1.4 分子动能和分子势能基础巩固 2021—2022 学年高中物理人教版 （2019）选择性必修第三册 一、选择题（共 15 题） 1．某物体温度升高后， 增大的是（　　） A．分子平均动能 B．总分子势能 C．每一个分子的动能 D．每一个分子的势能 2．关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时势能为零)(　　) A．体积增大，分子势能增大；体积减小，分子势能减小 B．当分子间距离 r＝r0 时，分子间合力为零，所以分子势能为零 C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大 D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大 3．分子具有与分子间距离有关的势能，这种势能叫做分子势能 . 则分子势能一定减小的情况是 A．分子力做正功 B．分子力做负功 C．分子间距离增大时 D．分子间距离减小时 4．一定质量的氧气分子在 0℃和 100℃两种不同情况下速率分布情况如图所示，下列说法正确的是（　 　） A．实线对应的氧气温度为 0℃ B．虚线对应的氧气分子平均动能较小 C．温度降低，曲线峰值向右移动 D．从图可以得到任意速率区间的氧气分子数 5．下列关于气体分子运动的说法中正确的是（） A．水的内能较大 B．冰的内能较大 C．水和冰的内能一样大 6．关于分子势能的下列说法中，正确的是（　　） A．当分子距离为平衡距离时分子势能最大 D．条件不足无法确定 B．当分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零 C．当分子距离为平衡距离时，由于分子力为零，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 7．下列说法正确的是（　　） A．气体分子平均动能越大，其压强一定越大 B．两种物质温度相同时，其分子平均动能一定相同 C．当分子之间距离增大时，分子间的引力和斥力都增大 D．液体中悬浮微粒的布朗运动是由悬浮微粒分子做无规则运动引起的 8．如图所示为两分子势能 Ep 与两分子间距离的关系曲线，下列说法正确的是（　　） r1 A．当 r 等于 时，分子间作用力为零 B．在 r  r1 区间，分子作用力表现为引力 r2 C．当 r 等于 时，分子间作用力不为零 r1 r2 D．在 r 由 增大到 过程中分子作用力做正功 9．分子力 F 随分子间距离 r 的变化如图所示，将两分子从相距 r=r2 处释放，仅考虑这两个分子间的作用， 下列说法正确的是（　　） A．从 r=r2 到 r=r0 分子间引力增大、斥力减小 B．从 r=r2 到 r=r1 分子力的大小先减小后增大 C．从 r=r2 到 r=r0 分子势能一直减小 D．从 r=r2 到 r=r1 分子动能一直增大 10．物体内能的大小（　　） A．只取决于物体的温度 B．只取决于物体的质量 C．只取决于物质的状态 D．取决于物体质量、温度和体积 11．关于内能，下列说法中正确的是（　　） A．0℃的冰块的内能为零 B．温度高的物体比温度低的物体的内能多 C．物体的温度降低，则物体的内能减少 D．体积大的物体的内能一定比体积小的物体内能多 12．关于物体的内能，下列说法中正确的是(　　) A．机械能可以为零，但内能永远不为零 B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能 C．温度越高，物体的内能越大 � D．1kg 的 0 C � 的冰的内能与 1kg 的 0 C 的水的内能相等 13．下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（ ） 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．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 14．下列说法正确的是（　　） A．分子间距离减小时，分子势能可能增加 B．物体升温时，其每个分子热运动的动能均增加 C．相同质量的 0℃的冰的分子势能与 0℃水的分子势能相等 D．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 15．下列说法中正确的是（　　） A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大 B．物体的机械能为零时内能也为零 C．物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小 D．