2024版新教材高中物理第一章分子動理論專項2分子動能分子勢能分子力的綜合課時作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

eq\a\vs4\al(專)eq\a\vs4\al(項)2分子動能，分子勢能，分子力的綜合1．[2023·山東高二聯(lián)考](多選)2023年3月底受冷空氣以及大風天氣影響，全國各地均出現(xiàn)不同程度的沙塵天氣，內(nèi)蒙古、北京等中北部地區(qū)局部有強沙塵暴，甚至局部地區(qū)出現(xiàn)下“泥點”的惡劣天氣，山東、河南、安徽、江蘇等華東地區(qū)也都出現(xiàn)AQI(空氣質(zhì)量指數(shù))爆表達到500的現(xiàn)象，AQI指數(shù)中一項重要指標就是大家熟知的PM2.5指數(shù)，PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5μm的懸浮顆粒物，漂移在空中，很難自然沉降到地面．對于上述天氣現(xiàn)象的說明中正確的是()A．一團質(zhì)量不變的沙塵暴從溫度較低的地區(qū)吹到溫度較高的地區(qū)，溫度漸漸上升，分子的平均動能增大B．一團質(zhì)量不變的沙塵暴的內(nèi)能是其中全部空氣的氣體分子的無規(guī)則運動的動能和勢能以及其他物質(zhì)顆粒無規(guī)則運動的動能和勢能的總和C．一團質(zhì)量不變的沙塵暴從溫度較低的地區(qū)吹到溫度較高的地區(qū)，溫度漸漸上升、風速漸漸減小，其內(nèi)能漸漸減小D．PM2.5在空氣中的無規(guī)則運動是由于大量空氣分子無規(guī)則運動對其撞擊的不平衡性引起的2．下列說法中正確的是()A．0℃的冰和0℃的鐵，它們的分子平均速率相同B．已知氧氣的摩爾質(zhì)量、密度及阿伏加德羅常數(shù)，可以算出一個氧氣分子的體積C．當分子間斥力與引力大小相等時，分子勢能為微小值D．花粉微粒在液體中的布朗運動，是由花粉微粒內(nèi)部分子無規(guī)則運動引起的3．(多選)下列說法中正確的是()A．由圖甲可知，狀態(tài)②的溫度比狀態(tài)①的溫度高B．圖乙為水中某花粉顆粒每隔肯定時間位置的連線圖，連線表示該花粉顆粒做布朗運動的軌跡C．由圖丙可知，當分子間的距離r>r0時，分子間的作用力先增大后減小D．由圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中分子力做正功4．(多選)18g的水，18g的水蒸氣，32g的氧氣，在它們的溫度都是100℃時()A．它們的分子數(shù)目相同，分子的平均動能不相同，氧氣的分子平均動能大B．它們的分子數(shù)目相同，分子的平均動能相同C．它們的分子數(shù)目相同，它們的內(nèi)能不相同，水蒸氣的內(nèi)能比水大D．它們的分子數(shù)目不相同，分子的平均動能相同5.兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點的橫坐標為r0.相距很遠的兩分子在分子力作用下，由靜止起先相互接近．若兩分子相距無窮遠時分子勢能為零，下列說法正確的是()A．在r＝r0時，分子勢能最小，動能為零B．在r＝r0時，分子勢能為零C．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增大，勢能減小D．在r<r0階段，F(xiàn)做負功，分子動能減小，勢能也減小6.兩個分子M、N，固定M，將N由靜止釋放，N僅在分子力作用下遠離M，其速度和位移的圖像如圖所示，則()A．N由x＝0到x＝x2過程中，M、N間作用力先表現(xiàn)為引力后表現(xiàn)為斥力B．N由x＝x1到x＝x2過程中，N的加速度始終減小C．N由O到x＝x2過程中，M、N系統(tǒng)的分子勢能先減小后增大D．N在x＝x1時，M、N間分子力最大7．(多選)關于分子動理論及分子間的相互作用，下列敘述正確的是()A．圖1中曲線b是分子力與分子間距離的關系圖，當r＝r0時分子力為0B．圖2中當r等于r2時，分子勢能最小C.擴散現(xiàn)象說明分子間存在空隙D．當陽光射入較暗的房間內(nèi)，可以看到光束中有大量微粒在做無規(guī)則運動，此現(xiàn)象屬于布朗運動8.如圖所示，甲分子固定于坐標原點，乙分子位于橫軸上，甲、乙兩分子間引力、斥力及分子勢能的大小改變狀況分別如圖中三條曲線所示，A、B、C、D為橫軸上四個特別的位置，E為兩虛線a、b的交點，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，則由圖像可知()A．虛線a為分子間引力改變圖線，交點E的橫坐標代表乙分子到達該點時分子力為零B．乙分子從A到B的運動過程中始終做加速運動C．實線c為分子勢能的改變圖線，乙分子到達C點時分子勢能最小，等于零D．虛線b為分子間斥力改變圖線，表明分子間引力隨距離增大而減小9．(多選)設有甲、乙兩分子，甲固定在O點，r0為其平衡位置處，現(xiàn)在使乙分子由靜止起先只在分子間作用力的作用下由距甲0.5r0處起先沿x方向運動，則()A．乙分子的加速度先減小，后增大B．乙分子到達r0處時速度最大C．分子間作用力對乙始終做正功，分子勢能減小D．乙分子在r0處時，分子勢能最小專項2分子動能，分子勢能，分子力的綜合1．答案：AD解析：溫度是分子平均動能的標記，溫度越高分子平均動能越大，A正確；該沙塵暴的內(nèi)能是其中全部空氣的氣體分子的無規(guī)則運動的分子動能和分子勢能以及其他物質(zhì)顆粒內(nèi)分子無規(guī)則運動的分子動能和分子勢能的總和，不包含物質(zhì)顆粒運動的宏觀的動能和勢能，B錯誤；從低溫到高溫，內(nèi)能增加，內(nèi)能的宏觀表現(xiàn)是溫度，溫度越高，內(nèi)能越大，故C錯誤；PM2.5在空氣中的運動是布朗運動，由空氣中大量空氣分子無規(guī)則運動對其撞擊的不平衡性引起的，故D正確．2．答案：C解析：0℃的鐵和0℃的冰，它們的分子平均動能相等，因分子質(zhì)量不同，故平均速率不相等，A錯誤；利用氧氣的摩爾質(zhì)量、密度可以求出氧氣的摩爾體積，由氣體的摩爾體積和阿伏伽德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子占據(jù)的平均體積，考慮到分子間隙較大，所以平均體積大于分子體積，所以無法算出氧氣分子的體積，B錯誤；當分子斥力與分子引力大小相等時，分子力為零，此時距離增大表現(xiàn)為引力做負功，距離減小表現(xiàn)為斥力做負功，因此勢能都要增大，所以此時分子勢能有微小值，C正確；花粉顆粒在液體中的布朗運動是花粉小顆粒的運動，它反映了液體分子的無規(guī)則運動，D錯誤．3．答案：CD解析：由圖甲可知，狀態(tài)①速率大的氧氣分子比例較大，所以狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高，故A錯誤；由于圖乙中的位置是每隔肯定時間記錄的，所以位置的連線不能表示該花粉顆粒做布朗運動的軌跡，只能說明花粉顆粒運動的無規(guī)則性，故B錯誤；由圖丙可知，當分子間的距離r>r0時，分子間的作用力先增大后減小，故C正確；由圖丁可知，在r由r1變到r2的過程中分子勢能減小，分子力做正功，故D正確．4．答案：BC解析：水和水蒸氣的相對分子質(zhì)量相同，摩爾質(zhì)量相同，故分子數(shù)相同，為N1＝N2＝eq\f(18,18)×6.02×1023個＝6.02×1023個，32g的氧氣分子數(shù)為N3＝eq\f(32,32)×6.02×1023個＝6.02×1023個，故N1＝N2＝N3.溫度是分子熱運動平均動能的標記，故分子熱運動的平均動能相同，內(nèi)能包括分子勢能和分子熱運動動能，故內(nèi)能不相同，水蒸氣的內(nèi)能比水大，B、C正確，A、D錯誤．5．答案：C解析：從無窮遠處到r＝r0時，分子力做正功，分子勢能始終減小，分子勢能達到最小，而動能在不斷增大，直至最大，因此分子動能不為0，故A錯誤，C正確；由A項分析可知，r＝r0處的分子勢能小于無窮遠處的分子勢能，而無窮遠處分子勢能為零，故B錯誤；在r<r0階段，分子力做負功，分子勢能增大，分子動能減小，故D錯誤．6．答案：C解析：由圖可知，在x＝x1處N分子的動能最大，則分子力做功最多，分子勢能最小，則x＝x1處為平衡位置，此時分子力為零，當x<x1時，分子力表現(xiàn)為斥力，x>x1時，分子力表現(xiàn)為引力．N由x＝0到x＝x2過程中，M、N間作用力先表現(xiàn)為斥力后表現(xiàn)為引力，A錯誤；由于x＝x1處為平衡位置，則依據(jù)F-x圖像可知x1相當于F-x圖的c點，則由x＝x1到x＝x2過程中，N所受的分子力F可能先增大后減小，則加速度可能先增大后減小，B錯誤；N由O到x＝x2過程中，M、N系統(tǒng)的分子勢能先減小后增大，C正確；N在x＝x1時，M、N間分子力為零，D錯誤．