（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册课时分层作业3　分子动能和分子势能同步检测.doc

1、课时分层作业课时分层作业(三三)分子动能和分子势能分子动能和分子势能 (建议用时：建议用时：25 分钟分钟) 考点一考点一分子动能分子动能 1(多选多选)容器中盛有冰水混合物容器中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变冰的质量和水的质量相等且保持不变，则下列则下列 说法正确的是说法正确的是() A冰的分子平均动能大于水的分子平均动能冰的分子平均动能大于水的分子平均动能 B水的分子平均动能大于冰的分子平均动能水的分子平均动能大于冰的分子平均动能 C冰和水的分子平均动能相等冰和水的分子平均动能相等 D水的内能大于冰的内能水的内能大于冰的内能 CD冰水混合物温度为冰水混合物温度为 0 ，冰

2、冰、水温度相同水温度相同，故二者分子平均动能相同故二者分子平均动能相同，A、B 错误错误，C 正确正确；水的分子势能大于冰的分子势能水的分子势能大于冰的分子势能，故等质量的冰故等质量的冰、水内能相比较水内能相比较，水的水的 内能大于冰的内能内能大于冰的内能，D 正确。正确。 考点二考点二分子势能分子势能 2如图所示如图所示，甲分子固定于坐标原点甲分子固定于坐标原点 O， ，乙分子从无穷远乙分子从无穷远 a 处由静止释放处由静止释放，在分在分 子力的作用下靠近甲子力的作用下靠近甲。图中图中 b 点合外力表现为引力点合外力表现为引力，且为数值最大处且为数值最大处，d 点是分子靠得点是分子靠得 最近

3、处最近处。则下列说法正确的是则下列说法正确的是() A乙分子在乙分子在 a 点势能最小点势能最小 B乙分子在乙分子在 b 点动能最大点动能最大 C乙分子在乙分子在 c 点动能最大点动能最大 D乙分子在乙分子在 d 点加速度为零点加速度为零 C乙分子由乙分子由 a 运动到运动到 c，分子力表现为引力分子力表现为引力，分子力做正功分子力做正功，动能增大动能增大，分子势分子势 能减小能减小，所以乙分子在所以乙分子在 c 处分子势能最小处分子势能最小，在在 c 处动能最大处动能最大，故故 A、B 错误错误，C 正确正确； 由题图可知由题图可知，乙在乙在 d 点时受到分子斥力点时受到分子斥力，所以乙分子

4、在所以乙分子在 d 处的加速度不为零处的加速度不为零，故故 D 错错 误。误。 3(多选多选)下列关于分子力和分子势能的说法中下列关于分子力和分子势能的说法中，正确的是正确的是() A当分子力表现为引力时当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大 B当分子力表现为引力时当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小 C当分子力表现为引力时当分子力表现为引力时，随分子间距离增大随分子间距离增大，分子力先增大后减小分子力先增大后减小，分子势能分子势能 增大增大 D当分

5、子力表现为斥力时当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 CD当分子力表现为引力时当分子力表现为引力时，分子间距离分子间距离 rr0，随分子间距离的增大随分子间距离的增大，分子力先分子力先 增大后减小增大后减小，分子势能增大分子势能增大，A、B 错误错误，C 正确；当分子力表现为斥力时正确；当分子力表现为斥力时，分子间距分子间距 离离 rr0，随分子间距离的减小随分子间距离的减小，分子力和分子势能都增大分子力和分子势能都增大，D 正确。正确。 4如图所示四幅图中如图所示四幅图中，能正确反映分子间作用力能正确反映分子间作用力

6、f 和分子势能和分子势能 Ep随分子间距离随分子间距离 r 变化关系的图线是变化关系的图线是() B当分子间距离当分子间距离 rr0时时，分子引力和分子斥力大小相等分子引力和分子斥力大小相等，分子间作用力为零分子间作用力为零， 分子势能达到最小值；当分子势能达到最小值；当 rr0时时，分子间作用力表现为斥力分子间作用力表现为斥力，若若 r 增大增大，分子力做正分子力做正 功功，分子势能减小分子势能减小；当当 rr0时时，分子间作用力表现为引力分子间作用力表现为引力，若若 r 增大增大，分子力做负功分子力做负功， 分子势能增大。故选分子势能增大。故选 B。 5甲甲、乙两个分子相距较远乙两个分子相

