课时测评4 分子动能和分子势能-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（人教版）

课时测评4　分子动能和分子势能 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－5题，每题4分，6－13题，每题5分，共60分) 1.(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，分子的平均动能增加 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 答案：BD 解析：温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子的平均动能增加，但个别分子的动能可能减小，A错误，B正确；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，C错误，D正确。 2.(鲁科版选择性必修第三册·P8·T5)分子势能随分子间距离变化的图像如图所示。据图分析可得(　　) A.r1处为分子平衡位置 B.r2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.r＜r1时，r越小，分子势能越大，分子间仅有斥力存在 答案：B 解析：r2处分子势能最小，为分子平衡位置，A、C错误，B正确；由题图可知，r＜r1时，r越小，分子势能越大，但这时分子间斥力和引力仍同时存在，D错误。 3.关于物体的内能，下列说法正确的是(　　) A.水的内能比冰的内能大 B.物体所处的位置越高，分子势能越大 C.一定质量0 ℃的水结成0 ℃的冰，内能一定减少 D.相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能 答案：C 解析：物体的内能与物体的温度、体积和物质的量有关，且受物态变化影响，由题给条件无法确定水与冰的内能大小关系，故A错误；物体所处的位置越高，重力势能越大，分子势能与物体所处的高度无关，故B错误；一定质量0 ℃的水结成0 ℃的冰，必须向外释放能量，可知内能一定减少，故C正确；物体的内能与物体的运动状态无关，相同质量的两个同种物体，运动物体的内能不一定大于静止物体的内能，故D错误。故选C。 4.(多选)18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时(　　) A.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大 B.它们的分子数目相同，分子的平均动能相同 C.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大 D.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同 答案：BC 解析：水和水蒸气的质量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，为N1＝N2＝×6.02×1023＝6.02×1023，32 g的氧气分子数为N3＝×6.02×1023＝6.02×1023，故N1＝N2＝N3；温度是分子平均动能的标志，温度相同，分子平均动能相同，所以三者的分子平均动能相同，但水蒸气的分子势能比水大，内能包括分子势能和分子动能，水蒸气的内能比水大，故B、C正确，A、D错误。 5.一定质量的乙醚液体全部蒸发，变为同温度的乙醚气体，在这一过程中(　　) A.分子引力增大，分子斥力减小 B.分子势能增加 C.乙醚的内能不变 D.分子平均动能增加 答案：B 解析：乙醚液体变为同温度的乙醚气体后，分子间距离增大，分子引力和斥力都减小，但斥力减小得比引力快，分子间作用力表现为引力，分子克服引力做功，所以分子势能增加，故A错误，B正确；由于乙醚的温度不变，所以分子平均动能不变，而乙醚的内能等于所有分子的势能与动能的总和，所以乙醚的内能增加，故C、D错误。故选B。 6.取分子间距离r趋近于无穷大时，分子势能为零。如图为分子势能随分子间距离r变化的图像，则下列说法正确的是(　　) A.将两个分子从相距r＝r2处释放，它们将相互远离 B.将两个分子从相距r＝r2处释放，它们将相互靠近 C.将两个分子从相距r＝r1处释放，它们相互远离的过程中加速度一定先减小，然后一直增大 D.将两个分子从相距r＝r1处释放，当r＝r2时它们的速度最大 答案：D 解析：由题图可知，两个分子距离为r＝r2时分子势能最小，则r2为平衡距离，分子间的作用力恰好为0，所以将两个分子从r＝r2处释放，它们既不会相互远离，也不会相互靠近，故A、B错误。由于r1＜r2，可知两个分子距离为r＝r1时分子间作用力表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子间作用力减小；当r＞r2时，分子间作用力表现为引力，先增大后减小，则将两个分子从相距r＝r1处释放，它们相互远离的过程中加速度先减小后增大再减小，故C错误。由C项分析知，将两个分子从相距r＝r1处释放，它们相互远离，分子间作用力先表现为斥力，分子之间的距离将增大，分子间作用力做正功，分子的速度增大；当分子之间的距离大于r2时，分子间作用力表现为引力，随距离的增大，分子间作用力做负功，分子的速度减小，所以当r＝r2时它们的速度最大，故D正确。故选D。 7.(多选)分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。若甲分子固定于坐标原点O，乙分子从某处(分子间的距离大于r0小于10r0)静止释放，在分子间作用力的作用下靠近甲，则下列说法正确的是(　　) A.乙分子所受甲分子的引力逐渐增大 B.乙分子靠近甲分子的过程中，乙分子的动能逐渐增大 C.当乙分子与甲分子的距离为r＝r0时，乙分子的速度最大 D.当乙分子与甲分子的距离为r＝r0时，乙分子的势能最小 答案：ACD 解析：乙分子靠近甲分子的过程中，随分子间距离的减小，乙分子所受甲分子的引力逐渐增大，A正确；乙分子靠近甲分子的过程中，分子间作用力先做正功后做负功，分子动能先增加后减小，B错误；当乙分子与甲分子的距离r＞r0时，分子间作用力表现为引力，则分子间作用力做正功，势能减小，当乙分子与甲分子的距离r＜r0时，分子间作用力表现为斥力，则分子间作用力做负功，势能增大，所以乙分子与甲分子的距离为r＝r0时，乙分子的速度最大，势能最小，C、D正确。 8.(多选)(2025·四川绵阳高二期末)两个氢气分子在外力作用下相距较近，撤去外力后仅在相互的分子间作用力作用下由静止开始运动，相互远离直至相距很远。在此过程中，下列说法正确的是(　　) A.两个氢气分子间的作用力先是斥力，后是引力 B.两个氢气分子间的作用力大小先增大，后减小 C.两个氢气分子动能先增大，后减小 D.两个氢气分子势能和动能之和不变 答案：ACD 解析：两个氢气分子开始相距较近，表现为斥力，当分子距离大于r0时两个氢气分子间表现为引力，故两个氢气分子间的作用力先是斥力，后是引力，两个氢气分子间的作用力大小先减小，后增大，再减小，故A正确，B错误；分子间作用力先做正功，后做负功，则两个氢气分子动能均先增大，后减小，因为只有分子间作用力做功，则两个氢气分子势能和动能之和不变，故C、D正确。 9.假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者的分子间作用力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者的分子间作用力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是(　　) A.图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子间作用力随分子间距离变化的图线 B.在无穷远到r0的过程中，分子间作用力对分子B做负功 C.在分子B靠近分子A的过程中，分子间作用力一直增加 D.若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子间作用力作用下分子B运动到r0处速率最大 答案：D 解析：在r0处分子间作用力为0，在大于r0处分子间作用力表现为引力，分子B从无穷远处到r0的过程中，分子间作用力做正功，分子势能减小，在r0处分子势能最小，故题图1为分子间作用力随分子间距离变化的图线，题图2为分子势能随分子间距离变化的图线，A、B错误；随着距离的减小，分子间作用力先增加后减小再反向增加，C错误；从较远处到r0的过程中，分子间作用力做正功，速率增大，距离小于r0时分子间作用力做负功，速率减小，故在r0处速率最大，D正确。故选D。 10.(2025·黑龙江哈尔滨高二期末)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　) A.温度越高，分子的无规则运动越剧烈 B.分子间同时存在引力和斥力，且引力总是大于斥力 C.扩散现象只能发生在气体之间 D.分子间距离增大时，分子势能一定增大 答案：A 解析：温度越高，分子的无规则运动越剧烈，故A正确；分子间同时存在引力和斥力，当分子之间的距离小于平衡位置的距离时，分子间的引力小于斥力，故B错误；扩散现象可以发生在固体、液体和气体之间，故C错误；当分子间作用力为斥力时，随着分子间的距离增大，分子间作用力做正功，则分子势能减小，故D错误。 11.(2025·广东广州高二期末)下列说法正确的是(　　) A.“破镜难圆”说明分子间存在斥力 B.1 克100 ℃的水与1 克100 ℃的水蒸气的内能相等 C.汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到笛声音调变高 D.在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动是布朗运动 答案：C 解析：“破镜难圆”是因为分子间的距离过大，分子间的作用力几乎为零，不能说明分子间存在斥力，故A错误；1克100 ℃的水变为1克100 ℃的水蒸气，需要吸收热量，内能增大，所以前者的内能要小于后者，故B错误；汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到笛声音调变高，这是多普勒效应现象，故C正确；布朗运动是指悬浮在气体或液体中的微粒所做的永不停息的无规则运动，肉眼是无法观察到的，在较暗的房间里，看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是布朗运动，故D错误。 12.(多选)一篮球从一定的高度下落，球内的气体分子在做无规则运动的同时，还参与竖直向下的落体运动。不计阻力，整个过程中，篮球温度、体积不变。下列说法正确的是(　　) A.篮球动能增大，球内的气体分子动能也增大 B.重力对篮球做正功，球内的气体分子势能不变 C.球内气体的内能减小 D.重力对篮球所做的功不能改变球内气体的内能 答案：BD 解析：重力对篮球做正功，篮球重力势能减小，动能增大，篮球温度不变，球内的气体分子动能不变，篮球体积不变，球内的气体分子势能不变，A错误，B正确；由于不计阻力，所以篮球的机械能不变，由上述分析可知球内气体分子动能和分子势能不变，所以球内气体内能不变，C错误；由上述分析可知重力对篮球所做的功不能改变球内气体的内能，D正确。 13.(多选)用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子间相互作用力的作用下运动。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，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无穷远处分子势能为零，下列说法正确的是(　　) A.A、B间距离为x1时分子间作用力为零 B.A、B间距离为2(x1－x0)时分子间作用力为零 C.刚释放时A、B系统的分子势能为m D.A、B间分子势能最小值为m－m 答案：CD 解析：由题图乙可知，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间距离为2x1，故A、B错误；由题图乙可知，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×m＝m，由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由能量守恒可知，刚释放时A、B系统的分子势能为m，故C正确；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＝m－2×m＝m－m，故D正确。 学生用书⬇第19页 学科网（北京）股份有限公司 $