课时作业4 分子动能和分子势能（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版）

课时作业(四)　分子动能和分子势能 [基础达标练] 1．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是(　　 ) A．某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零 B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小 C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多 D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高 解析：选C　A．温度是分子平均动能的标志。温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错误； B．温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错误； C．物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确； D．物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错误。 故选C。 2．(多选)下列关于分子动能的说法正确的是(　　 ) A．物体的温度升高，每个分子的动能都增加 B．物体的温度升高，分子的总动能增加 C．如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为mv2 D．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比 解析：选BD　AB.温度是分子平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，物体的温度升高，分子的平均动能增大，则分子的总动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，故A错误，B正确； CD.分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，而不是用mv2计算，故C错误，D正确。 故选BD。 3．(多选)容器中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则下列说法正确的是(　　) A．水的分子平均动能大于冰的分子平均动能 B．冰和水的分子平均动能相等 C．水的内能大于冰的内能 D．冰的内能大于水的内能 解析：选BC　冰水混合物温度为0 ℃，冰、水温度相同，故二者分子平均动能相等，冰变成水要吸热，故等质量的水的内能大于冰的内能。 故选BC。 4．(多选)如图所示，分别表示分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线(取无穷远处分子势能Ep＝0)。则下列说法正确的是(　　) A．当r＝r0时，分子势能最小 B．当0<r<r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大 C.当r>r0时，分子间作用力随分子间距离的增大而减小 D．乙图表示分子间作用力与分子间距离的关系 解析：选AD　D．当r＝r0时，分子力为零，可知乙图表示分子间作用力与分子间距离的关系，甲图为分子势能Ep与分子间距离r的关系图线。故D正确； A．甲图为分子势能Ep与分子间距离r的关系图线，根据图像可知，当r＝r0时，纵坐标最小，即分子势能最小，故A正确； B．当0<r<r0时，分子力表现为斥力，分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，即分子势能随分子间距离的增大而减小，故B错误； C．根据乙图，纵坐标的绝对值表示分子力大小，当r>r0时，分子间作用力随分子间距离的增大而先增大后减小。故C错误。 故选AD。 5．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与体积都有关系 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．不同物体，若它们的温度和体积都相等，则它们的内能也相等 解析：选A　A．任何物体都具有内能，内能与物体的摩尔数、温度、质量、物态等有关，故A正确； B．体积相同的同种气体，若温度、压强不同，它们的内能不一定相等，故B错误； C．内能的大小与物体宏观的速度大小无关。故C错误； D．内能与物体的摩尔数、温度、质量、物态等有关，不同物体，它们的温度和体积都相等，它们的内能不一定相等。故D错误。 故选A。 6．下列有关热现象和内能的说法中正确的是(　　) A．把物体缓慢举高，其机械能增加，内能增加 B．盛有气体的容器做加速运动时，容器中气体的内能必定会随之增大，容器的机械能一定增大 C．电流通过电阻后电阻发热，它的内能增加是通过“做功”方式实现的 D．分子间引力和斥力相等时，分子势能最大 解析：选C　A．把物体缓慢举高，外力做功，其机械能增加，由于温度不变，物体内能不变，故A错误； B．物体的内能与物体做什么性质的运动没有直接关系，故B错误； C．电流通过电阻后电阻发热，是通过电流“做功”的方式改变电阻内能的，故C正确； D．根据分子间作用力的特点，当分子间距离等于r0时，引力和斥力相等，不管分子间距离从r0增大还是减小，分子间作用力都做负功，分子势能都增加，故分子间距离等于r0时分子势能最小，故D错误。 故选C。 7．(多选)下列关于内能和机械能的说法错误的是(　　 ) A．内能和机械能各自包含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的 B．运动物体的内能和机械能均不为零 C．一个物体的机械能可以为零，但它的内能永远不可能为零 D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变 解析：选AB　A．重力势能、弹性势能与动能都是机械运动中的能量形式，统称为机械能，机械能与物体的宏观运动所对应，而内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，内能与物体的微观粒子运动所对应，二者在本质上不同，故A错误； BC.一个物体的机械能可以为零(例如当物体静止在零重力势能参考面时)，但由于构成它的分子始终都在做着无规则的热运动，所以它的内能永远不可能为零，故B错误，C正确； D．物体的机械能与内能之间没有必然联系，物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变，故D正确。 本题选错误的，故选AB。 8．如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60 ℃的热水和 0 ℃的冷水，下列说法正确的是(　　 ) A．温度是分子平均动能的标志，所以A瓶中水分子的平均动能比B瓶中水分子的平均动能大 B．温度越高，布朗运动越显著，所以A瓶中水分子的布朗运动比B瓶中水分子的布朗运动更显著 C．因质量相等，故A瓶中水的内能与B瓶中水的内能一样大 D．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 解析：选A　A．温度是分子平均动能的标志，A瓶中水的温度高，故A瓶中水分子的平均动能大，故A正确； B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是水分子的运动，两瓶中不存在布朗运动，故B错误； C．