人教版 (2019)4 分子动能和分子势能免费课堂检测

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.(2020山东平邑一中高二下测试)一杯水含有大量的水分子,若杯中水的温度升高,则(　　)

A.水分子的平均动能增大

B.只有个别水分子的动能增大

C.所有水分子的动能都增大

D.每个水分子的动能改变量均相同

2.(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银,下列说法正确的是(　　)

A.两者的分子的平均动能相同

B.水银分子的平均动能比水分子的大

C.两者的分子的平均速率相同

D.水银分子的平均速率比水分子的平均速率小

3.(2020天津七校高二上联考改编)下列说法正确的是(　　)

A.物体运动速度大,物体内分子的动能一定大

B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显

C.温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,所有分子的速率都增大

D.物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关

4.(多选)对不同的物体而言,下列说法中正确的是　(　　)

A.高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大

B.高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能

C.高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运动的平均速率大

D.若两物体的质量和温度都相同,两物体分子热运动的总动能不一定相等

题组二　分子势能

5.(2020江苏徐州一中高二下月考)关于分子势能的下列说法中,正确的是(　　)

A.当分子间距离为平衡距离时分子势能最大

B.当分子间距离为平衡距离时分子势能最小,但不一定为零

C.当分子间距离为平衡距离时,由于分子间作用力为零,所以分子势能为零

D.分子相距无穷远时分子势能为零,在相互靠近到不能再靠近的过程中,分子势能不变

6.(2020湖北沙市中学高二上期末)下列有关分子动理论和物质结构的认识,正确的是(　　)

A.分子间距离减小时分子势能一定减小

B.温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈

C.温度是物体内分子热运动的平均速率的标志

D.布朗运动是液体分子的无规则运动

7.(2020河南顶尖名校高三联考改编)(多选)下列说法正确的是(　　)

A.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

B.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

C.分子间的作用力表现为引力时,若分子间的距离增大,则分子间的作用力不一定减小,但分子势能一定增大

D.分子间的作用力表现为引力时,若分子间的距离增大,则分子间的作用力和分子势能都一定增大

8.(2019云南昆明高二下三校联考)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

题组三　内能

9.关于物体的内能,下列说法中正确的是(　　)

A.水分子的内能比冰分子的内能大

B.物体所处的位置越高,分子势能就越大,内能越大

C.一定质量的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

10.(2019黑龙江大庆高二下期中)温度都是0 ℃的10克冰和10克水比较,它们的(　　)

A.质量相同,温度相同,内能也相同

B.就分子的平均动能而言,水分子较大

C.冰的分子势能大

D.分子数相同,分子无规则运动的平均动能也相同

能力提升练

题组一　分子动能

1.(2020江苏徐州一中高二下月考,)下列关于分子运动和热现象的说法正确的是(　　)

A.布朗运动就是分子的无规则运动,它说明了分子永不停息地做无规则运动

B.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

C.如果气体的温度升高,那么所有分子的速率都增大

D.在温度相同时,氢气与氧气分子的平均速率相同

2.(2020天津和平高三统考改编,)从微观角度分析宏观现象是学习和认识热现象的重要方法,下列关于热现象的微观本质分析正确的是(深度解析)

A.分子间距离增大时,分子间作用力先增大再减小

B.温度升高物体内所有分子的动能增大

C.布朗运动说明悬浮在液体中的固体颗粒内的分子在做无规则运动

D.温度升高物体内分子的平均动能增大

题组二　分子势能

3.(2020山东枣庄三中高二下检测,)分子势能与物体体积的关系,正确的是(　　)

A.物体的体积增大,分子势能增加

B.气体分子的距离增大,分子势能减小

C.物体的体积增大,分子势能有可能增加

D.当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均增大

4.(2019湖北宜昌高二下期中,)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沿r正半轴靠近甲,则下列说法错误的是(　　)

A.乙分子所受甲分子的引力逐渐增大

B.乙分子在靠近甲分子的过程中乙分子的动能逐渐增大

C.当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的速度最大

D.当乙分子距甲分子为r=r0时,乙分子的势能最小

5.(2020江苏大丰新丰中学高二上期末,)分子间的作用力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示(取无穷远处分子势能Ep=0),下列说法错误的是(　　)

A.乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线

B.随分子间距离的增大,分子间作用力先减小后一直增大

C.分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小,但斥力减小得更快

D.在r<r0阶段,分子间作用力减小时,分子势能也一定减小

6.(2019山东济宁实验中学高二下质检,)设有甲、乙两分子,甲固定在O点,r0为其平衡位置处,现在使乙分子由静止开始只在分子间作用力的作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动,则(深度解析)

A.乙分子的加速度先减小,后增大

B.乙分子到达r0处时速度最大

C.分子间作用力对乙一直做正功,分子势能减小

D.乙分子一定在0.5r0~10r0之间振动

题组三　物体的内能

7.()关于物体的内能,下列叙述中正确的是(　　)

A.温度高的物体比温度低的物体内能大

B.物体的体积增大时,内能也增大

C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同

D.内能不相同的物体,它们的分子的平均动能可能相同

8.(2019黑龙江大庆实验中学高二下检测,)(多选)下列说法中正确的是(　　)

A.一定质量的100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子势能增加

B.分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高

C.温度相同的氧气和氢气,氢气的内能一定大

D.一定质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

9.(2020山东莱州一中高二上月考,)(多选)质量是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

答案全解全析

基础过关练

1.A　水的温度升高,其内部的水分子的热运动加剧,水分子的平均动能变大,即其内能增加,这是统计规律,个别分子不适用。故A正确,B、C、D错误。

2.AD　温度相同的任何物体,内部分子的平均动能都相等,所以A对,B错;动能与质量有关,分子平均动能相同,平均速率不一定相同,水银分子的质量大,则平均速率小,所以C错,D对。

3.D　分子的平均动能与机械运动的速度无关,故A错误,D正确。悬浮微粒越小,在某一瞬间撞击它的液体分子数越少,微粒受力越不平衡,则布朗运动越明显,故B错误。温度升高,分子热运动的平均动能一定增大,大部分分子的速率增大,但不代表所有分子的速率都增大,故C错误。

4.AD　温度是分子热运动的平均动能的标志,温度高的物体,分子的平均动能一定大,但分子的平均速率不一定大,因为不同物质分子的质量可能不同;对单个分子的速率、动能讨论温度是没有意义的,因为温度是大量分子表现出的宏观规律;虽然物体质量和分子的平均动能都相等,由于分子数目可能不同,总动能不一定相等。

5.B　设平衡距离为r0,分子间距离为r。当r>r0,分子间作用力表现为引力,分子间距离越大,分子势能越大;当r<r0,分子间作用力表现为斥力,分子间距离越小,分子势能越大;故当r=r0时,分子间作用力为0,分子势能最小;由于分子势能是相对的,其值与零势能点的选择有关,所以分子间距离为平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,故A、C错误,B正确。分子相距无穷远时分子势能为零,在相互靠近到不能再靠近的过程中,分子间作用力做功,分子势能发生变化,故D错误。

6.B　分子间距离为r0时,分子势能最小,分子间距离小于r0时,距离减小,分子势能增加,故A错误;温度越高,物体中分子无规则运动越剧烈,故B正确;温度是分子热运动的平均动能的标志,不是分子平均速率的标志,故C错误;布朗运动是液体中悬浮颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,故D错误。

7.BC　在较暗的房间里,看到透过窗户的“阳光柱”里粉尘的运动不是空气分子频繁撞击的结果,是空气流动造成的,不是布朗运动,故A错误,B正确。分子间的作用力表现为引力时,两个分子间的距离大于平衡距离,根据分子间作用力与分子间距离的关系,此时若分子间的距离再增大,则分子间作用力可能先增大后减小,但分子势能一定增大,故C正确,D错误。

8.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。

9.C　内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和,说单个分子的内能没有意义,故选项A错误;内能与机械能是两种不同性质的能,它们之间无直接联系,内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系,故选项B、D错误;一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰,放出热量,使得内能减小,故选项C正确。

10.D　0 ℃的10克冰和10克水,温度相同,但冰吸热熔化为水,内能不相同,故A错误。物体的温度是它的分子热运动的平均动能的标志,温度相同,分子无规则运动的平均动能也相同,故B错误。冰熔化过程中吸热,温度不变,平均动能不变,从外界吸收的热量转化为分子势能,所以水的分子势能比冰大,故C错误。10克冰和10克水,分子数相同,温度相同,分子无规则运动的平均动能也相同,故D正确。

能力提升练

1.B　布朗运动是液体中悬浮颗粒的无规则运动,它说明了液体分子永不停息地做无规则运动,选项A错误;在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素,选项B正确;如果气体的温度升高,分子的平均速率会增加,但并非所有分子的速率都增大,选项C错误;在温度相同时,氢气与氧气分子的平均动能相同,但是由于氢分子和氧分子的质量不同,分子的平均速率不相同,选项D错误。

2.D　由于不知道起始时分子间的距离,所以分子间距离增大时无法确定分子间作用力大小的变化情况,故A错误。温度是分子热运动的平均动能的标志,温度升高平均动能增大,而不是所有分子的动能增大,故B错误,D正确。布朗运动反映的是液体分子的无规则运动,故C错误。

名师点睛

本题考查分子动理论、物体的内能。分子间作用力与分子间距离的关系图线反映了分子间作用力的变化情况。要牢记:分子间距离由零开始增加,分子间作用力先表现为斥力,且减小;后表现为引力,先增大后减小。

3.C　分子势能的变化要根据分子间作用力做功来判断,物体的体积增大,如果分子间距离小于平衡距离,则此时分子间作用力做正功,分子势能减小,故A错误;气体分子间距离增大,如果分子间作用力表现为引力,则分子间作用力做负功,分子势能增大,故B错误;由以上分析可以知道,物体的体积增大时,分子势能可能增大也可能减小,故C正确;当分子间距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,故D错误。

4.B　乙分子到达O点前,随分子间距离的减小,乙分子所受甲分子的引力逐渐增大,选项A正确;乙分子到达O点前,分子间作用力先做正功后做负功,分子动能先增加后减小,选项B错误;当乙分子距甲分子为r>r0时,分子间作用力表现为引力,则当乙分子从某处运动到r=r0时,分子间作用力一直做正功,此时乙分子的速度最大,势能最小,选项C、D正确。

5.B　r0是平衡位置,Ep-r图像中,r=r0处,分子势能最小;F-r图像中,r=r0处,分子间作用力为零,所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线,甲图是F-r图像,故A正确,不符合题意。甲图为F-r图像,根据图像可知,分子从靠得很近的位置开始,随分子间距离的增大,分子间作用力先减小后增大,再减小,故B错误,符合题意。分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小,但斥力减小得更快,故C正确,不符合题意。在r<r0阶段,随着分子间距离增大,分子间作用力减小,分子势能减小,故D正确,不符合题意。故选B。

6.B　根据分子间作用力随分子间距离变化的规律可知,从0.5r0处到r0处分子间的作用力减小,加速度也就减小,从r0处到无穷远处分子间的作用力先增大后减小,加速度先增大后减小,所以A错误;从0.5r0处到r0处乙分子受到向右的作用力,做向右的加速运动,通过r0处后受到向左的作用力,做向右的减速运动,在r0处加速度a=0,速度最大,所以B正确;通过r0后分子间的作用力做负功,分子势能增大,故C错误;不能确定乙分子一定在0.5r0~10r0之间振动,故D错误。

名师点睛

本题综合考查了分子间作用力随分子间距离变化的规律,牛顿第二定律的应用,分子间作用力的功与分子势能的关系等重要规律。分子间作用力随分子间距离变化的规律要牢记:分子间距离由零开始增加,分子间作用力先表现为斥力,且减小;后表现为引力,先增大后减小;分子间作用力为零时,分子的加速度为零,此时,分子的速度最大。

7.D　温度高的物体与温度低的物体相比较,温度低的物体的分子平均动能小,但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小,即物体的内能不一定小,A错;物体的体积增大时,分子间的距离增大,分子势能发生变化,但不能确定分子势能是增大还是减小,即使分子势能增大而分子的平均动能不能确定是否变化,也不能说明内能增大,B错;物体的内能相同是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同,而它们的分子平均动能却不一定相同,C错;内能不同的物体,它们的温度却可能相同,即它们的分子的平均动能可能相同,D正确。

8.AD　一定质量的100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,分子动能不变,因吸收热量,则分子之间的势能增加,选项A正确;分子平均动能大的物体的温度比分子平均动能小的物体的温度高,考虑到分子质量的不同,分子平均速率大的分子平均动能不一定大,选项B错误;温度相同的氧气和氢气分子平均动能相同;物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量都有关,则温度相同的氧气和氢气,氢气的内能不一定大,选项C错误;一定质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D正确。

9.BC　水和水蒸气的摩尔质量相同,质量相等时,分子数相同,为N1=N2=×6.02×1023个=6.02×1023个;32 g的氧气含有的分子数为N3=×6.02×1023个=6.02×1023个,所以N1=N2=N3;温度是分子热运动的平均动能的标志,则分子热运动的平均动能相同;内能包括分子势能和分子动能,水需要吸热变成水蒸气,水蒸气的内能比水大,所以它们的内能不相同。故B、C正确,A、D错误。