1.4 分子动能和分子势能 基础练习卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

分子动能和分子势能基础练习卷 一、单选题 1．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子（图中未画出）位于r轴上，为平衡位置．取甲、乙两分子相距无穷远时分子势能为零，则将乙分子从处沿r轴移向处的过程中，甲、乙两分子的（    ） A．分子间作用力先增大后减小，分子势能一直增加 B．分子间作用力先减小后增大，分子势能一直增加 C．分子势能先增加后减少，分子间作用力一直减小 D．分子势能先减少后增加，分子间作用力一直减小 【答案】A 【详解】将乙分子从处沿r轴移向处的过程中，分子间作用力先增大后减小，分子引力做负功，分子势能一直增加。 故选A。 2．下列说法中正确的是（　　） A．物体的内能不可能为0 B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同 C．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的 D．一定质量的某种气体压强不变时，随温度升高，气体分子单位时间内对器壁单位的面积的平均撞击次数增多 【答案】A 【详解】A．构成物质的分子在永不停息地做无规则运动，即分子的平均速率不等于0，分子的平均动能不等于0，可知，物体的内能不可能为0，故A正确； B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均动能相同，由于分子的质量不同，则平均速率不相同，故B错误； C．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动具有一定的统计规律，故C错误； D．一定质量的某种气体压强不变时，温度升高，气体分子运动的平均速率增大，一个分子撞击器壁的平均作用力增大，由于压强一定，则气体分子单位时间内对器壁单位的面积的平均撞击次数减少，故D错误。 故选A。 3．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体运动的越快，其内能一定越大 B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能也越大 C．物体的温度越高，内能越大 D．物体的温度不变时，内能可能增加 【答案】D 【详解】A．物体的内能与宏观物体的运动速度无关，故A错误； B．物体分子势能与宏观物体的高度无关，故B错误； CD．物体的内能由物体的温度和体积共同决定，故C错误，D正确。 故选D。 4．如图甲所示，分子固定，分子从无穷远处向移动，最终两分子间距离为（）。图乙为分子间作用力随距离的变化曲线，图丙为分子势能随距离的变化曲线，取无穷远处。下列说法正确的是（　　） A．当分子间距离从（）减小到时，分子力对做正功，分子势能增大 B．当分子间距离为时，分子间作用力为零，分子势能也为零 C．当分子间距离从减小到时，分子力表现为斥力，分子势能逐渐减小 D．无论分子间距离如何变化，分子势能最低点总对应分子间作用力为零的位置 【答案】D 【详解】A．当分子间距离从（）减小到时，分子力对做正功，分子势能减小，A错误； B．当分子间距离为时，分子间作用力为零，分子势能最小，B错误； C．当分子间距离从减小到时，分子力表现为斥力，分子势能逐渐增大，C错误； D．结合两图可知，无论分子间距离如何变化，分子势能最低点总对应分子间作用力为零的位置，D正确。 故选D。 5．下列说法正确的是（　　） A．当分子间距离减小时，分子势能一定减小 B．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力 C．对气体加热，气体的压强不一定增大 D．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增大 【答案】C 【详解】A．当分子间作用力表现为斥力时，分子之间的距离减小，则分子力做负功，分子势能增大，A错误； B．分子间的引力和斥力是同时存在的，B错误； C．对气体加热，则气体温度变化不确定，体积的变化也不确定，则气体的压强变化不确定，C正确； D．物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能会增大，但并非每个分子的动能都增大，D错误。 故选C。 6．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图所示，纵坐标未知。已知甲图与横坐标交点为，乙图最低点对应的横坐标为，取无穷远处分子势能。下列说法正确的是（　　） A．乙图像为分子力与分子间距离的关系图像 B．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先变大再变小 C．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先做负功再做正功 D．当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先变小再变大 【答案】D 【详解】A．根据图像可知，为平衡位置时分子之间的间距，在此位置，分子力为0，分子势能最小，可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，故A错误； B．结合上述可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，根据图像可知，当分子间距离从增大到的过程中，分子力先变小再变大之后变小，故B错误； C．结合上述可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，根据图像可知，当分子间距离从增大到的过程中，分子力先表现为斥力，后表现为引力，则分子力先做正功再做负功，故C错误； D．结合上述可知，乙图像为分子势能与分子间距离的关系图线，势能的正负表示大小，则当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先变小再变大，故D正确。 故选D。 7．设两个分子相距无穷远时分子势能为0，分子间距离为r0时分子间的作用力为0。下列说法正确的是（　　） A．分子间距离为r0时分子势能为0 B．分子间距离为r0时分子势能最小 C．分子间距离小于r0时分子势能为正 D．分子势能为负时，分子间距离小于r0 【答案】B 【详解】A．两个分子从相距无穷远处开始靠近，分子力表现为引力，则做正功，分子势能减小，到间距为时，分子力为零，分子势能达到最小值，依题意，两个分子相距无穷远时分子势能为0，故间距为时的分子势能为负值，A错误； B．由前面分析知B正确； C．分子间距从继续减小，分子间作用力为斥力，斥力做负功，分子势能从最小值（负值）逐渐增大，但在附近仍为负值，C错误； D．由前面分析可知，分子势能为负时，分子间距离可能大于、等于或小于，D错误。 故选B。 8．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图所示。将乙分子从A移动到D的过程中，两分子间的作用力和分子势能都增大的是（　　） A．从A到B B．从B到C C．从A至C D．从C到D 【答案】D 【详解】A．由图可知分子从A运动到B，分子力增大，分子间作用力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，故A错误； B．从B到C，分子力减小，分子间作用力表现为引力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误； C．从A到C，分子力先增大后减小，分子间作用力为引力，分子力做正功，分子势能减小，故C错误； D．从C到D，分子力增大，分子间作用力为斥力，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。 故选D。 9．关于分子动理论，下列说法中正确的是（    ） A．图甲中，花粉颗粒的运动就是花粉分子的无规则热运动 B．图乙为分子势能与分子间距的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 C．图丙中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力均为零 D．图丁中的茶鸡蛋颜色变深是布朗运动的结果 【答案】B 【详解】A．图甲中，花粉颗粒的运动是布朗运动，是由做无规则热运动的液体分子对花粉颗粒的撞击而形成的，反映的是液体分子的无规则热运动，故A错误； B．图乙中，分子间距为时，分子力为零，分子斥力与引力平衡，故B正确； C．图丙中，当两个相邻的分子间距离为时，分子力为零，即它们间相互作用的引力和斥力的合力为零，而引力和斥力相等，均不为零，故C错误； D．图丁中的茶鸡蛋颜色变深是扩散的结果，故D错误。 故选B。 10．玻璃杯中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则玻璃杯内（　　） A．冰分子的平均动能大于水分子的平均动能 B．水分子的平均动能等于冰分子的平均动能 C．一个水分子的动能一定大于一个冰分子的动能 D．一个水分子的动能一定等于一个冰分子的动能 【答案】B 【详解】AB．冰水混合物温度为0℃，冰、水温度相同，二者分子平均动能相同，故A错误，B正确； CD．相同温度的冰和水内个别分子的动能是随时变化的，比较个别分子的动能没有意义，故CD错误。 故选B。 二、多选题 11．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 【答案】AD 【详解】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。 12．一个仅由两个分子组成的系统。两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系如图所示。两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中（　　） A．两分子间作用力先增大后减小 B．两分子间作用力先减小后增大 C．两分子的分子势能一直增大 D．两分子的分子势能一直减小 【答案】AD 【详解】由两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系图像可知，两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中，分子力为引力，且两分子间作用力先增大后减小；引力一直做正功，两分子的分子势能一直减小，故AD正确，BC错误。 故选AD。 13．若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是（　　） A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少 C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大 D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少 【答案】AC 【详解】AB．温度升高，分子的平均动能变大，由于体积不变，所以分子间的分子势能不变，故内能变大，故A正确，B错误； CD．温度不变，分子的平均动能不变，体积增大，分子间距离变大，则分子力做负功，分子势能增加，内能增大，故C正确，D错误。 故选AC。 14．关于分子势能和物体体积的关系，下列说法正确的是（    ） A．当物体体积增大时，其分子势能必定增大 B．当物体体积增大时，其分子势能不一定增大 C．当物体体积减小时，其分子势能必定减小 D．当物体体积不变时，其分子势能一定不变 【答案】BD 【详解】AB．物体体积增大时，分子间可能是引力也可能是斥力，则分子力可能做正功也可能做负功，故分子势能可能减小也可能增大，A错误，B正确； C．同理可知，当体积减小时，分子势能可能增大也可能减小；C错误； D．如果物体的体积不变，分子间的距离不变，故分子势能也不变，D正确。 故选BD。 15．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 【答案】ABC 【详解】A．温度高的物体，分子平均动能一定大，内能不一定大，A正确； B．扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动，B正确； C．颗粒大小一定时，温度越高，布朗运动越显著，C正确； D．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。 故选ABC。 三、解答题 16．请根据图中的F-r图线和Ep-r图线分析说明在两个分子远离的过程中，分子力做功情况与分子势能、分子动能的变化情况。 分子相互作用力和分子势能与分子间距离的关系 【答案】见解析 【详解】由图可知 当时，分子力间的作用力表现为斥力，随着分子间距离增大，斥力减小；分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大； 当时，分子力为零，分子势能达到最小，分子动能最大； 当时，分子间的作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子力先增大后减小；分子力一直做负功，分子势能增大，分子动能减小。 17．分子力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）。 （1）当r＞r0时，分子间作用力表现为什么力？若r增大，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ （2）当r＜r0时，分子间作用力表现为什么力？若r减小，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ （3）当r＝r0时，分子势能有什么特点？ 【答案】（1）分子间作用力表现为引力，若r增大，分子力做负功，分子势能增加；（2）分子间作用力表现为斥力，若r减小，分子力做负功，分子势能增加；（3）分子势能最小。 【详解】（1）当分子距离大于平衡距离时，分子表现为引力，距离增大，所受分子力合运动方向相反，分子力做负功，动能减小，分子势能增大； （2）当分子距离小于平衡距离时，分子表现为斥力，距离减小，所受分子力和运动方向相反，分子力做负功，动能减小，分子势能增大； （3）当分子距离等于平衡距离时，所受分子力为零，分子势能最小。 【点睛】根据分子距离与平衡距离的关系，判断分子力和运动方向的关系，在根据功与能的关系，判断分子势能的变化。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 分子动能和分子势能基础练习卷 一、单选题 1．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子（图中未画出）位于r轴上，为平衡位置．取甲、乙两分子相距无穷远时分子势能为零，则将乙分子从处沿r轴移向处的过程中，甲、乙两分子的（    ） A．分子间作用力先增大后减小，分子势能一直增加 B．分子间作用力先减小后增大，分子势能一直增加 C．分子势能先增加后减少，分子间作用力一直减小 D．分子势能先减少后增加，分子间作用力一直减小 2．下列说法中正确的是（　　） A．物体的内能不可能为0 B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同 C．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的 D．一定质量的某种气体压强不变时，随温度升高，气体分子单位时间内对器壁单位的面积的平均撞击次数增多 3．关于物体的内能，下列说法正确的是（　　） A．物体运动的越快，其内能一定越大 B．物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能也越大 C．物体的温度越高，内能越大 D．物体的温度不变时，内能可能增加 4．如图甲所示，分子固定，分子从无穷远处向移动，最终两分子间距离为（）。图乙为分子间作用力随距离的变化曲线，图丙为分子势能随距离的变化曲线，取无穷远处。下列说法正确的是（　　） A．当分子间距离从（）减小到时，分子力对做正功，分子势能增大 B．当分子间距离为时，分子间作用力为零，分子势能也为零 C．当分子间距离从减小到时，分子力表现为斥力，分子势能逐渐减小 D．无论分子间距离如何变化，分子势能最低点总对应分子间作用力为零的位置 5．下列说法正确的是（　　） A．当分子间距离减小时，分子势能一定减小 B．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力 C．对气体加热，气体的压强不一定增大 D．物体温度升高，分子热运动加剧，所有分子的动能都会增大 6．分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图所示，纵坐标未知。已知甲图与横坐标交点为，乙图最低点对应的横坐标为，取无穷远处分子势能。下列说法正确的是（　　） A．乙图像为分子力与分子间距离的关系图像 B．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先变大再变小 C．当分子间距离从增大到的过程中，分子力先做负功再做正功 D．当分子间距离从增大到的过程中，分子势能先变小再变大 7．设两个分子相距无穷远时分子势能为0，分子间距离为r0时分子间的作用力为0。下列说法正确的是（　　） A．分子间距离为r0时分子势能为0 B．分子间距离为r0时分子势能最小 C．分子间距离小于r0时分子势能为正 D．分子势能为负时，分子间距离小于r0 8．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图所示。将乙分子从A移动到D的过程中，两分子间的作用力和分子势能都增大的是（　　） A．从A到B B．从B到C C．从A至C D．从C到D 9．关于分子动理论，下列说法中正确的是（    ） A．图甲中，花粉颗粒的运动就是花粉分子的无规则热运动 B．图乙为分子势能与分子间距的关系图，分子间距为时，分子斥力与引力平衡 C．图丙中，由两分子间作用力随距离变化的关系图线可知，当两个相邻的分子间距离为时，它们间相互作用的引力和斥力均为零 D．图丁中的茶鸡蛋颜色变深是布朗运动的结果 10．玻璃杯中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则玻璃杯内（　　） A．冰分子的平均动能大于水分子的平均动能 B．水分子的平均动能等于冰分子的平均动能 C．一个水分子的动能一定大于一个冰分子的动能 D．一个水分子的动能一定等于一个冰分子的动能 二、多选题 11．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 12．一个仅由两个分子组成的系统。两分子间的作用力F随分子间距离r的变化的关系如图所示。两分子从相距处由静止开始运动，直到相距为的过程中（　　） A．两分子间作用力先增大后减小 B．两分子间作用力先减小后增大 C．两分子的分子势能一直增大 D．两分子的分子势能一直减小 13．若某种实际气体分子之间的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是（　　） A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大 B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少 C．如果保持其温度不变，体积增大，内能增大 D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少 14．关于分子势能和物体体积的关系，下列说法正确的是（    ） A．当物体体积增大时，其分子势能必定增大 B．当物体体积增大时，其分子势能不一定增大 C．当物体体积减小时，其分子势能必定减小 D．当物体体积不变时，其分子势能一定不变 15．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 三、解答题 16．请根据图中的F-r图线和Ep-r图线分析说明在两个分子远离的过程中，分子力做功情况与分子势能、分子动能的变化情况。 分子相互作用力和分子势能与分子间距离的关系 17．分子力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）。 （1）当r＞r0时，分子间作用力表现为什么力？若r增大，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ （2）当r＜r0时，分子间作用力表现为什么力？若r减小，分子力做什么功？分子势能怎么变化？ （3）当r＝r0时，分子势能有什么特点？ 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $