新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第1章分子動理論4分子動能和分子勢能夯基提能作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

第一章4.基礎(chǔ)達標(biāo)練一、選擇題1．(2024·河北唐山期中)關(guān)于分子動理論和物體內(nèi)能，下列說法正確的是(C)A．溫度高的物體分子平均動能肯定大，內(nèi)能肯定大B．質(zhì)量和溫度都相同的氫氣和氧氣的內(nèi)能肯定相同C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小解析：溫度高的物體的分子平均動能肯定大，但是內(nèi)能不肯定大，選項A錯誤；溫度相同的氫氣和氧氣的分子平均動能相等，但質(zhì)量相同的氫氣和氧氣的分子個數(shù)不相同，所以其內(nèi)能不相同，選項B錯誤；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時，分子力隨分子間距離的減小而增大，且分子間距離減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，即分子勢能也是隨分子間距離的減小而增大，選項C正確；當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時，分子力隨分子間距離的增大先增大后減小或始終減小，且分子間距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以分子勢能隨分子間距離的增大而增大，選項D錯誤。2．兩分子間的距離為r，當(dāng)r稍增大些時(D)A．分子力肯定減小，分子勢能肯定增加B．分子力肯定增大，分子勢能肯定削減C．分子力可能增大也可能減小，分子勢能肯定削減D．因為不知道r的大小，所以分子力和分子勢能的變更都無法判定解析：分析分子力和分子勢能隨分子間距離的變更問題，肯定要明確分子間的距離r是大于r0還是小于r0。因為本題不知道r與r0的大小關(guān)系，所以分子力和分子勢能的變更都無法判定，故A、B、C錯誤，D正確。3．(2024·云南昆明高二下學(xué)期三校聯(lián)考)如圖所示為一分子勢能隨距離變更的圖線，從圖中分析可得到(B)A．r1處為分子的平衡位置B．r2處為分子的平衡位置C．r→∞處，分子間的勢能為最小值，分子間無相互作用力D．若r<r1，r越小，分子間勢能越大，分子間僅有斥力存在解析：當(dāng)分子處于平衡位置時，分子力為零，分子勢能最小，A、C錯誤，B正確；若r<r1，r越小，分子間勢能越大，分子間的引力和斥力都越大，D錯誤。4．分子間勢能與體積的關(guān)系，正確的是(C)A．物體的體積增大，分子間的勢能增加B．氣體分子的距離增大，分子間的勢能減小C．物體的體積增大，分子間的勢能有可能增加D．當(dāng)分子間距離增大時，分子間的引力和斥力均增大解析：分子勢能的變更要依據(jù)分子力做功來推斷，物體的體積增大，分子間距離增大，假如分子間距離始終小于平衡距離，則此時分子力做正功，分子勢能減小，假如分子間距離始終大于平衡距離，則分子力做負(fù)功，分子勢能增大，即物體的體積增大時，無法推斷分子間勢能的變更狀況，故A、B錯誤，C正確；當(dāng)分子間距離增大時，分子間的引力和斥力均減小，故D錯誤。5．(2024·江蘇江陰二中等四校高二下期中)肯定質(zhì)量的0℃的冰熔化成0℃的水時，其分子的動能之和Ek和分子的勢能之和Ep的變更狀況為(C)A．Ek變大，Ep變大 B．Ek變小，Ep變小C．Ek不變，Ep變大 D．Ek變大，Ep變小解析：肯定質(zhì)量的0℃的冰熔化成0℃的水時，溫度不變，分子的平均動能不變，故A、B、D錯誤；0℃的冰熔化成0℃的水時，須要汲取熱量，所以其內(nèi)能肯定增加，而其分子總動能不變，所以分子的勢能增大，故C正確。6．(多選)(2024·廣東汕頭金山中學(xué)高二下期中)下列說法正確的是(AC)A．溫度標(biāo)記著物體內(nèi)大量分子熱運動的猛烈程度B．內(nèi)能是物體中全部分子熱運動所具有的動能的總和C．布朗運動不是液體分子的運動，但能反映液體分子的無規(guī)則運動D．溫度降低，分子的平均動能不肯定變小解析：溫度標(biāo)記著物體內(nèi)大量分子熱運動的猛烈程度，選項A正確；內(nèi)能是物體中全部分子熱運動所具有的動能和分子勢能的總和，選項B錯誤；布朗運動是固體顆粒的無規(guī)則運動，不是液體分子的運動，但能反映液體分子的無規(guī)則運動，選項C正確；溫度是分子平均動能的標(biāo)記，溫度降低，分子的平均動能肯定變小，選項D錯誤。7．(多選)(2024·河北邯鄲調(diào)研)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變更關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為－E0，若甲、乙兩分子只受相互的分子力作用且兩分子所具有的總能量為0，則下列說法正確的是(CD)A．乙分子在P點(x＝x2)時，加速度最大B．乙分子在Q點(x＝x1)時，處于平衡狀態(tài)C．乙分子在P點(x＝x2)時，其動能為E0D．乙分子的運動范圍為x≥x1解析：由題圖可知，乙分子在P點(x＝x2)時，分子間作用力為零，加速度為零，故A錯誤；乙分子在Q點(x＝x1)時，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，乙分子有加速度，處于非平衡狀態(tài)，故B錯誤；乙分子在P點(x＝x2)時，分子勢能為－E0，由兩分子所具有的總能量為0，可知此時乙分子動能為E0，故C正確；若乙分子能運動至Q點(x＝x1)時，分子勢能為0，故此時乙分子動能也為0，分子間距離最小，而后乙分子向分子間距離變大的方向運動，故乙分子的運動范圍為x≥x1，D正確。二、非選擇題8．飛機從地面起飛，隨后在高空做高速航行，有人說：“在這段時間內(nèi)，飛機中乘客的勢能、動能都增大了，他們身上全部分子的動能和勢能也都增大了，因此乘客的內(nèi)能也增大了”。這種說法對嗎？為什么？答案：這種說法不對。因為該說法將機械能和內(nèi)能兩個概念混淆了，物體的內(nèi)能是由物體內(nèi)分子的數(shù)目、物體的溫度和體積確定的，與機械運動無關(guān)，機械運動速度的變更以及豎直高度的變更僅變更的是乘客的機械能，不能因此推斷其內(nèi)能的變更狀況。實力提升練一、選擇題1．(2024·山東省菏澤市高二下學(xué)期期中)對于物體內(nèi)能下列說法正確的是(C)A．10個分子的動能和分子勢能的總和就是這10個分子的內(nèi)能B．物體所處位置越高，分子勢能就越大，內(nèi)能越大C．肯定質(zhì)量的0℃的水結(jié)成0℃的冰，內(nèi)能肯定削減D．質(zhì)量相同的兩個同種物體，運動物體的內(nèi)能肯定大于靜止物體的內(nèi)能解析：物體的內(nèi)能是構(gòu)成物體的全部分子的無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能的代數(shù)和，具有統(tǒng)計意義，對單個或幾個分子無意義，故A錯誤；物體的內(nèi)能由物體的體積、溫度、分子數(shù)等因素確定，與物體的位置無關(guān)，故B錯誤；肯定質(zhì)量的0℃的水結(jié)成0℃的冰，放出熱量，則內(nèi)能肯定削減，故C正確；物體的內(nèi)能與物體宏觀的速度無關(guān)，與溫度、體積等因素有關(guān)，故D錯誤。2．分子間有相互作用的勢能，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時兩分子間的勢能為零。設(shè)分子a固定不動，分子b以某一初速度從無窮遠(yuǎn)處向a運動，直到它們之間的距離最?。诖诉^程中a、b之間的勢能(B)A．先削減，后增加，最終小于零B．先削減，后增加，最終大于零C．先增加，后削減，最終小于零D．先增加，后削減，最終大于零解析：分子間距離大于r0時，分子力為引力，因此分子力做正功使分子勢能漸漸削減；分子間距離小于r0時，分子力為斥力，因此分子力做負(fù)功使分子勢能漸漸增加，故分子勢能先削減，后增加。依據(jù)功能關(guān)系知，距離最小時a、b之間的勢能等于初動能，是大于零的，B正確。3．