第一章 4 分子动能和分子势能-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

N 高中物理选择性必修第三册（人教版） 4.分子动能和分子势能 基础练)可 知识点1分子动能 、 4.有两瓶质量和温度都相等的氢气和氧气， 1.当物体的温度升高时，下列说法正确的是 则() A.两瓶中每个分子运动的动能都相等 A.每个分子的温度都升高 B.两瓶中分子运动的总动能相等 B.每个分子的热运动都加剧 C.氢气内部分子的总动能大于氧气内部 C.每个分子的动能都增大 分子的总动能 D.物体分子的平均动能增大 D.氢气内部分子的总动能小于氧气内部 2.关于物体的温度和分子的平均动能，下列 分子的总动能 说法正确的是（) A.即使温度相同，由于物体不同，分子 知识点2分子势能 平均动能不一定相同 5.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由 B.只要温度相同，任何物体分子平均动 静止开始运动，直至不再靠近，在此过程 能都相同 中，下列说法正确的是() C.某种物体的温度为0℃，说明物体中： A.分子力先增大，后一直减小 分子的平均动能为0 B.分子力先做负功，后做正功 D.做加速运动的物体，由于速度越来越： C.分子动能先增大，后减小 大，因此物体分子的平均动能越来越大 D.分子势能先增大，后减小 3.(多选)下列说法正确的是() 6.由于两个分子间的距离变化而使得分子势 A.在10℃时，一个氧气分子的分子动能： 能变小，可确定在这一过程中() 为E,当温度升高到20℃时，这个分 A.两分子间的相互作用力一定表现为引力 子的分子动能为E,则E<E B.一定克服分子间的相互作用力做功 B.在10℃时，每一个氧气分子的温度都： C.两分子间距离一定增大 是10℃ D.两分子间的相互作用力可能增大 C.在0℃时，氧气分子的平均速率比氢：7.（多选）两分子间的分 气分子的平均速率小 子力F与分子间距离r D.在一般温度下，各种气体分子的平均 的关系如图中曲线所 速率都不为0 示，曲线与r轴交点的 第7题图 8 练 第一章分子动理论。 横坐标为。相距很远的两分子在分子力：9.下列说法正确的是( 作用下，由静止开始相互接近。若两分 A.相同质量的两种物体，升高相同的温 子相距无穷远处时分子势能为0，则下列 度，内能的增量一定相同 说法正确的是() B.不同质量的同种物体，由于摩尔质量 A.在r>ro阶段，F做正功，分子动能增 相同，所以它们的内能也相同 加，势能减小 C.相同质量的两个同种物体，运动物体 B.在r<o阶段，F做负功，分子动能减 的内能一定大于静止物体的内能 小，势能也减小 D.不同质量的不同物体，只要温度相同， C.在r=时，分子势能最小，动能最大 它们的平均动能就相同 D.在r=ro时，分子势能为0 10.(多选)关于内能和机械能的下列说法 不正确的是（) 知识点3内能 A.内能和机械能各自包含动能和势能， 8.下列说法正确的是( 因此，它们在本质上是一样的 A.物体温度降低，其分子热运动的平均 B.物体的内能和机械能均不为0 动能增大 C.一个物体的机械能可以为0，但它的 B.物体温度升高，其分子热运动的平均 内能永远不可能为0 动能增大 D.物体的机械能变化时，它的内能可以 C.物体温度降低，其内能一定增大 保持不变 D.物体温度不变，其内能一定不变 提升练)习 11.(多选)有两个分子，它们之间的距离大 D.r具有最小值时，分子动能最小，分 于100，其中一个分子以一定的初动能 子温度最低 向另一个分子靠近，在两分子的距离r:12.一木块静止在光滑的水平面上，被水平 逐渐减小的过程中，下列说法正确的是 方向飞来的子弹击中，子弹进入木块的 () 深度为d,此时木块相对于水平面移动 A.>o时，分子势能不断减小，分子动 了L,设木块对子弹的阻力恒为F,求产 能不断增大 生的内能和子弹损失的动能之比。 B.r=ro时，分子势能为0，分子动能 最大 C.r<ro时，分子势能增大，分子动能 减小 练积，不是分子本身的体积之和，A错误，B、C、D正确。 9.B【解析】封闭在容器中的气体的压强与分子平 均速率有关，同时跟气体密集程度有关，与气体种类无 关，A错误；温度越高，分子热运动越激烈，分子平均 速率增大，B正确：气体分子间距离很大，分子间作用 力忽略不计，气体压强是大量气体分子频繁碰撞器壁产 生的，C错误；气体密集程度指单位体积内气体分子数 多少，与分子总数无关，D错误。 10.AC【解析】封闭在容器中的气体，气体分子的 数量没有变化，单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分 子数不变，温度升高，分子热运动剧烈，气体分子平均 速率变大，单位时间内、单位面积上气体分子与器壁的 碰撞对器壁的作用力就越大，所以气体的压强增大，故 A、C正确，温度升高，不是所有的气体分子速率都变 大，B、D错误。 