第一章 第四节 分子动能和分子势能-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业word（人教版）

[基础达标练] 1．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的(　　) A．温度和体积　　　　 B．体积和压强 C．温度和压强 D．压强和温度 解析：A　[由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的动能宏观上取决于温度；分子势能由分子间作用力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积．因此A正确．] 2．(2021·河南开封检测)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　) A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大 B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小 C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小 解析：C　[当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力先增大，后减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确，D错误．] 3．相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法正确的是(　　) A．每个氧分子的动能都比氢分子的动能大 B．每个氢分子的速率都比氧分子的速率大 C．两种气体的分子平均动能一定相等 D．两种气体的分子势能一定相等 解析：C　[温度是分子平均动能的标志，氧气和氢气的温度相同，其分子的平均动能应相同，但分子的运动速率有的大，有的小，各个分子的动能并不相同，只是所有分子的动能的平均值相同．分子势能与分子间距离有关，即与体积有关，因此无法比较两种气体的分子势能，只有C选项正确．] 4．关于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是(　　) A．温度低的物体内能一定小 B．温度低的物体分子运动的平均动能一定小 C．温度升高时，物体的内能一定增加 D．做加速运动的物体，由于速度越来越大，物体分子的平均动能越来越大 解析：B　[温度低的物体分子平均动能小，内能不一定小，选项A错误，选项B正确；温度升高时，物体的分子平均动能增加，但物体的体积变化不确定，因此物体的内能不一定增加，选项C错误；做加速运动的物体，由于速度越来越大，动能越大，但温度不一定升高，物体分子的平均动能不一定增大，选项D错误．] 5．(多选)回收宇宙飞船的过程中，飞船在轨道上运行的高度逐渐降低，进入大气层，最后安全着陆．由于与大气的高速摩擦，使得飞船壳体外表温度上升到近两千摄氏度，从分子动理论和能量方面下列理解正确的是(　　) A．飞船壳体材料每个分子的动能均增大 B．飞船壳体材料分子的平均动能增大 C．飞船的内能向机械能转化 D．飞船的机械能向内能转化 解析：BD　[飞船壳体外表温度升高，说明分子的平均动能增大，故A错误，B正确；飞船的高度逐渐降低，与大气高速摩擦，机械能向内能转化，故C错误，D正确．] 6．(2021·安庆高二检测)两个分子甲和乙相距较远(此时分子力可以忽略)，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是(　　) A．分子力总对乙做正功，分子势能不断减小 B．乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大 C．乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后减小 D．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大 解析：D　[分子势能是由分子间相互作用力和分子间距离决定的能量．甲、乙两分子相距较远时，分子力可忽略，此时分子力为零，分子势能也为零；甲固定不动，乙向甲靠近直到r＝r0的过程中，由于r＞r0，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能越来越小，且比零小，为负值．r＝r0时分子势能最小；乙分子从r＝r0到不能再靠近甲的过程中，由于r＜r0分子力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加．所以先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大，选项D正确．] 7．如图所示为分子势能随分子间距离变化的图线，从图中分析可得到(　　) A．r1处为平衡位置 B．r2处为平衡位置 C．r→∞处，分子势能为最小值，分子间无相互作用力 D．若r<r1，r越小，分子势能越大，分子间仅有斥力存在 解析：B　[当分子处于平衡位置时，分子间作用力为零，分子势能最小，故A、C错误，B正确；若r<r1，r越小，分子势能越大，分子间的引力和斥力都存在，且都在变大，故D错误．] 8．下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的是(　　) 解析：B　[当r＝r0时，引力与斥力的合力为零，即分子力为零，A、D错误；当分子间的距离大于或小于r0时，分子间距离增大或减小，分子力做负功，分子势能增加，r＝r0时分子势能最小，B正确，C错误．] [能力提升练] 9．下列说法中正确的是(　　) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大 C．一定质量的0 ℃的冰融化成0 ℃的水，其内能没有变化 D．物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大 解析：D　[布朗运动的实质是液体分子不停地无规则撞击悬浮微粒，悬浮微粒受到来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡而导致的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故A错误；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故B错误；0 ℃的冰融化为0 ℃的水要吸热，内能增加，故C错误；温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分子的平均动能越大，故D正确．] 10．(多选)如图所示，甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示，A、B、C、D为横轴上四个特殊的位置；E为两虚线a、b的交点，现把乙分子从A处由静止释放，则由图像可知(　　) A．虚线a为分子间斥力变化图线，交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零 B．虚线b为分子间引力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小 C．实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达C点时分子势能最小 D．乙分子从A到C的运动过程中一直做加速运动 解析：AB　[分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，随分子间距离r的减小而增大，但斥力变化得快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，交点E说明分子间的引力、斥力大小相等，分子力为零，选项A、B正确；实线c为分子势能的变化图线，乙分子到达B点时分子势能最小，为负值，选项C错误；乙分子从A到C的运动过程中分子力先表现为引力，到达B点后表现为斥力，所以乙分子先做加速运动，后做减速运动，选项D错误．] 11．(多选)对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是(　　 ) A．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大 B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动 C．颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越显著 D．当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小 解析：ABC　[温度高的物体，分子平均动能一定大，内能不一定大，A正确；扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，B正确；颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越显著，C正确；当分子间的距离增大时，分子间作用力可能先增大后减小，D错误．] 12.(2021·广东东莞模拟)由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为　________　(填“引力”或“斥力”)．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图所示，图像中A、B、C三点的分子势能EpA、EpB、EpC的大小关系为　________　；能总体上反映小水滴表面层中的水分子Ep的是图中　________　(填“A”“B”或“C”)的位置． 解析：本题考查对分子力和分子势能的理解，在小水滴表面层中，水分子间距较大，故水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由题图可知，A、B、C三点的分子势能EpA、EpB、EpC的大小关系为EpA＞EpC＞EpB.当r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0，分子势能最小，故B点为分了间作用力为零的位置，即B点表示平衡位置，故表现为引力的位置为C点． 答案：引力EpA＞EpC＞EpB　C [创新应用练] 13．如图所示，是家庭生活中用壶烧水的情景．下列关于壶内分子运动和热现象的说法正确的是(　　) A．气体温度升高，所有分子的速率都增加 B．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加 C．一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和 D．一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故 解析：C　[气体温度升高，分子的平均速率变大，但是并非所有分子的速率都增加，选项A错误；一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变，则分子平均动能不变，选项B错误；一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子势能的总和，选项C正确；一定量气体如果失去容器的约束就会散开，这是因为气体分子杂乱无章的做无规则运动的缘故，选项D错误．] 14.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图像中表现出来，由图像回答： (1)从图中看到分子间距离在r0处，分子势能最小，试说明理由． (2)图中分子势能为零的点在什么位置？在这种情况下分子势能可以大于零，可以小于零，也可以等于零，对吗？ (3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？ 解析：(1)如果分子间距离约为10－10 m数量级，分子作用力的合力为零，此距离为r0，当分子距离小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大，如果分子间距离大于r0时，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间距离的增大而增大，从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小还是增大，分子势能都增大，所以说， 在平衡位置处分子势能最小． (2)由题图可知，分子势能为零的点在两个分子相距无穷远的位置，因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，据题图也可以看出；在这种情况下分子势能可以大于零，可以小于零，也可以等于零． (3)两个分子相距r0的位置分子势能最小，最小的分子势能为零，所以此种情况的特点为分子势能大于等于零． 答案：见解析 学科网（北京）股份有限公司 $