(多選)(2024·山東萊州一中高二上月考)質(zhì)量是18g的水、18g的水蒸氣、32g的氧氣，在它們的溫度都是100℃時(BC)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解析：水和水蒸氣的摩爾質(zhì)量相同，質(zhì)量相等時，分子數(shù)相同，為N1＝N2＝eq\f(18,18)×6.02×1023個＝6.02×1023個；32g的氧氣含有的分子數(shù)為N3＝eq\f(32,32)×6.02×1023個＝6.02×1023個，所以N1＝N2＝N3；溫度是分子熱運動的平均動能的標(biāo)記，則分子熱運動的平均動能相同；內(nèi)能包括分子勢能和分子動能，水須要吸熱變成水蒸氣，水蒸氣的內(nèi)能比水大，所以它們的內(nèi)能不相同。故B、C正確，A、D錯誤。4．給肯定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的上升反而減小，我們稱之為“反常膨脹”。某探討小組通過查閱資料知道：水分子之間存在著一種結(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，水分子之間也存在著相互作用的勢能。在水“反常膨脹”的過程中，體積減小是由于水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變更，但全部水分子間的總勢能是增大的。關(guān)于這個問題，下列說法正確的是(D)A．水分子的平均動能減小，汲取的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功B．水分子的平均動能減小，汲取的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功C．水分子的平均動能增大，汲取的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功D．水分子的平均動能增大，汲取的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功解析：溫度上升，分子平均動能增大。水的溫度由0℃上升到4℃時，水的體積減小，這時水分子間的總勢能增大，因此，汲取的熱量一部分要克服分子間的結(jié)合力做功。故D正確。5.(2024·四川達州期末)如圖所示，甲分子固定于坐標(biāo)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隨分子間距離的變更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，虛線EB垂直r軸，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，則由圖像可知(B)A．虛線a為分子間引力隨分子間距離的變更圖線，交點E的橫坐標(biāo)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為分子勢能隨分子間距離的變更圖線，乙分子到達C點時分子勢能最小D．虛線b為分子間斥力隨分子間距離的變更圖線，表明分子間斥力隨分子間距離的增大而減小解析：依據(jù)分子力與分子間距離的關(guān)系，可知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，但斥力變更得快，故虛線a為分子間斥力隨分子間距離的變更圖線，虛線b為分子間引力隨分子間距離的變更圖線，交點E表明乙分子到B點時，分子間的引力、斥力大小相等，分子力為零，故選項A、D錯誤；乙分子從A到B的運動過程中，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做正功，乙始終做加速運動，選項B正確；實線c為分子勢能隨分子間距離的變更圖線，乙分子到達B點時分子勢能最小，為負(fù)值，選項C錯誤。二、非選擇題6.不同的概念、規(guī)律之間往往存在內(nèi)在的聯(lián)系，弄清相關(guān)概念、規(guī)律之間的聯(lián)系，有助于提上升中物理的學(xué)習(xí)實力。分子間存在著分子力，而分子力做功與路徑無關(guān)，因此分子間存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能，假如選取兩個分子相距無窮遠(yuǎn)時的勢能為零，則作出的兩個分子之間的勢能Ep與它們之間距離r的Ep－r關(guān)系圖像如圖所示。依據(jù)分子力做功與分子勢能變更的關(guān)系，可以從Ep－r圖像中得到有關(guān)分子力的信息。(1)寫出Ep－r圖線斜率的肯定值的物理意義；(2)畫出分子力F隨分子間距離r