提升练习 11.AD【解析】由题表可知，7月比1月气温高， 空气分子无规则热运动加剧，A正确，B错误；7月比 1月大气压强小了，而分子热运动的平均动能大了，平 均每个分子对地面的冲力大了，所以单位时间内空气分 子对地面的撞击次数必然减少，才能使大气压强减小， C错误，D正确。 12.CD【解析】理想气体，分子间的作用力可以忽 略不计，容器内封闭气体压强，是器壁单位面积上受到 大量气体分子的频繁碰撞而产生的持续、均匀的压力引 起的，跟分子力无关，A错误；密闭容器中的气体内部 若达到平衡状态，则各处的压强均相等，B错误；地面 附近的大气压强是由于空气受到重力，如果没有地球引 力作用，地球表面就没有大气，C正确；两种压强最终 都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而实 现的，D正确。 >4.分子动能和分子势能 基础练习 1.D【解析】温度是分子平均动能的标志，温度升 高，分子平均动能增加；温度降低，分子平均动能减 少：但并不是每个分子的动能都变化，温度是大量分子 的统计结果，对少数几个分子谈温度是没有意义的，故 D正确。 2.B【解析】温度是分子平均动能的标志，温度相 同，分子热运动平均动能相同，A错误，B正确；即使 物体的温度为0℃，物体内分子的热运动永不停息，分 子的平均动能不能为0，C错误；做加速运动的物体 由于速度越来越大，物体的动能越来越大，但温度不一 定升高，物体分子的平均动能不一定增大，D错误。 3.CD【解析】温度是大量分子做热运动平均动能 的标志，对个别分子是没有意义的，单个分子的动能、 速率是随时变化的，因此是没有意义的，A、B错误； 参考答案与解析。 氧气与氢气温度相同，分子的平均动能相等，但氧气分 子的质量大于氢气分子质量，所以氧气分子的平均速率 比氢气分子的平均速率小，C正确；气体分子做无规则 热运动的动能不为0，故平均速率不为0，D正确。 4.C【解析】由于氢气和氧气的温度相同，因此它 们分子运动的平均动能相同，但并不是每个分子的动能 都相同，A错误：又由于氧的摩尔质量大于氢的摩尔质 量，质量相等的氧气和氢气的分子数目不相等，氢气的 分子个数较多，氢气内部分子的总动能较大，B、D错 误，C正确。 5.C【解析】两个相距较远的分子仅在分子力作用 下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，当分子间 距大于时，分子力表现为引力，分子力先增大后减 小；当分子间距小于时，分子力表现为斥力，分子力 随分子间距离减小而增大，A错误；整个过程中，分子 力先是引力后是斥力，故先做正功后做负功，B错误； 由动能定理，只有分子力做功，先做正功后做负功，动 能先增大后减小，C正确；由分子力做功和分子势能变 化关系，分子力先做正功后做负功，故分子势能先减小 后增大，D错误。 6.D【解析】由分子力做功与分子势能变化关系可 知，分子力做正功时，分子势能减小，B错误；分子力 做正功有两种可能性：一是r<0,分子力表现为斥力， 当分子间距离增大时，分子力做正功；二是>，分子 间表现为引力，且分子间距离减小时，分子力做正功， A、C错误，D正确。 7.AC【解析】在>阶段，两分子间的斥力和引力 的合力F表现为引力，两分子在分子力作用下，由静止 开始相互接近，F做正功，分子动能增加，势能减小， A正确；在r<了阶段，两分子间的斥力和引力的合力F 表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增大，B 错误；由很远处到=位置的过程中，分子力一直做正 功，分子势能不断减小，两分子相距无穷远处时分子势 能为0，故在=位置分子势能为负值，D错误；由=To 位置分子间距再减小时，分子力为斥力，分子力做负 功，分子势能开始增加，故在=分子势能最小，动能 最大，C正确。 8.B【解析】温度是物体中分子平均动能的标志， 温度升高则其分子平均动能增大，反之，其分子平均动 能减小，A错误，B正确；物体的内能是物体内所有分 子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、 体积、物质的量和物体所处的状态，单从温度的变化， 无法确定内能的变化，故C、D错误。 9.D【解析】质量相同的两种物体，升高相同的温 度时，因分子总数和体积变化情况不一定相同，内能变 化不一定相同，故A错误；不同质量的同种物体，摩尔 质量相同，但物质的量不同，即分子总数不同，内能不 一定相同，B错误；内能与机械能无关，运动物体的内 45 高中物理选择性必修第三册（人教版） 能与静止物体的内能无法比较，C错误；温度是分子平 均动能的标志，只要温度相同，分子平均动能就相同， D正确。 10.AB【解析】机械能是指宏观物体动能、重力势 能、弹性势能之和，内能是指分子动能、分子势能之 和，有本质的区别，A错误；物体的分子运动永不停 息，内能不能为0，但物体机械能可以为0，B错误，C 正确；机械能、内能是不同性质的能量，在一定条件下 可相互转化，但没有必然的联系，机械能变化是因为重 力和弹力以外的力对物体做了功，物体温度、体积、状 态、物质量不变，内能就不变，D正确。 提升练习 11.AC【解析】由于从10ro处到ro处，分子力一直 做正功，分子势能不断减小，分子动能不断增大，选项 A正确；到=处分子势能最小，但分子势能不一定为 0,选项B错误；时，分子力为斥力，随着两分子间 距离进一步减小，分子力做负功，分子势能增大，分子 动能减小，选项C正确：对于单个分子而言，温度没有 任何意义，温度是分子平均动能的标志，选项D错误。 12.d:(d+L)【解析】由功能关系，产生的内能等 于阻力与两者相对位移大小的乘积，即Q=F,子弹损 失的动能等于它克服阻力所做的功，在子弹受到阻力的 过程中，它发生的位移等于打入深度d与木块移动的距 离L之和，则有E=Fd+L),所以Q:E=d:(d+L)。 >“情境题专项 1.D【解析】a克拉钻石的质量为0.2ag,得物质的 量为0,24(mol),所含分子数为0.2a,故选项A、B M 正确；每个钻石分子的体积V=10(m),固体分子看 PNA 作球休，测专R号=号。山，联立解得分子 、直径6x0《(m,故选项C正确；a克拉钻石的 体积为02ax10(m),选项D错误。 2.ACD【解析】布朗运动是悬浮在液体或气体中的 固体小颗粒的无规则运动，所以气溶胶微粒的运动是布 朗运动，故选项A正确；气溶胶微粒能长时间悬浮在空 气中是因为周围空气分子对气溶胶微粒的不平衡碰撞引 起的布朗运动，而不是空气的浮力作用，故选项B错 误：气溶胶微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子 越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而其运 动越明显，故选项C正确：根据布朗运动特点，环境温 度越高，气溶胶微粒的运动越明显，故选项D正确。 3.BD【解析】PM5是指直径小于或等于2.5m的 颗粒物，PM25的尺寸远大于空气中氧分子的尺寸的数量 级，故选项A错误；PM25在空气中的运动是固体颗粒 46 的运动，属于布朗运动，故选项B正确：PM受到大 量空气分子的无规则碰撞，温度越高，PM5的运动越 剧烈，故选项C错误；空气分子对PM5中小一些的颗 粒的撞击更不均衡，这些颗粒的运动比其他颗粒更为剧 烈，故选项D正确。 4.D【解析】蜡烛燃烧后，灯笼内温度升高，部分 气体分子将从灯笼内部跑到外部，所以灯笼内分子总数 减少，故分子密集程度减小，故选项A错误；灯笼内温 度升高，分子的平均速率增大，故选项B错误：灯笼始 终与大气连通，压强不变，灯笼内气体为灯笼的容积， 体积不变，故选项C错误：温度升高，气体分子的平均 速率增大，单位时间内、单位面积上分子对器壁碰撞的 平均作用力增大，而气体压强不变，所以单位时间内， 与单位面积器壁碰撞的分子数减少，故选项D正确。 5.D【解析】温度是分子平均动能的标志，因为负 压病房的温度和外界温度相同，负压病房内气体分子的 平均动能等于外界环境中气体分子的平均动能，但是负 压病房内每个气体分子的动能不一定都小于外界环境中 每个气体分子的动能，选项A、B错误；负压救护车速 度大，指机械运动的速度大，即机械运动的动能大，而 分子的平均动能是指分子热运动的动能，只与温度有 关，与物体宏观运动快慢无关，选项C错误；负压病房 内的压强较小，温度与外界相同，则分子密集程度较 小，即负压病房内单位体积气体分子的个数小于外界环 境中单位体积气体分子的个数，选项D正确。 6.A【解析】充气过程中，壶内气体温度不变，气 体分子数目增加，所以壶内气体内能增加，A正确；将 阀门打开后壶内气体膨胀，压强减小，选项B错误；将 阀门打开后壶内气体的分子数目减少，内能减少，选项 C错误；从喷壶中喷出的水雾是小水滴的运动，不属于 分子运动，即不属于扩散现象，选项D错误。 7.(1)5×10kg(2)2×1024个(3)3×10-9m 【解折】()一个氨气分子的质量m=兴，代入数字， 解得m≈5×10-kg。 (2)设气囊内氮气的物质的量为n,则有n=pV M N=n.NA,解得V≈2x104个。 (3)气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一 个边长为r的立方体，则有户产大，解得3x10°m。 >"感知高考 1.C【解析】分子间距离大于时，分子间作用力 表现为引力，A错误；分子从无限远靠近到距离处 过程中，引力做正功，分子势能减小，则在处分子 势能最小，B错误，C正确；继续减小距离，分子间作 用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增大，D 错误。