分子间的相互作用力 一、选择题（共 15 题） 1．对于下列四幅教材插图的说法，正确的是（ ） A．甲图中分子间距离为 r0 时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能也为零 B．乙图中欲使玻璃板离开水面，绳子对玻璃板的拉力大于玻璃板的重力 C．丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离，分子间表现为斥力 D．丁图中封闭注射器的出射口，按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大，这表明气体分子间距离减小 时，分子力间斥力会增大。 2．下列说法正确的是（ ） A．露珠是空气中的水蒸气凝结而成，凝结过程中分子间的引力增大，斥力减小 B．冰箱制冷，说明在引起其他变化的情况下，温度是可以从低温物体传到高温物体的 C．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的，因此固体颗粒越小，布朗运动越明 显 D．物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，在一定条件下，某些非晶体也可以转化为晶体 3．2021 年 12 月 9 日，在“天宫课堂"中王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，此时 （　　） A．气泡受到浮力 B．气泡内分子热运动停止 C．气泡内气体在界面处对水产生压力 D．水与气泡界面处，水分子间作用力表现为斥力 4．金属铝熔化成液体后通入氢气，在液态铝内产生大量气泡，冷凝后得到带有微孔的泡沫铝，如图所示。 下列说法中正确的是（　　） A．泡沫铝是晶体，某些物理性质具有各向异性 B．在冷凝过程中，气泡收缩，外界对气体做功，气体内能增加 C．液态铝与氢气泡的接触面存在表面张力，将会阻碍气泡的膨胀 D．由于充入了气体，泡沫铝分子间距离增大，分子间只存在分子引力 5．下列描述正确的是（ ） A．空调既能制热也能制冷，说明自发进行的热传递不存在方向性 B．恒温水池中一个气泡缓慢上升，则气泡将放热 C．固体很难压缩，说明固体分子间不存在间隙 D．把两块纯净的铅压紧，它们会“粘”在一起，说明分子间存在引力 6．下列说法正确的是（ ） A．若已知气体的摩尔质量、密度，可以计算出每个气体分子的体积 B．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明 C．温度和质量相同的氢气和氧气，它们的分子总动能相同 D．物质分子间距离增大，分子间作用力一定减小 7．研究表明，两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，其大小随分子间距离的变化如图中虚线所示， 当 r=r0 时，分子间的引力等于斥力。关于分子间的作用力和分子势能，下列说法正确的是（　　） A．r<r0 时，分子间作用力随着 r 的增大而增大 B．r>r0 时，分子间作用力随着 r 的增大而增大 C．r<r0 时，两个分子的势能随着 r 的增大而减小 D．r>r0 时，两个分子的势能随着 r 的增大而减小 8．如图所示，用 r 表示两个分子间的距离，当 r＝r0 时两个分子间的斥力等于引力，两个分子的作用力大 小等于其中一个分子所受斥力与引力的合力大小，则在两个分子间的距离从 r＜r0 逐渐增大到 r＞r0 的过程 中，下列说法正确的是（　　） A．两分子间的作用力一直增大 B．两分子间的作用力一直减小 C．两个分子构成的系统的分子势能先减小后增大 D．两个分子构成的系统的分子势能先增大后减小 9．下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度高 B．由图乙可知，气体由状态 A 变化到 B 的过程中，气体分子平均动能一直增大 C．由图丙可知，当分子间的距离 r>r0 时，分子间的作用力先减小后增大 D．由图丁可知，在 r 由 r1 变到 r2 的过程中分子力做负功 10．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 11．下列说法正确的是（　　） A．玻璃没有确定的熔点，所以是非晶体 B．分子间的引力随分子间距的增大而增大 C．有些物质在一定条件下可以在晶体与非晶体之间转化 D．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动 E.热量不可以由低温物体传给高温物体 12．下列说法正确的是（　　） A．固体可分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质 B．在完全失重的状态下，一定质量的理想气体对容器器壁压强为零 C．一定质量的理想气体在升温的过程中，分子平均动能增加 D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间的引力比斥力减小得快 E.已知阿伏加德罗常数，气体的摩尔质量和密度，能估算出气体分子的间距 13．下列有关热现象的叙述正确的是（　　） A．通过显微镜观察到的布朗运动不是分子的运动 B．若已知铁的摩尔质量和铁原子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数 C．某容器内气体分子平均动能减小，分子数密度增大，则气体的压强可能不变 D．在两个相距很远的分子逐渐靠近到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大 E.将一滴体积为 V 的油酸酒精溶液滴在平静的水面上，铺开的油膜面积最大为 S，则油酸分子的直径约为 V S 14．