第1章 4. 分子动能和分子势能-【重难点手册】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步练习册（人教版）

型雅点手册高中物理选择性必修第三册？) 第4节 分子动能和分子势能 A基础过关练 渊试时间：10分钟 分子势能说法正确的是( 1.(2025·江西九江一中高二阶段练习)两分子 间的斥力和引力的合力F与分子间距离？的 关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐 标为r.相距很远的两分子在分子力作用下， 甲 由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时 A.当分子间距离>r。时，分子间的作用力表 分子势能为0，下列说法正确的是( 现为引力 B.当分子间距离r>。时，分子间的作用力做 正功，分子势能减小 C.当分子间距离=%时，分子间的作用力为 0,分子势能也为0 A.在>r阶段，F做正功，分子动能增加，势 D.当分子间距离r<r。时，分子间的作用力做 能减小 负功，分子势能减小 B.在<%阶段，F做负功，分子动能减小，势 4,(多选)关于内能，下列说法正确的是() 能也减小 A.一一定量气体的内能等于其所有分子热运动 C.在r=%时，分子势能为0，动能最大 的动能和分子之间势能的总和 D.在r=r时，分子势能最大 B.做加速运动的物体，由于速度越来越大，因 2.(多选)关于分子动理论和物体的内能，下列说 此物体分子的平均动能越来越大 法正确的是(). C.内能不同的物体，它们分子热运动的平均动 A.某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子 能可能相同 的平均动能为0 D.物体的内能跟物体的温度和体积有关 B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增 5.(2025·安微六安一中高二月考)（多选）如图 大，但内能不一定增大 所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子沿x轴 C.当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥 运动，两分子间的分子势能E。与两分子间距 力都增大，但引力增大得更快，所以分子力 离的变化关系如图中曲线所示，图中分子势能 表现为引力 的最小值为一E.若两分子所具有的总能量为 D.质量相同时，100℃水的内能小于100℃水 0,则下列说法中正确的是( ). 蒸气的内能 3.(2025·湖南师大附中月考)（多选）如图甲所 示，让A分子不动，B分子从无穷远处逐渐靠 近A.两个分子间的作用力F随分子间距离 -E 的变化关系如图乙所示，取无穷远处分子势能 A.乙分子在P点(x=x2)时，其动能为E E。=0.在这个过程中，关于分子间的作用力和 B.乙分子在P点(x=)时，加速度最大 8 第一章分子动理论么超 C.乙分子在Q点(x=x1)时，处于平衡状态 C.随着分子间距离的增大，分子力先减小后 D.乙分子的运动范围为x≥ 直增大 乃综合提能练 测试时间：20分钟 D.当<r时，分子间的斥力和引力都随分子 1.如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙 间距离的增大而减小，但斥力减小得更快 分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，、 3.(2025·安徽师大附中高二检测)用电脑软件 r2、为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分 模拟两个相同的分子仅受分子间的作用力时 子间的作用力F和分子势能E,随两分子间距 的运动.将两个质量均为m的A、B分子从 离的变化关系分别如图中两条曲线所示，设 x轴上的一x和xo处由静止释放，如图甲所 两分子间距离很远时，E,=0.现把乙分子从 示.其中B分子的速度)随位置x的变化关系 处由静止释放，下列说法中正确的是( 如图乙所示.取无限远处A、B分子组成的系 统的分子势能为0，下列说法正确的是( -e 0 B A.实线为E。r图线、虚线为Fr图线 B.当分子间距离r<r2时，甲、乙两分子间只 A.A、B分子间距离为x1时分子间的作用力 有斥力，且斥力随♪减小而增大 为0 C.乙分子从到r2做加速度先增大后减小的 B.A.B分子间距离为2(x1一)时分子间的 加速运动，从2到n做加速度增大的减速 作用力为0 运动 C.释放A、B分子时系统的分子势能为？m D.乙分子从r到r2的过程中，分子势能先增 大后诚小，在位置时分子势能最小 D.系统的分子势能最小值为m一m 2.(多选)分子力F、分子势能E,与分子间距离r 4.(2025·湖北黄冈中学高二阶段练习)相同容 的关系图线如图甲或乙两条曲线所示（取无穷 器a,b中装有可视为理想气体的氦气，已知a 远处分子势能E,=0).下列说法正确的是 中氮气的温度高于b中氦气的温度，a中氢气 ( 的压强低于b中氢气的压强，由此可知 A.a中氦气分子的平均动能大于b中氨气分 子的平均动能 B.a中每个氦气分子的动能一定都大于b中每 A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系 个氦气分子的动能 图线 C.a中氦气分子间的距离较小 B.当r=r时，分子势能为0 D.a中氦气的内能一定大于b中氦气的内能 9重雅令手册高中物理选择性必修第三册) 房内气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的 2.BD【解析】某物体的温度是0℃，但是分子的热运动 平均速率，故A错误：负压病房内气体分子的平均运动 没有停止，即物体中分子的平均动能不为0，故A错 速率相等，故负压病房内每个气体分子的运动速率不 误：温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高 可能都小于外界环境中每个气体分子的运动速率，故 时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势 B错误：决定气体压强的微观因素为单位体积气体分 能以及物质的量有关，所以内能不一定增大，故B正 子数和气体分子的平均速率，现内外温度相等，即气体 确：当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减 分子平均速举相等，压强要减小且形成负压，则要求负 小，故C错误：质量相同时，100℃水的平均动能等于 压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环境中单 100℃水蒸气的平均动能，但100℃水的分子势能小 位体积气体分子的个数，故C正确：压力F=pS,内外 于100℃水蒸气的分子势能，所以质量相同时，100℃ 压强不等，相同面积下，负压病房内壁受到的气体压力 水的内能小于100℃水蒸气的内能，故D正确 小于外壁受到的气体压力，故D错误. 3.AB【解析】r>%,分子力表现为引力，r<m,分子力 5.BD【解析】由题图可知，②中速率大的分子所占的比 表现为斥力，选项A正确：当”从无穷大开始减小，分 例较大，A错误：由气体分子运动速率分布规律可知② 子力做正功，分子势能减小，所以当分子间距离>% 对应的温度较高，②状态氧气分子的平均速率较大，B、 时，分子间的作用力做正功，分子势能减小，选项B正 D正确：随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所 确：当r减小到r。且继续减小，分子力做负功，分子势 占的比例减小，C措误。 能增加，所以当分子间距离<时，分子间的作用力 【强基突破练】 做负功，分子势能增加，选项D错误：当分子间距离「 L.AC【解析】由题意，根据动量定理有=一（一） =时，分子间的作用力为0，分子势能最小，由于题 2,可知一个粒子与器壁每碰撞一次对器壁的冲量 中取无穷远处分子势能E=0,所以在处分子势能 大小为2，故A正确；在△1时间内面积为S的容器 小于0，选项C错误 壁上的粒子所占的体积为V=S·△，因粒子与器壁 4.ACD【解析】一定量气体的内能等于其所有分子热运 各面碰撞的机会均等，即可能撞击到某一面容器壁的 动的动能和分子之间势能的总和，故A正确：做加速运 粒子数为N=言-言nSy,根据动量定理可得，y 动的物体，其宏观动能逐渐增大，但是物体的温度未必 升高，所以分子的平均动能变化情况不能确定，故B错 时间内粒子对面积为S的器冲量大小为'=N1 误：内能不同的物体，只要温度相同，它们分子热运动 言n·2m=寸SmA,故B错误：根据动量定 的平均动能就相同，故C正确：一定量气体的内能等于 其所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和，温 理可得，面积为S的器壁所受粒子的压力大小为F= 度是分子平均动能的标志，体积大小反映了分子间的 mS,所以器壁单位面积所受粒子压 距离的大小，分子间距离不同，分子势能不同，物体的 小为号= 内能跟物体的温度和体积有关，故D正确 3 子，根据压强的定义可知，器壁所 5.AD【解析】两分子所具有的总能量为0，乙分子在P 受的压强大小即为器壁单位面积所受粒子压力大小， 点时，分子势能为一E,故分子动能为E,故A正确： 故C正确，D错误， 乙分子在P点时，分子力为0，故加速度为0且最小， 第4节分子动能和分子势能 故B错误：乙分子在Q点时，分子势能为0，但此时受 【基础过关练】 分子力不为0，故不是平衡状态，故C错误：当乙分子 1.A【解析】>阶段，分子力表现为引力，相互靠近 运动至Q点(x一)时，分子势能为0，故分子动能也 时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确：< 为0，分子间距最小，而后向分子间距变大的方向运动， %阶段，分子间的作用力表现为斥力，相互靠近时F 故乙分子的运动范围为x≥，故D正确 做负功，分子动能减小，势能增大，故B错误：由以上分 【综合提能练】 析可知，当r等于r。