温度是分子的平均动能的标志，因两瓶中水的质量相等，故A瓶中水分子的平均动能大，A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大，故C错误； D．质量相等的60 ℃的热水和0℃的冷水相比，60 ℃的热水体积比较大，所以A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离大，故D错误。 故选A。 9．(多选)分子间同时存在着引力和斥力，分子间作用力F随分子间距r的变化规律如图所示。已知分子势能与分子力及分子间距有关，若规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。现将其中的一个分子固定，另一个分子从无穷远处逐渐靠近，下列说法正确的是(　　 ) A．从无穷远移动到间距为r2的过程中，分子力做正功，分子势能减少 B．从无穷远移动到间距为r2的过程中，分子引力减小，分子斥力增大 C．从间距为r2移动到间距为r1的过程中，分子引力和分子斥力均增大，但分子斥力增大的快 D．从间距为r2移动到间距为r1的过程中，分子力减小，分子势能也减少 解析：选ACD　AB.从无穷远移动到间距为r2的过程中，分子引力增大，分子斥力也增大。分子力表现为引力做正功，分子势能减少。故A正确，B错误； CD.从间距为r2移动到间距为r1的过程中，分子引力和分子斥力均增大，但分子斥力增大的快，分子力表现为引力且减小，做正功，分子势能减少。故CD正确。 故选ACD。 [能力提升练] 10．(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是(　　) A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同 B．物体的内能改变时温度不一定改变 C．内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零 D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能 解析：选BD　A．相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量可能相同，相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量可能不同，内能增量不同，故A错误； B．物体内能改变时温度不一定改变，比如零摄氏度的冰融化为零摄氏度的水，内能增加，故B正确； C．分子在永不停息地做无规则运动，可知任何物体在任何状态下都有内能，故C错误； D．物体的内能与分子数、物体的温度和体积三个因素有关，分子数和温度相同的物体不一定有相同的内能，故D正确。 故选BD。 11．(多选)关于内能的概念，下列说法中正确的是(　　 ) A．若把氢气和氧气看成理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气具有的内能不相等 B．相同质量的0 ℃水的分子势能比0 ℃冰的分子势能大 C．物体吸收热量后，内能一定增加 D．一定质量100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能 解析：选ABD　A．氢气和氧气的摩尔质量不同，所以相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的分子数不相同，温度相同，故分子热运动的平均动能相同，故体积、质量、温度相同的氢气和氧气具有的总分子动能不相等，即内能不相等，故A正确； B．冰熔化为水要吸收热量，故相同质量的0 ℃的水的分子势能比0 ℃的冰的分子势能大，故B正确； C．物体吸收热量后，可能对外做功，内能不一定增加，故C错误； D．一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸气，由于体积膨胀对外做功，故吸收的热量大于增加的内能，故D正确。 故ABD。 12．(多选)深入的研究表明：两个邻近的分子之间的确同时存在着引力和斥力，引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关，它们随分子间距离变化的关系如图所示，图中线段AQ＝QB，DP<PC。图中的横坐标r表示两个分子间的距离，纵坐标的绝对值分别表示其中一个分子所受斥力和引力的大小。将甲分子固定在0点，乙分子从较远处沿直线经Q、P向0点靠近，分子乙经过Q、P点时的速度分别为vQ、vP，加速度分别为aQ、aP，分子势能分别为EQ、EP，假设运动过程中只有分子力作用。结合所学知识，判断下列说法中正确的是(　　) A．曲线BC表示分子斥力图线，而曲线AD表示引力图线 B．曲线BC表示分子引力图线，而曲线AD表示斥力图线 C．vQ>vP、aQ<aP、EQ<EP D．vQ>vP、aQ>aP、EQ>EP 解析：选AC　因分子引力随距离减小的慢，而斥力减小的快，由图像可知，曲线BC表示分子斥力图线，而曲线AD表示引力图线，选项A正确，B错误；在Q点时引力等于斥力，分子力表现为零，在Q点左侧分子力表现为斥力，则乙分子从较远处沿直线经Q、P向O点靠近时，分子力先做正功，后做负功，动能先增大后减小，则 vQ>vP；分子势能先减小后增加，则EQ<EP；在Q点时分子力为零，加速度为零，则 aQ<aQ；选项C正确，D错误；故选AC。 13．(多选)如图甲所示是分子间作用力与分子间距之间的关系，分子间作用力表现为斥力时为正，一般地，分子间距大于10r0时，分子间作用力就可以忽略；如图乙所示是分子势能与分子间距之间的关系，a是图线上一点，ab是在a点的图线切线。下列说法中正确的有(　　 ) A．分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点 B．图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，与零势能点的选取有关 C．图乙中Oa的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小 D．图乙中ab的斜率大小表示分子间距离在该间距时的分子间作用力大小 解析：选AD　A．综合题设及题图信息可知，分子势能选择了无穷远处或大于10r0处为零势能参考点，故A正确； B．图甲中阴影部分面积表示分子势能差值，势能差值与零势能点的选取无关，故B错误； CD.分子势能与分子间距图像中，图线切线的斜率的大小表示分子间作用力大小，故C错误，D正确。 故选AD。 14．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。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，如图所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图所示。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时分子力为零 C．A、B系统的分子势能最小值为mv－mv D．释放时A、B系统的分子势能为mv 解析：选D　AB.由图可知，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； D．由图可知，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，释放时A、B系统的分子势能为mv，故D正确； C．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C错误。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $