内容正文:
1.4 分子动能和分子势能五种题型(基础卷)
目 录
题型一 分子力与分子势能图像分析
题型二 分子动理论与内能概念判断
题型三 分子运动过程综合分析
题型四 速率分布与气体压强的微观解释
题型五 知识梳理与简答
题型一 分子力与分子势能图像分析
【解题技巧】(图像题先认坐标与特征点:分子力在平衡位置处为零,距离减小时斥力增长比引力快,合力先为零再表现为斥力;分子势能在平衡位置处最小,取无穷远处为零势能时该处为负值。由力与距离的图线看力的大小和方向变化,由势能与距离的图线看势能最值与做功情况,一条图线的斜率对应另一条图线的值。两分子从远处由静止释放,动能最大位置在平衡位置处,据此判断速度、加速度、势能的变化节奏。)
1.如图为两分子靠近过程中的示意图,r0为分子间平衡距离,下列说法正确的是( )
A.分子间距离大于r0时,分子间作用力表现为引力
B.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中,分子间作用力一直增大
C.分子从无限远靠近到距离r0处的过程中,分子势能先增大后减小且在r0处最小
D.分子间距离小于r0且减小时,分子势能在减小
2.如图所示,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分子力表现为斥力,F<0分子力表现为引力。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,选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系,其中大致正确的是( )
A. B.
C. D.
3.甲分子固定在坐标原点,乙分子位于轴上,甲、乙两分子间作用力与分子间距离的关系图线如图所示。现把乙分子从处由静止释放,则( )
A.乙分子从到过程中,甲、乙两分子间作用力一直做负功
B.乙分子从到过程中,分子势能减小至最小值
C.乙分子从到过程中,甲、乙两分子间的作用力先减小后增大
D.乙分子从到过程中,动能增大至最大值
4.分子之间有间隙,但是大量分子却能聚集在一起,说明分子之间存在着相互作用力。分子间作用力与分子间距离的关系如图所示,其中为平衡位置。下列说法正确的是( )
A.当分子间距离时,随着变大,分子间作用力先增大后减小
B.当分子间距离时,随着变大,分子势能先减小后增大
C.当分子间距离时,分子间仅存在斥力,不存在引力
D.当分子间距离时,分子间引力和斥力同时存在,但引力比斥力变化快
5.分子势能随分子间距离变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.从r1到r2,分子间仅有斥力存在 B.从r1到r2,分子间的作用力表现为引力
C.当r>r2时,r越大,分子势能越小 D.从r1到r2,分子间引力、斥力都减小
6.如图所示是分子间的分子力与分子势能随分子间距离变化的关系示意图。下列关于分子力和分子势能的描述,正确的是( )
A.当,,最大
B.当,分子间作用力的合力表现为引力
C.当,随着的增大,和均增大
D.当,随着的减小,和均增大
7.甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上。现把乙分子从r3处由静止释放,则( )
A.乙分子从r3到r2过程中表现为引力,从r2到r1过程中表现为斥力
B.乙分子从r3到r1的过程中分子势能增大后减小
C.乙分子从r3到r1的过程中动能先增大后减小
D.乙分子从r3到r1过程中,加速度方向不变
8.分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示,a、b、c位置处分子力、分子势能大小关系正确的是( )
A. B.为斥力 C. D.最小
9.微观世界的分子力可对比宏观世界弹簧的弹力来理解。如图1所示,两小球(均可视为质点)用轻质弹簧连接放置在光滑水平面上处于静止状态,在此情况下,两球的间距为L0;如图2所示,两分子处于平衡状态时,分子间距为r0,下列说法正确的是( )
A.对图1,两球的间距为L0时,弹簧对小球的引力与斥力等大反向
B.对图2,两分子的间距为r0时,分子力为0,分子引力与斥力均为0
C.对图1,当两球间距由L0逐渐减小时,弹簧对两球的弹力做功的代数和为正值,弹性势能增大
D.对图2,当两分子间距由r0逐渐减小时,分子力与分子势能均增大
10.规定两分子相距无穷远时分子势能为0,下列关于分子力与分子势能的说法正确的是( )
A.当分子势能为正值时,分子力表现为引力
B.当分子势能为正值时,分子力表现为斥力
C.当分子势能为负值时,分子力表现为引力
D.当分子势能为负值时,分子力表现为斥力
11.如图所示,用表示分子间的作用力,用表示分子间的分子势能,在两个分子间的距离由变为的过程中( )
A.先减小后增加再减小,不断减小 B.先减小后增加,不断减小
C.先增大后减小,不断增加 D.和都先增大后减小
12.图1、2中,一个是分子势能与分子间距离的关系图像,另一个是分子间作用力与分子间距离的关系图像,为平衡位置。现让相距较远的两分子仅在相互间分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,则在两分子相互接近过程中,由图像分析可知( )
A.分子间的作用力先增大后减小再增大
B.分子势能先增大后减小再增大
C.图1是分子势能与距离的关系图像
D.分子的动能先减小后增大
13.分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将分子A固定在坐标原点,分子B从相距r=r2处释放,仅考虑A、B两个分子间的作用,下列说法正确的是( )
A.从r=r2到r=r0,分子力的大小一直在减小
B.从r=r0到r=r1,分子间不仅有分子斥力,同时还存在分子引力
C.从r=r2到r=r0,分子势能先减小后增大
D.从r=r2到r= r0,分子动能先增大后减小
14.(多选)关于分子动理论及分子间的相互作用,下列叙述正确的是( )
A.图甲中曲线b是分子力与分子间距离的关系图,当时分子力体现为引力,且随r的增加而减小
B.图乙中当r等于时,分子势能最小
C.扩散现象说明分子间存在空隙
D.布朗运动是水分子的无规则热运动
15.(多选)如图,将甲分子固定于坐标原点O处,乙分子放置于r轴上距离O点很远的处,、、为r轴上的三个特殊位置,甲、乙两分子间的作用力F和分子势能随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示,现把乙分子从处由静止释放,下列说法正确的是( )
A.虚线为图线,实线为图线
B.当分子间距离时,甲、乙分子间作用力F为引力
C.乙分子从到的过程中,分子势能先减小后增大
D.乙分子从到的过程中,加速度a先增大再减小后增大
16.(多选)已知分子势能与分子间距离r的关系如图所示,为分子间的平衡位置,下列说法正确的是( )
A.当时,分子势能最小 B.当时,分子势能最小
C.当时,分子力为引力 D.当时,分子力为0
题型二 分子动理论与内能概念判断
【解题技巧】(概念判断紧扣三层关系:温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增大,但并非每个分子速率都增大;内能是物体内所有分子热运动动能与分子势能的总和,任何物体都有内能,机械能与内能是两个不同的概念;分子势能与分子间距离有关,物体体积变化通常伴随分子势能变化。逐项排查时警惕每个、都、一定等绝对化表述,注意题干问的是正确还是不正确。)
1.下列关于分子动理论的说法正确的是( )
A.一定质量的晶体在熔化的过程中分子的平均动能不变、分子势能增大
B.气体压强产生的原因是气体分子间有斥力
C.一定质量的气体在温度升高时各个速率区间的分子数均增加
D.质量一定的物体,其分子间作用力增大的过程,分子势能一定增大
2.陆游在诗作《村居书喜》中写到“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是( )
A.气体分子之间存在着空隙 B.气体分子之间存在着相互作用力
C.气体分子组成的系统具有分子势能 D.气体分子在永不停息地做无规则运动
3.上体育课时,老师将篮球从温度较低的器材室拿到操场上,在阳光的照射下球内的气体压强变大。与在器材室相比,操场上球内的气体( )
A.分子的平均动能更大 B.单位体积内分子的个数更多
C.所有分子的运动速率都更大 D.分子对篮球内壁单位面积的平均作用力更小
4.关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法不正确的是( )
A.一个物体温度升高,其内能一定增加
B.冬天时双手相互摩擦,手掌皮肤的温度升高,说明皮肤吸收热量内能增加
C.温度高的物体含有的内能不一定比温度低的物体含有的内能多
D.物体从外界吸热,温度不一定升高
5.关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.气体分子间有间隙,液体和固体分子间没有间隙
B.物体的温度升高时,构成物体的所有分子的速率都增大
C.布朗运动反映了组成固体颗粒的分子在做无规则运动
D.对两个分子构成的系统,分子间作用力为零时,分子势能最小
题型三 分子运动过程综合分析
【解题技巧】(释放类问题抓住能量转化主线:两分子从远处由静止释放,仅在分子力作用下,分子动能与分子势能之和保持不变;分子力先做正功后做负功,动能先增大后减小,在平衡位置处动能最大、速度最大;越过平衡位置后斥力做负功,动能减小直到速度为零,分子在最大势能处往复运动。结合图像读出特殊位置,按先判力、再判功、后判能的顺序逐项分析。)
1.下列说法中不正确的是( )
A.由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度低
B.图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图,连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹
C.由图丙可知,当分子间的距离时,分子间的作用力先增大后减小
D.由图丁可知,在r由变到的过程中分子势能减小
2.两个分子相距很远,现将其中一个分子固定而让另一个分子向固定的分子做直线运动,直到不能再靠近为止,则此过程中,下列说法正确的是( )
A.两分子间的引力变小而斥力变大
B.两分子间相互作用力随分子间距的减小而减小
C.运动分子的动能先增大后减小
D.两个分子系统的势能先增大后减小
3.如图甲所示,将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的和处由静止释放,获得B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。则以下说法正确的是( )
A.A、B两分子间的平衡距离为
B.A、B两分子间的平衡距离为
C.释放后,B分子的势能一直减小
D.释放后,B分子在处时分子势能最小
4.甲、乙两个分子开始时相距较远(此时分子间的作用力可以忽略),设甲固定不动,乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近,在整个过程中( )
A.分子间的作用力不变
B.分子间的作用力逐渐减小
C.分子间的作用力对乙分子先做正功后做负功,分子势能先减小后增加
D.分子间的作用力对乙分子始终做负功,分子势能增加
题型四 速率分布与气体压强的微观解释
【解题技巧】(速率分布曲线抓住统计意义:一定温度下分子速率呈中间多、两头少的分布,曲线与横轴围成的面积表示分子数占比,总和为百分百;温度升高,峰值向速率大的方向移动,但个别分子的速率可能减小。气体压强是大量分子频繁撞击器壁产生的,宏观上由温度与分子密集程度共同决定;平均动能增大或数密度增大都会使压强增大,注意平均速率与平均动能的区别。)
1.在容积固定的密闭容器内封有一定质量的理想气体,图中所示Ⅰ、Ⅱ两条曲线分别为该气体在两种不同温度下的分子速率分布曲线,纵坐标表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比。比较曲线Ⅰ和Ⅱ,下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ对应的气体温度更高
B.两条分布曲线与横轴围成的面积数值不相等
C.曲线Ⅱ状态下,气体分子热运动的平均动能更大
D.曲线Ⅰ状态下,单位时间撞击单位面积器壁的分子数量更多
2.(多选)下列有关气体分子运动的说法正确的是( )
A.某时刻某一气体分子向左运动,则下一时刻它一定向右运动
B.在一个正方体容器里,任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同
C.温度升高时,速率大的气体分子数目增多,气体分子的平均速率增大
D.温度升高时,分子运动速率分布图像曲线的峰值向速率小的方向移动
题型五 知识梳理与简答
【解题技巧】(填空与简答按教材原文规范表述:内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,任何物体都具有内能;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。简答题先给结论再写依据,如冰熔化为水温度不变、分子平均动能不变,吸热使分子势能增大、内能增大;高速飞行的物体速度大只表明机械能大,内能不一定大。答题语言简洁,因果链条完整。)
1.内能:物体中所有分子的热运动______与分子______的总和。
2.高空中高速飞行的飞机中的某个物体,与它静止在地面上时相比,内能一定大吗?
3.0℃的冰熔化为0℃的水的过程中,内能是否发生变化?
《1.4 分子动能和分子势能五种题型》参考答案
答题卡
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
D
D
A
D
D
D
D
D
B
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
C
A
B
BC
CD
BD
A
D
A
B
题号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
答案
D
B
C
D
C
C
BC
题型一 分子力与分子势能图像分析
1.A
【详解】分子间同时存在引力和斥力,实际表现出来的分子力是二者的合力。
A.当分子间距离时,引力和斥力都随距离增大而减小,但斥力减小得更快,所以引力大于斥力,分子间作用力表现为引力,故A正确;
B.分子从无限远靠近到的过程中,分子力表现为引力,且先增大后减小,到处合力为零,所以分子间作用力不是一直增大,故B错误;
C.分子从无限远靠近到的过程中,分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能一直减小,在处最小,故C错误;
D.当分子间距离小于且继续减小时,分子力表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】A.乙分子从A点由静止释放运动到C点的过程,甲分子对乙分子的作用力为引力,速度大小一直在增大,到C点的速度达到最大,C点到D点,甲分子对乙分子的作用力为斥力,速度减小,故A错误;
B.由牛顿第二定律可知,乙分子的加速度大小与乙分子所受甲分子的作用力F的大小成正比,方向与分子力的方向相同,加速度等于0的位置是C点,故B错误;
C.在A点处,乙分子的分子动能应为零,且分子动能不可能为负值,故C错误;
D.乙分子从A处由静止释放,从A点到C点的过程分子力做正功,从C点向D点的过程分子力做负功,则乙分子的分子势能先减小,到C点最小,从C点向D点又增大,根据F-x图像的面积表示功,可知到D点势能还没增加到与在A点相同的势能,故D正确。
故选D。
3.D
【详解】F-r图像的物理意义为:规定分子间斥力为正、引力为负,F的绝对值表示分子间作用力的大小;时,为分子间作用力平衡位置,时分子间作用力表现为斥力,时分子间作用力表现为引力。
A.乙分子从到过程中,两分子间的距离始终大于,分子间作用力表现为引力,且与乙分子运动方向相同,分子间作用力一直做正功,故A错误;
B.乙分子从到过程中,分子间作用力一直做正功,分子势能减小,但到时分子势能还未到最小值,最小值在平衡位置即处,故B错误;
C.乙分子从到过程中,由图可知,F的绝对值先增大后减小,即甲、乙两分子间的作用力先增大后减小,故C错误;
D.乙分子从到过程中,分子间作用力一直做正功,分子动能逐渐增大,到时分子间作用力为0,加速度为0,速度达到最大值,动能增大到最大值,故D正确。
故选D。
4.A
【详解】A.当时,分子间作用力表现为引力,由图像可知,随着增大,先向负方向增大后逐渐趋近于零,即分子间作用力的大小先增大后减小,故A正确;
B.当时,分子间作用力表现为引力,分子间距离增大时,分子力方向与分子位移方向相反,分子力做负功,根据分子力做功与分子势能变化的关系有
因此分子势能增大,故B错误;
C.分子间的引力和斥力同时存在,当时,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力,并非不存在引力,故C错误;
D.当时,分子间的引力和斥力同时存在,随着减小,斥力比引力增大得更快,分子间作用力表现为斥力,故D错误。
故选A。
5.D
【详解】A.对应分子势能的最小值,即分子间引力与斥力大小相等的位置。从到,分子间距小于平衡距离,斥力大于引力,分子力的合力表现为斥力,但引力仍然存在,故A错误;
B.从到,随分子间距增大,分子势能减小,分子力做正功,分子力的合力表现为斥力,故B错误;
C.当时,随增大,图像逐渐上升并趋近于零,即分子势能逐渐增大,故C错误;
D.从到,分子间距逐渐增大,分子间引力和斥力均减小,其中斥力减小得更快,在时二者大小相等,故D正确。
故选D。
6.D
【详解】A.根据图像可知,当时,分子力为0,分子势能最小,A错误;
B.分子间引力和斥力同时存在,当时分子力的合力为斥力,B错误;
C.当时,随着距离的增大,可能先增大后减小,也可能逐渐减小,逐渐增加,C错误;
D.当时,随着距离的减小,逐渐增大,逐渐增大,D正确。
故选D。
7.D
【详解】ABC.乙分子从r3到r1过程中,分子力始终为引力,分子力一直做正功,分子势能一直减小,分子动能一直增大,故ABC错误;
D.乙分子从r3到r1过程中,分子力始终为引力,根据牛顿第二定律可知,加速度方向始终向左,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】AB.当分子间距离r大于a时,分子间的作用力表现为引力,负号表示引力的方向,所以有,故AB错误;
C.当分子间距离r大于a时,分子间的作用力表现为引力,从b到c引力做负功,分子势能变大,所以有,故C错误;
D.当分子间距离r小于a时,分子间的作用力表现为斥力,随着分子间距离的增大,斥力做正功,分子势能减小;当分子间距离r大于a时,分子间的作用力表现为引力,随着分子间距离的增大,引力做负功,分子势能增大。所以当分子间距离r等于a时,分子势能最小,即最小,故D正确。
故选D。
9.D
【详解】A.对图1,两球静止在光滑水平面上,弹簧处于原长状态,弹簧对小球没有弹力作用,不存在引力与斥力的说法,故A错误;
B.对图2,两分子间距为时,分子处于平衡位置,分子引力与分子斥力大小相等、方向相反,合力(分子力)为0,但分子引力和分子斥力均不为0,故B错误;
C.对图1,当两球间距由逐渐减小时,弹簧被压缩,弹簧对两球的弹力方向向外,与小球位移方向相反,弹力做负功,做功的代数和为负值,弹性势能增大,故C错误;
D.对图2,当两分子间距由逐渐减小时,分子间距离 ,分子力表现为斥力,且随着距离减小,分子斥力增大,即分子力增大;在此过程中,分子力(斥力)做负功,分子势能增大,故D正确。
故选D。
10.B
【详解】A.当(平衡位置,分子力为0)时,分子势能最小且为负值;时,分子力表现为斥力,随r减小分子势能增大,当r减小到某一值,即时,有;当时,有;当时,分子力表现为引力,随r增大分子势能增大,时,,分子势能为正值时,,分子力表现为斥力,故A错误;
B.分子势能为正值时,,分子力表现为斥力,故B正确;
C.分子势能为负值时,r的范围为,其中时分子力为斥力,时分子力为引力,分子力不一定为引力,故C错误;
D.分子势能为负值时,r可能大于r0,此时分子力表现为引力,故D错误。
故选B。
11.C
【详解】在两个分子间的距离由变为的过程中,分子力表现为引力,分子力先增大后减小;在分子距离增大的过程中,分子引力做负功,分子势能不断增加。
故选C。
12.A
【详解】C.在处图1的纵坐标为零,图2取得极小值,因此图1是分子力与距离的关系图像,图2是分子势能与距离的关系图像,故C错误。
A.由图1可知,两分子由远及近时,分子力先表现为引力,引力先增大后减小;越过平衡位置后,分子力表现为斥力且逐渐增大,故A正确;
BD.图2在处取得极小值,故图2是分子势能与的关系图像。两分子由远及近时,分子势能先减小后增大;两分子组成的系统机械能守恒,分子动能先增大后减小,故BD错误。
故选A。
13.B
【详解】A.由图可知,从到,分子力的大小|F|先增大后减小,分子力大小并非一直减小,故A错误;
B.分子引力和分子斥力同时存在,分子力是二者的合力。故B正确;
C.从到,分子向分子靠近,分子力为引力,其方向与位移方向相同,分子力一直做正功,根据分子力做功与分子势能变化的关系有
因此,分子势能一直减小,故C错误;
D.分子从处由静止释放,从运动到的过程中,分子力一直做正功,根据动能定理有
因此分子动能一直增大,故D错误。
故选B。
14.BC
【详解】A.图甲中曲线b是分子力与分子间距离的关系图,当时分子力体现为引力,但分子引力是随r增大先增大后减小,A错误;
B.分子势能最小的位置对应分子力为零的平衡位置,即甲图中,图乙中的位置,乙图中的位置是分子势能曲线最低点,势能最小,B正确;
C.扩散现象是不同物质分子彼此进入对方的现象,直接说明了分子间存在空隙,分子才能相互渗入,C正确;
D.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子热运动的间接反映,不是水分子本身的运动,D错误。
故选BC。
15.CD
【详解】A.分子力表现为引力时,随分子间距减小,分子力做正功,分子势能减小;当分子力表现为斥力时,随分子距离变大,分子力也做正功,分子势能减小;当分子力表现为零时,分子势能最小,可知虚线为图线,实线为图线,A错误;
B.当时,分子力表现为零,当分子间距离时,甲、乙分子间作用力F为斥力,B错误;
C.由虚线可知,乙分子从到的过程中,分子势能先减小后增大,C正确;
D.由实线可知,乙分子从到的过程中,分子力的大小先增加再减小后增加,可知加速度a先增大再减小后增大,D正确。
故选CD。
16.BD
【详解】AB.根据分子势能与分子间距离r的关系图,可知当时,分子势能最小,故A错误,B正确;
C.当时,,分子间表现为斥力,故C错误;
D.当时,分子势能最小,分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,故D正确。
故选BD。
题型二 分子动理论与内能概念判断
1.A
【详解】A.晶体具有固定熔点,熔化过程温度保持不变,而温度是分子平均动能的宏观标志,因此分子平均动能不变;熔化过程吸收热量,内能增加,内能为分子平均动能与分子势能之和,因此分子势能增大,故A正确;
B.气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续无规则碰撞,常温常压下气体分子间距远大于分子力平衡间距r0,分子间斥力可忽略,故B错误;
C.气体分子速率遵循“中间多、两头少”的分布规律,温度升高时,速率较小的区间分子数减少,速率较大的区间分子数增加,并非所有速率区间分子数均增加,故C错误;
D.当分子间距r>r0时,减小分子间距的过程中分子间作用力先增大后减小,此过程分子力做正功,分子势能减小;仅当r<r0时,减小间距分子斥力增大,分子势能才增大,因此分子间作用力增大的过程分子势能不一定增大,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】A.气体分子之间存在空隙是扩散现象能发生的条件之一,并非“花气袭人”的主要原因,故A错误;
B.气体分子之间的相互作用力(引力、斥力)与分子的宏观扩散运动无关联,不是该现象的成因,故B错误;
C.分子势能是分子间相互作用对应的能量,和“花气袭人”的宏观扩散现象无关,故C错误;
D.“花气袭人”是花香分子扩散到空气中进入人鼻腔的现象,本质是气体分子在永不停息地做无规则运动,且温度越高分子运动越剧烈,也符合诗句中“知骤暖”的描述,故D正确。
故选D。
3.A
【详解】题干明确球内气体温度升高、压强变大,气体总分子数不变,篮球容积可近似认为不变(即使压强增大导致轻微膨胀,体积也仅会略有增大)。
A.温度是分子平均动能的宏观标志,气体温度升高,分子平均动能一定更大,故A正确;
B.单位体积分子数满足,总分子数不变,体积不变或略有增大,因此不变或减小,不会更多,故B错误;
C.温度升高分子平均动能增大是统计规律,仅代表分子速率的整体平均水平,不代表所有分子运动速率都更大,部分分子速率可能减小,故C错误;
D.气体压强的微观本质是分子对容器内壁单位面积的平均作用力,题干明确气体压强变大,因此该作用力更大,故D错误。
故选A。
4.B
【详解】A.对于确定的物体,分子总数固定,温度是分子平均动能的标志,温度升高则分子平均动能增大,内能是所有分子动能与分子势能的总和,因此其内能一定增加,故A正确,不符合题意;
B.双手摩擦手掌升温,是通过克服摩擦力做功的方式改变皮肤内能,不属于热传递吸收热量的过程,故B错误,符合题意;
C.内能大小与物体的温度、质量、物态、物质种类均有关,仅温度高无法判定内能更大,例如1kg,20℃的水内能远大于1g,100℃的水蒸气内能,因此温度高的物体内能不一定比温度低的物体多,故C正确,不符合题意;
D.晶体熔化、液体沸腾的过程中,物体持续从外界吸热,但温度保持不变,因此物体吸热温度不一定升高,故D正确,不符合题意。
故选B。
5.D
【详解】A.一切物质的分子间均存在间隙,液体、固体分子间同样存在间隙(例如水和酒精混合后总体积小于二者体积之和,可证明液体分子有间隙;固体的扩散现象可证明固体分子有间隙),故A错误;
B.温度是分子平均动能的标志,温度升高时分子的平均速率增大,这是统计规律,仅描述大量分子的整体特征,并非所有分子的速率都增大,个别分子的速率可能减小,故B错误;
C.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,它是液体/气体分子无规则热运动撞击固体颗粒的不平衡性导致的,反映的是液体/气体分子的无规则运动,而非组成固体颗粒的分子的运动,故C错误;
D.对两个分子构成的系统:当分子间距时分子力表现为斥力,r增大的过程中斥力做正功,分子势能减小;当时分子力表现为引力,r增大的过程中引力做负功,分子势能增大;当时分子间作用力为零,此时分子势能最小,故D正确。
故选D。
题型三 分子运动过程综合分析
1.B
【详解】A.由图甲可知,状态①速率大的氧气分子比例较大,所以状态②的温度比状态①的温度低,故A正确,不符合题意;
B.由于图乙中的位置是每隔一定时间记录的,所以位置的连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹,只能说明花粉颗粒运动的无规则性,故B错误,符合题意
C.由图丙可知,当分子间的距离时,分子间的作用力先增大后减小,故C正确,不符合题意;
D.由图丁可知,在r由变到的过程中分子势能减小,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.C
【详解】AB.两个分子从相距很远的距离到不能再靠近的过程中,随着分子间距离的减小,分子引力与斥力均增大,两分子间的相互作用力先增大后减小再增大,故AB错误;
CD.随着距离的减小,分子力先表现为引力,后表现为斥力,分子力先做正功后做负功,所以运动分子的动能先增大后减小;根据分子势能与分子力做功的关系可知,分子势能先减小后增大,故C正确,D错误。
故选C。
3.D
【详解】AB.由静止释放,B分子的速度先变大后减小,可知分子间开始时是斥力后变为引力,在处B分子的速度达到最大值,动能最大,此时分子力为零,加速度为零。又A、B分子质量相等,根据对称性可知此时A分子的位置在,可知A、B两分子间的平衡距离为,故AB错误;
CD.分子间开始时是斥力后变为引力,分子力对B分子先做正功后做负功,可知B分子的势能先减小后增大,在处时分子势能最小,故C错误,D正确。
故选D。
4.C
【详解】AB.开始时由于两分子之间的距离大于(平衡位置),分子力表现为引力,随着分子距离的减小,分子力先增大后减小;当分子距离为时,分子力为0;之后分子距离小于,分子力表现为斥力,随着分子距离的减小,分子力逐渐增大,故AB错误;
CD.在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中,分子力先表现为引力,分子力做正功,分子势能减小;之后分子力表现为斥力,分子力做负功,分子势能增加,故C正确,D错误。
题型四 速率分布与气体压强的微观解释
1.C
【详解】AC.温度越高分子热运动的平均动能越大,曲线Ⅱ温度更高,故A错误C正确;
B.分布曲线与横轴围成的面积为概率,数值均为1,故B错误;
D.依题意,单位体积内分子个数相同,仅温度不同,曲线Ⅰ状态下,分子热运动的平均动能小,分子平均速率小,单位时间撞击单位面积器壁的分子数量更少,故D错误。
故选C。
2.BC
【详解】A.分子运动是杂乱无章的,无法判断某一分子下一时刻的运动方向,故A错误;
B.由于分子运动是杂乱无章的,任一时刻气体分子朝各个方向运动的几率是相同的,又正方体容器各侧面的面积相同,故任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同,故B正确;
CD.当温度升高时,速率小的气体分子数目减少,速率大的气体分子数目增多,气体分子的平均速率增大,分子运动速率分布图像曲线的峰值向速率大的方向移动,故C正确,D错误。
故选BC。
题型五 知识梳理与简答
1.动能 势能
【详解】略
2.不一定
【详解】92.物体的内能和机械能是完全不同的两个概念,物体的速度大、高度大,只表明物体的机械能大,内能不一定大。
3. 的冰熔化为的水的过程中,温度不变,分子热运动的平均动能不变,熔化过程吸收热量,冰的晶体结构被破坏,分子势能增大。
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