气体体积增大时气体分子势能一定增大 二、填空题（共 4 题） 16．下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能______，重力势能______，机械能______，雨滴的内能 将______。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 17．质量相等的氢气和氧气，温度相同若不考虑气体分子间势能，则这两种气体的平均动能 为_______；这两种气体的内能 18．如果取分子间距离 r  r0 E1 和 E2 E1 和 E2 之比 之比为_______. r  r0，r0  1010 m 时为分子势能的零势能点，则 时，分子势能为___________值。并试着在图中画出 Ep — r r  r0 时，分子势能为___________值； 的图像___________。（选填“正”“负”或 “零”） 19．改变物体的内能有两种物理过程，从能的转化观点来看，_______是其他形式的能转化为内能；_____ _是不同物体（或一个物体的不同部分）之间的内能的转移。 三、综合题（共 4 题） 20．根据你的认识，对机械能和内能这两种形式的能作一比较。 21．放在光滑水平面上的物体，受到一个水平方向的作用力而做匀加速直线运动，有人说：“随着物体运动 加快，物体内分子的运动也加快，因此分子的平均动能增大，物体的温度升高。”这种说法是否正确？为什 么？ 22．如图甲所示，a、b 为某种物质的两个分子，假设分子 a 固定不动，分子 b 只在 ab 间分子力的作用下运 动（在 x 轴上），以 a 为原点，沿两分子连线建立 x 轴。两个分子之间的作用力与它们之间距离 x 的 F—x 关系图线如图乙所示。图线在 r0 处的斜率为 k，当分子 b 在两分子间距 r0 附近小范围振动时： (1)弹簧、橡皮筋等弹性物质，大多有“弹性限度”，在“弹性限度”范围遵守胡克定律，请结合图乙从微观尺 度上谈谈你对“弹性限度”范围的理解。说明在“弹性限度”范围内，微观层面上分子 b 的运动形式； (2)推导两分子间距为 x（x �r0）时，两分子间分子势能 EP 的表达式；当两分子间距离为 r0 时，b 分子的动 能为 Ek0。求两分子在 r0 附近小范围振动时的振动范围。当温度小范围升高时，热运动加剧，A 同学认为分 子振动范围变大，B 同学认为分子振动频率变大，哪位同学的观点正确？ 23．有人说：“在高速列车的速度由小变大的过程中，列车上所有物体的动能都在增大，组成这些物体的分 子的平均动能也在增大。既然温度是分子平均动能的标志，因此在这个过程中列车上物体的温度是在升高 的，只是升高得并不大，我们感觉不到而已。”你说对吗？为什么？ 参考答案 1．A 2．C 3．A 4．B 5．D 6．B 7．B 8．D 9．C 10．D 11．C 12．A 13．B 14．A 15．D 变小 16．不变 变小 变大 17．1：1 16：1 18．正 19．做功 正 热传递 20． 内能和机械能是两种不同形式的能，它们的含义是不相同的。机械能是由物体的整体运动的状态和相对于 地面的位置等所决定的。而内能是由物体内分子的热运动和分子间的相对位置所决定的。内能是物体内所 有分子的分子动能和分子势能的总和，一切物体都具有内能，但是一个物体不一定具有机械能。 21． 这种说法是错误的。热运动是物体内分子的无规则运动，这种无规则运动是相对于物体本身的运动。物体 运动时，物体内所有分子在无规则运动的基础上又叠加了一个“整体有序”的运动，这个“整体有序”的运动就 是物体的机械运动。而物体的无规则运动跟温度有关，物体的温度越高，无规则运动越剧烈，所以把这种 运动叫热运动，物体的机械运动不会影响物体的温度，所以物体的温度不会因物体的运动速率增大而升高。 分子的热运动和物体的机械运动是两种不同形式的运动，简单说，热运动是物体内大量分子的无序运动， 而机械运动则是由大量分子组成的整体的有序运动，这两种运动形式可以相互转化，这对应于与它们相联 系的两种形式的能量之间的转化，即内能和机械能之间的转化。 22．(1)弹力时分子力的宏观表现，从微观尺度上看，只有在 r0 附近，分子力才和分子偏离 r0 的距离成正比， 宏观上表现为“弹性限度”范围。在“弹性限度”范围内，微观层面上分子 b 的运动形式时简谐运，简谐振动； (2) Ep  W  1 2 k  x  r0  2  x �r0  ， 2 2 Ek0 k ，A 同学正确。 23．这种说法不对； 这种说法不对，因为高速列车的速度由小变大的过程，物体的动能增大，是宏观物理量，温度是分子平均 动能的标志，分子平均动能是微观物理量，所以列车的速度大但列车的分子平均动能不一定会增大，它们 没有必然联系。如果列车由于空气摩擦力的做功，使内能增大而发热时，列车的平均动能才会增大。