第1章 4 分子动能和分子势能（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（人教版 江苏北京专用）

第一章　分子动理论 4　分子动能和分子势能 基础过关练 题组一　分子动能 1.(2025黑龙江哈尔滨期中)关于温度与分子的动能,下列说法正确的是(　　) 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 2.(2025江苏镇江期中)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中,温度保持不变,体积增大,则在此过程中关于气泡中的气体,下列说法中正确的是(　　) A.气体分子的平均速率减小 B.气体分子的平均速率增大 C.气体分子的平均动能减小 D.气体分子的平均动能不变 3.(2025湖北随州月考)有甲、乙两种不同的气体,如果甲气体分子的平均速率比乙气体分子的平均速率大,则(　　) A.甲气体的温度一定高于乙气体的温度 B.甲气体的温度一定低于乙气体的温度 C.甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度 D.甲气体的每个分子都比乙气体的分子运动得快 题组二　分子势能 4.(2025江苏常州期中)如图所示,若一分子a固定于坐标原点O,另一分子b从x轴上P点沿x轴向O点运动,当b运动到Q点时,两分子间的作用力为零,规定两分子相距无穷远时它们的分子势能为零。下列说法正确的是(　　) A.b运动到Q点时,分子势能为零 B.b从P点运动到Q点过程中,a、b间斥力一直增大 C.b从P点运动到Q点过程中,两分子之间只存在引力作用 D.b从P点运动到Q点过程中,分子势能先减小后增大 5.(2025河南南阳期中)分子甲和乙相距较远(此时分子间作用力可以忽略),设甲分子固定不动,乙分子以某一初速度开始逐渐向甲靠近直到不能再靠近,在这个过程中,若乙分子只受到甲分子对它的作用力,下列说法正确的是(　　) A.分子间作用力总对乙做正功,分子势能减小 B.乙总是克服分子间作用力做功,分子势能增大 C.乙先是克服分子间作用力做功,然后分子间作用力对乙做正功,分子势能先增大后减小 D.先是分子间作用力做正功,然后乙克服分子间作用力做功,分子势能先减小后增大 6.(2025辽宁沈阳期中)如图所示,将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0表示作用力表现为斥力,F<0表示作用力表现为引力,A、B、C、D为x轴上四个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,设两分子间距离为无穷远时,分子势能Ep=0。若乙分子只受到甲分子对它的作用力,下列选项中分别表示乙分子的加速度、速度、动能、分子势能与两分子间距离的关系,其中可能正确的是(　　) 　　 　　 7.(2025浙江宁波期末)如图甲所示,将两个完全相同、质量均为m的分子A、B同时从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放,图乙为这两个分子的分子势能随分子间距离变化的图像,当分子间距离分别为r1、r2和r0时,两分子之间的分子势能为E1、0和-E0。取分子间距离为无穷远时分子势能为零,整个运动过程只考虑分子间的作用力,下列说法正确的是(　　) 　　 A.分子A、B的最大动能均为 B.当分子间距离为r0时,两分子之间的作用力最大 C.当分子间距离为无穷远时,分子B的速度大小为 D.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中,它们之间的分子势能先减小后增大再减小 8.(2025山东滨州期末)用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子间作用力时的运动。如甲图所示,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,B分子的速度v随位置x的变化关系如乙图所示。取无穷远处分子势能为零,下列说法正确的是(　　) 　　 A.A、B分子刚释放时分子间作用力表现为引力 B.A、B间距离为2x1时分子间作用力为零 C.A、B系统的分子势能最小值为m-m D.释放时A、B系统的分子势能为m 题组三　物体的内能 9.(2025江苏苏州期末)关于物体的内能,下列叙述正确的是(　　) A.温度高的物体比温度低的物体内能大 B.物体的内能不可能为零 C.内能相同的物体,它们的分子的平均动能一定相同 D.内能不相同的物体,它们的分子的平均动能一定不相同 10.(2025黑龙江齐齐哈尔期中)关于物体的内能和分子势能,下列说法中正确的是(　　) A.物体的速度增大,则分子的动能增加,内能也一定增加 B.物体温度不变,内能可能变大 C.物体的内能与温度有关,与物体的体积无关 D.把物体举得越高,分子势能越大 11.(2025湖南郴州期中)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.它们的分子数目不相同,氧气的分子数目大 B.它们的分子数目相同,分子的平均动能不相同 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 答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.C 2.D 3.C 4.B 5.D 6.A 7.A 8.B 9.B 10.B 11.C 1.C　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不为零,因为分子的无规则运动不会停止,A错误;温度降低时分子的平均动能减小,并非每个分子的动能都减小,B错误;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;物体的运动速度增大,物体内分子的热运动不一定加剧,则物体的温度不一定升高,D错误。 名师点津 　　理解分子动能的三点注意 　　(1)温度是分子平均动能的“标志”,或者说温度是分子平均动能的“量度”,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,与单个分子的动能没有关系。 　　(2)每个分子都有动能且不为零,热现象是大量分子无规则运动的统计规律,对于个别分子动能没有实际意义。 　　(3)温度高的物体,分子的平均速率不一定大,还与分子质量有关。 