时，分子势能最小，动能最大，若两 1.C【解析】由于分子间的距离等于平衡位置的距离时 分子相距无穷远时分子势能为0，则当r等于r时，分 分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(E-,图 子势能不为0，故C,D错误. 线)，实线为分子间作用力图线(FPr图线)，A错误：无 练习册参考答案与解析收组 论两个分子之间的距离多大，分子之间既存在斥力，又 B正确：气体压强是气体分子无规则运动的宏观表现， 存在引力，B错误：乙分子从到n所受的分子力（表 故C错误：布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，不是颗 现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子 粒分子的无规则运动，扩散现象是由分子的无规则运 做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从2到一 动形成的，故D错误 所受的分子力（表现为斥力）一直增大，根据牛顿第二 2.B【解析】设金原子的直径为d,则打造金箔的厚度 定律，乙分子做加速度增大的减速运动，C正确：根据 分子势能图线可知，乙分子从”：到户的过程中，分子 小一2那么金箔的面积S=名，而金箱的体积V=四 势能一直减小，在？位置时分子势能最小，D错误. 如果考虑分子间的间歌，那么S<岩-品 2.AD【解析】因为在r=m时分子力为0，此时分子势 能最小，不为0，可知题图甲为分子力随分子间距离变 2X2.0X10×10而m=2.5×10°m,最接近于B选 0.1 化的图像，题图乙为分子势能随分子间距离变化的图 项，故A、C、D错误，B正确. 像，A正确，B错误：由题图甲可知，当分子间距离从0 3.C【解析】同一温度下，中等速率的气体分子数所占的 开始逐渐变大时，分子力先减小后增大再减小，C错 比例大，即气体分子的速率分布呈现“中间多、两头少” 误：<%时，分子间的斥力和引力都随分子间距离的 的分布规律，故A正确：图线②中速率大的分子所占的 增大而减小，但斥力减小得更快，D正确。 比例较大，则说明图线②对应的平均动能较大，故图线 3.D【解析】由题图乙可知，B分子在x<过程中做加 ②对应的温度较高，故B正确：温度升高使得气体分子 速运动，说明开始时分子间的作用力为斥力，在1处 的平均速率增大，不一定每一个气体分子的速率都增 速度最大，加速度为0，即分子间的作用力为0，根据运 大，故C错误：在两种不同情况下，各速率区间的分子 动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2，故 数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线和横 A、B错误：由题图乙可知，两分子运动到无穷远处的速 轴所围面积都应该等于1，故两条曲线与横轴所围的面 度为，在无穷远处的总动能为2X号m明=m,由 积相等，故D正确。 4.D【解析】由题图可知，在两分子间的距离由n到 题意可知，无穷远处系统的分子势能为0，则由能量守 的过程中，分子势能增大，结合能量守恒定律可知分子 恒可知，释放A,B分子时系统的分子势能为v,故C B的动能减小，故A错误：由题图可知，n处分子势能 错误：由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大 最小，根据分子力与分子势能的关系可知n处的分子 时，分子势能最小，则系统的最小分子势能为E= 间距为平衡位置，引力与斥力相等，即分子之间的作用 mi-2X空mi=m一mi,故D正确， 力等于0，所以由2到门的过程中，分子间作用力表 4.A【解析】温度是分子平均动能的标志，中氨气的温 现为分子斥力且增大，所以分子的加速度一直增大，故 度高于b中氢气的温度，则a中氮气分子的平均动能 B,C错误，D正确 一定大于b中氮气分子的平均动能，但并不是a中每 5.B【解析】水的摩尔体积V体=mX10心，水分子 个氮气分子的动能都比b中氮气分子的大，A正确， B错误：a中氢气的压强低于b中氢气的压强，说明a中 可看作球形则V:=青（修）小，又从-学，解得 氮气分子间的距离较大，C错误：由于a、b中氦气分子 /6mX10 的具体数目未知，则a中氢气的内能不一定大于b中氦 直径d√PNA,所以B正确A,CD错误。 气的内能，D错误 6.A【解析】速率分布曲线的面积意义就是将每个单位 速率的分子占分子总数的百分比进行累计，累加后最 单元学能测评 终的结果都等于1.故A正确：100℃温度下，低速率分 1.B【解析】布朗运动是液体中固体颗粒的运动，反映的 子占比更小，气体分子的总动能更大，故B错误：相同 是液体分子永不停息的无规侧运动，故A错误：分子间 体积下，100℃的气体对应的气体压强更大，故C错 同时存在引力和斥力，当分子间距离=%时，引力与 误：相同体积下，气体分子数密度相同，温度高时分子 斥力大小相等，分子间距小于%时，引力和斥力同时 的平均速率大，则气体在100℃时单位时间内与容器 增大，但是斥力增大得快，所以分子力表现为斥力，故 单位面积碰撞的分子数比0℃时多，故D错误，