7．答案：ABC解析：圖1中曲線b是分子力與分子間距離的關系圖，當r＝r0時分子力為0，故A正確；圖2中當r等于r2時，分子勢能最小，故B正確；擴散現(xiàn)象說明物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動，且分子間存在空隙，故C正確；當陽光射入較暗的房間內(nèi)，可以看到光束中有大量微粒在做無規(guī)則運動，這是塵埃顆粒在氣流作用下的一般無規(guī)則運動，布朗運動需用顯微鏡視察，肉眼無法干脆視察，故D錯誤．故選ABC.8．答案：B解析：分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，隨分子間距離r的減小而增大，但斥力改變得快，故虛線a為分子間斥力改變圖線，虛線b為分子間引力改變圖線，交點E說明分子間的引力、斥力大小相等，分子力為零，AD錯誤；乙分子從A到B的運動過程中，分子力先表現(xiàn)為引力，始終做加速運動，B正確；實線c為分子勢能的改變圖線，乙分子到達B點時分子勢能最小，為負值，C錯誤．9．答案：BD解析：分子間距離在0～r0內(nèi)，分子力表現(xiàn)為斥力，且斥力隨距離的增大而減小，當分子間距離在r0～10r0時，分子力表現(xiàn)為引力，且引力先增大后減小，當分子間距離大于10r0時，分子力忽視不計，因此乙分子受到的分子力先減小，后增大再減小直至零，由牛頓其次定律知乙分子的加速度先減小，后增大再減小直至零，故A錯誤；從0.5r0處到r0處，在甲分子斥力作用下，乙分子向右做加速運動．從r0處向右，在甲分子引力作用下，乙分子向右做減速運動，所以當乙分子到達r0處時，分子力為零，速度最大，故B正確；分子力對乙先做正功，后做負功，分子勢能先減小后增大，故C錯誤；由C項分析可知，乙分子的分子勢能先減小后增大，在r0處時，分子力為零，分子勢能最小，故D正確．故選BD.核心素養(yǎng)提升1．答案：D解析：a克拉鉆石的質(zhì)量為0.2a克，物質(zhì)的量為eq\f(0.2a,M)(mol)，所含分子數(shù)為eq\f(0.2aNA,M)，故A、B正確，不符合題意；每個鉆石分子的體積V＝eq\f(M×10－3,ρNA)(m3)，固體分子可看作球體，則V＝eq\f(4,3)πR3＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))eq\s\up12(3)＝eq\f(1,6)πd3，聯(lián)立解得分子直徑d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(m)，故C正確，不符合題意；a克拉鉆石的體積為eq\f(0.2a×10－3,ρ)(m3)，故D錯誤，符合題意．2．答案：A解析：布朗運動的微粒大小通常在10－6m＝1μm數(shù)量級，則當固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時，能很長時間都懸浮在氣體中，顆粒的運動屬于布朗運動；在布朗運動中，顆粒本身并不是分子，所以顆粒無規(guī)則運動的軌跡不是分子無規(guī)則運動的軌跡，故A錯誤；顆粒能長時間懸浮在空氣中是受到空氣分子無規(guī)則熱運動撞擊而導致的，故B正確；布朗運動是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運動，是氣體分子無規(guī)則熱運動撞擊的結(jié)果，所以它反映的是氣體分子的無規(guī)則運動，顆粒越小，氣體分子對顆粒的撞擊作用越不簡單平衡，環(huán)境溫度越高，布朗運動越猛烈，故C、D正確．本題選說法錯誤的，故選A.3．答案：D解析：由圖可知，B分子在x0～x1過程中做加速運動，說明起先時兩分子間作用力為斥力，在x1處速度最大，加速度為0，即兩分子間的作用力為0，依據(jù)運動的對稱性可知，此時A、B分子間的距離為2x1，故A、B錯誤；由圖可知，兩分子運動到無窮遠處的速度為v2，在無窮遠處的總動能為2×eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＝mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2)).由題意可知，無窮遠處的分子勢能為0，由能量守恒可知，釋放時A、B系