间存在作用力，当用力向上拉时，水分子之间要发生断裂，还要克服水分子间的引力，所以拉力比玻璃板的重力要大，反映出水分子和玻璃板间存在引力作用。 21．答案：①氢气分子数较多； ②分子平均动能相等； ③氢气的内能较大 解析：①因氢气的摩尔质量较小，则相同质量的氢气和氧气比较，氢气的物质的量较大，分子数较多； ②温度是分子平均动能的标志，温度相同时，氢气和氧气的分子平均动能相同； ③因分子平均动能相同，而氢气的分子数较多，因分子势能可忽略，则可知氢气的内能较大。 学科网（北京）股份有限公司 $$