一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近时， 固定甲分子不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到很远时，速度为 v，则在乙分子的 运动过程中（乙分子的质量为 m），则下列判断正确的是（　　） 1 2 A．乙分子的动能变化量为 mv 2 1 2 B．分子力对乙分子做的功为 mv 2 1 2 C．分子引力比分子斥力多做的功为 mv 2 1 2 D．分子斥力比分子引力多做的功为 mv 2 15．有关下列五幅图像所对应的物理规律，说法正确的是（ ） A．对布朗运动，小颗粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的 B．单晶体在不同方向上的微粒排列是不一样的，所以单晶体在物理性质上表现为各向异性 C．当分子间作用力为 0 时，分子间的引力、斥力都为 0，分子势能最小 D．气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“中间多、两头少”的分布规律 E.绝热容器，抽走隔板，A 内气体进入 B 的真空，对外不做功，内能不变 二、非选择题 16．根据以下三幅图按要求作答： （1）图 a 中 r  r0 时引力___________斥力（填“大于”“小于”或“等于”）。 （2）图 b 中 T1 ___________ T2 （填“大于”“小于”或“等于”）。 （3）图 c 中从状态 A 到状态 B 过程气体___________热量（填“吸收”或“放出”）。 17．分子势能 Ep （ 随分子间距离 r 变化的情况如图所示，当分子势能最小时分子力为_______ 选填“引力”、 “斥力”或“零”）；当分子势能为零时，分子力表现为_____（选填“引力”、“斥力”或“为零”）； 18．如图所示的甲、乙两幅图象分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系，假定两个 分子的距离为无穷远时它们的分子势能为 0，当分子间距 _（填“增大”“减小”“不变”）；当分子间距 r  r0 r  r0 ，随着 r 的增大，F 先增大后减小， ，随着 r 的减小，F 增大， Ep Ep _____ ______（填“增大”“减小”或“不 变”）. 19．如图所示，甲分子固定于坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离 的关系如图中曲线所示。a、b、c、d 为 x 轴上四个特定的位置，现将乙分子从 a 移动到 d，当 a 移至_____ _点时两分子间分子势能最小，在移动过程中的分子力和分子势能同时都增大的阶段是_________。 20．在弹簧的弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比。分子间相互作用力跟分子间距离 的关系图如图所示。请探究 (1)图中哪个地方表示的含义类似弹簧的自然长度处？ (2)哪一段最能反映类似弹簧的规律？ 21．在物理学中，研究微观物理问题可以借鉴宏观的物理模型，可使问题变得更加形象生动。弹簧的弹力 和弹性势能变化与分子间的作用力以及分子势能变化情况有相似之处，因此在学习分子力和分子势能的过 程中，我们可以将两者类比，以便于理解。 (1)质量相等的两个小球用劲度系数为 k，原长为 l0 的轻弹簧相连，并置于光滑水平面上。现给其中一个小 球沿着弹簧轴线方向的初速度，整个系统将运动起来，已知在此后的运动过程中弹簧的弹性势能大小 Ep 与 弹簧的长度 l 的关系如图甲所示。 ① 请说明曲线斜率的含义； ② 已知弹簧最小长度为 l1，求弹簧的最大长度 l2 为多大？ (2)研究分子势能是研究物体内能的重要内容。已知某物体中两个分子之间的势能 Ep 与两者之间距离 r 的关 系曲线如图乙所示。 ① 由图中可知，两分子间距离为 r0 时，分子势能最小，请说出 r=r0 时两分子间相互作用力的大小，并定性 说明曲线斜率绝对值的大小及正负的物理意义； ② 假设两个质量相同的分子只在分子力作用下绕两者连线的中点做匀速圆周运动，当两者相距为 r1 时，分 子的加速度最大，此时两者之间的分子势能为 Ep1，系统的动能与分子势能之和为 E。请在如图乙所示的 Ep —r 曲线图像中的 r 轴上标出 r1 坐标的大致位置，并求出此时两分子之间的分子作用力大小。 22．在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，其中一种能量是势能。 势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分 子势能、电势能等。 （1）如图 1 所示，内壁光滑、半径为 R 的半圆形碗固定在水平面上，将一个质量为 m 的小球（可视为质 点）放在碗底的中心位置 C 处。现给小球一个水平初速度 v0（v0< 2gR ），使小球在碗中一定范围内来回 运动。已知重力加速度为 g。 a. 若以 AB 为零势能参考平面，写出小球在最低位置 C 处的机械能 E 的表达式； b. 求小球能到达的最大高度 h；说明小球在碗中的运动范围，并在图 1 中标出。 （2）如图 2 所示，a、b 为某种物质的两个分子，以 a 为原点，沿两分子连线建立 x 轴。如果选取两个分子 相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能 EP 与它们之间距离 x 的 EP-x 关系图线如图 3 所示。 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）。当两分子间距离为 r0 时，b 分 子的动能为 EK0（EK0<EP