2.D　气泡在上升的过程中,内部气体温度不变,气体分子的平均动能不变,气体分子的平均速率不变,故A、B、C错误,D正确。 3.C　温度是气体分子平均动能的标志,而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关,还与分子的质量有关,本题涉及两种不同气体,它们的分子质量无法比较,因而无法比较两种气体温度的高低,A、B错误,C正确;甲气体分子的平均速率大,并不能说明甲气体的每个分子都比乙气体的分子运动得快,D错误。 4.B　当b运动到Q点时,两分子间的作用力为零,则分子b从P点运动到Q点过程中,分子间作用力表现为引力,分子间作用力做正功,分子势能减小,两分子相距无穷远时它们的分子势能为零,则b运动到Q点时,分子势能小于零,A、D错误;两分子间的引力和斥力随分子间距离的减小都增大,B正确;b从P点运动到Q点过程中,两分子之间同时存在着引力和斥力,C错误。 方法技巧 　　判断分子势能变化的两种方法 5.D　甲和乙相距较远时,此时分子间作用力为零,甲分子固定不动,乙以某一初速度开始向甲靠近到分子间距离为r=r0的过程中,由于r>r0,分子间作用力为引力,分子间作用力做正功,分子势能越来越小,r=r0时分子势能最小;乙分子从分子间距离为r=r0到不能再靠近甲的过程中,由于r<r0,分子间作用力为斥力,分子间作用力做负功,分子势能增加,综上可知先是分子间作用力对乙做正功,然后乙克服分子间作用力做功,分子势能先减小后增大,A、B、C错误,D正确。 方法技巧 　　分子间的作用力、分子势能与分子 间距离的关系问题的解题技巧 　　首先找到平衡位置,明确分子处于此位置时分子间的作用力为零,分子势能最小;其次明确分子间距离是如何变化的,判断分子间的作用力做正功还是负功;最后根据分子间的作用力做功与分子势能变化的关系得出结论。 6.A　由牛顿第二定律可知,加速度大小与合力的大小成正比,方向与合力的方向相同,可知a-x图线的形状与F-x图线的形状相同,故A正确;把乙分子从A处由静止释放,乙分子在甲分子的引力作用下向甲分子加速运动,运动到C点时速度最大(破题关键),乙分子继续向甲分子靠近,乙分子在甲分子的斥力作用下开始减速,速度减为零时距离甲分子最近,故B错误;分子的动能不可能为负值,故C错误;由题知两分子间距离为无穷远时,Ep=0,则乙分子在A处时分子势能为负值,根据能量守恒可知,乙分子的分子势能不可能增大到正值,故D错误。 7.A　当分子间距离为r0时,两分子之间的分子势能为-E0,此时两分子的动能最大,减少的分子势能为ΔEp=E1-(-E0)=E1+E0,根据能量守恒,减少的分子势能转化为两分子的动能,又因为分子A、B质量相等,故分子A、B的最大动能均为EkA=EkB=,故A正确;当分子间距离为r0时,两分子之间的分子势能最小,两分子间作用力为零,故B错误;当分子间距离为无穷远时,减少的分子势能全部转化为两分子的动能,则E1=2×mv2,解得分子B的速度大小为v=,故C错误;分子势能是标量,正负表示大小,故两分子从静止释放到相距无穷远的过程中,它们之间的分子势能先减小后增大,故D错误。 名师点津 　　分子势能是A、B组成的系统所共有的,系统在只有分子间作用力做功的情况下,动能和分子势能的总和保持不变,系统的分子势能减少多少,两个分子的总动能则增加多少;另外,本题还需要注意,分子势能最小时,分子间作用力为零。 8.B　由图乙可知,B分子刚释放时沿x轴正方向加速运动,所以B分子刚释放时分子间作用力表现为斥力,故A错误;B分子在x1处速度最大,加速度为0,即两分子间的作用力为0,根据A、B运动的对称性可知,此时A、B分子间的距离为2x1,故B正确;由题意可知,无穷远处的分子势能为0,由图乙可知B分子在无穷远处的速率为v2,两分子相距无穷远时的总动能为Ek=2×m=m,由能量守恒可知,释放时A、B系统的分子势能等于相距无穷远时A、B系统的总动能,速度最大时,系统的动能最大,分子势能最小,根据能量守恒可知,A、B系统的分子势能最小值为Epmin=m-×2m=m-m,故C、D错误。 9.B　温度高低只反映分子的平均动能的大小,由于物体的内能跟物体温度、体积、物质的量有关,所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大,A错误;内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和,分子在永不停息地做无规则运动,所以内能永不为零,B正确;内能相同的物体,它们的温度可能不相同,所以它们的分子的平均动能可能不相同,C错误;内能不同的物体,它们的温度可能相同,则它们的分子的平均动能可能相同,D错误。 10.B　物体的速度增大,物体的动能增大,增加的是物体的机械能,而物体的内能跟物体的温度、体积和物质的量有关,内能不一定增加,故A错误;物体的内能为物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,分子热运动的平均动能由温度决定,分子势能与物体的体积有关,当发生物态变化时,物体的温度有可能不变,此时分子的平均动能不变,但分子势能可能变大,物体的内能可能增大,故B正确;物体的内能由物体的物质的量、温度、物体的体积共同决定,故C错误;把物体举得越高,物体的重力势能越大,分子势能与物体的高度无关,故D错误。 归纳总结 内能和机械能的区别与联系 内能 机械能 对应的 运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 常见的 能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能 影响因素 物体的物质的量、温度、体积 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量 大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零 联系 在一定条件下可以相互转化 11.C　水和水蒸气的相对分子质量相同,摩尔质量相同,故18 g的水和18 g的水蒸气的分子数相同,为N1=N2= mol×NA=6.02×1023(个),32 g的氧气分子数为N3= mol×NA=6.02×1023(个),故N1=N2=N3,温度是分子热运动平均动能的标志,三者温度相同,故分子的平均动能相同,但18 g的水蒸气的分子势能比18 g的水的分子势能大,故18 g的水蒸气的内能比18 g的水的内能大,C正确,A、B、D错误。 11 学科网（北京）股份有限公司 $