7、距较远，它们间的分子力为零它们间的分子力为零，在它们逐渐接近到不能再接在它们逐渐接近到不能再接 近的全过程中近的全过程中，分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是() A分子力先增大分子力先增大，后减小；分子势能一直减小后减小；分子势能一直减小 B分子力先增大分子力先增大，后减小；分子势能先减小后减小；分子势能先减小， ，后增大后增大 C分子力先增大分子力先增大，再减小再减小，后又增大；分子势能先减小后又增大；分子势能先减小，再增大再增大，后又减小后又减小 D分子力先增大分子力先增大，再减小再减小，后又增大；分子势能先减小后又增大；分子势

8、能先减小，后增大后增大 D分子间距离较远时分子间距离较远时，分子力为零分子力为零。当分子间距离减小时当分子间距离减小时，分子间的分子力表现分子间的分子力表现 为引力为引力，当当 r 减小到减小到 rr0时时，分子力又为零分子力又为零，这一过程中分子力经历了由零增大后又这一过程中分子力经历了由零增大后又 减小到零的过程减小到零的过程。当当 rr0时时，分子力表现为斥力分子力表现为斥力，且斥力随分子间距离的减小而一直增且斥力随分子间距离的减小而一直增 大大，所以当所以当 r 一直减小时一直减小时，分子力的变化过程是先增大分子力的变化过程是先增大，再减小再减小，后又增大后又增大。由于分子由于分子 力

9、先表现为引力力先表现为引力，后表现为斥力后表现为斥力，所以在所以在 r 一直减小的过程中一直减小的过程中，分子力分子力(引力引力)先做正功先做正功， 分子势能减少分子势能减少，后为斥力做负功后为斥力做负功，分子势能增大分子势能增大。A、B、C 错误错误，D 正确正确。 考点三考点三内能内能 6(多选多选)把一个物体竖直下抛把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空 不考虑空 气阻力气阻力)() A物体的动能增加物体的动能增加，分子的平均动能也增加分子的平均动能也增加 B物体的重力势能减少物体的重力势能减少，分子势能却增加分子势能却增加 C

10、物体的重力势能减少物体的重力势能减少，分子的平均动能和分子势能都保持不变分子的平均动能和分子势能都保持不变 D物体的机械能保持不变物体的机械能保持不变 CD物体下落的过程物体下落的过程，不考虑空气阻力不考虑空气阻力，只有重力做功只有重力做功，机械能不变机械能不变，D 正确正确； 物体下落过程中物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分所以分子热运动的平均动能和分 子势能都保持不变子势能都保持不变，C 正确。正确。 7(多选多选)气体内能是所有气体分子热运动动能和分子势能的总和气体内能是所有气体分子热运动动能和分子势能的总和，其大小

11、与气体其大小与气体 的状态有关的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的哪些因素分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的哪些因素，下列说下列说 法正确的是法正确的是() A温度和体积温度和体积B体积和压强体积和压强 C温度和分子间距离温度和分子间距离D温度和压强温度和压强 AC温度是分子平均动能的标志温度是分子平均动能的标志，温度高温度高，分子平均动能大分子平均动能大；分子间势能与分子分子间势能与分子 间距离间距离 r 有关有关，分子间距离分子间距离 r 变化变化，分子势能就发生变化分子势能就发生变化，故故 A、C 正确正确，B、D 错误错误。 8(多选多选)关于物体

12、内能关于物体内能，下列说法中正确的是下列说法中正确的是() A每一个分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能每一个分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能 B物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能 C一个物体一个物体，当它的机械能发生变化时当它的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化其内能也一定发生变化 D一个物体内能的多少与它的机械能多少无关一个物体内能的多少与它的机械能多少无关 BD物体内所有分子的动能与势能的总和叫物体的内能物体内所有分子的动能与势能的总和叫物体的内能，物体的内能对单个分子物体的内能对单个分子 而言无意义。物体的内能与其所

13、含分子的动能与分子势能有关而言无意义。物体的内能与其所含分子的动能与分子势能有关，与物体的动能和势能与物体的动能和势能、 机械能无关机械能无关； 物体体积减小时物体体积减小时， 分子间距离减小分子间距离减小， 但分子势能可能减小但分子势能可能减小。 故故 B、 D 正确正确。 9在体积在体积、温度温度、质量质量、阿伏加德罗常数四个量中阿伏加德罗常数四个量中，与分子平均动能有关的量是与分子平均动能有关的量是 _；与分子势能直接有关的量是；与分子势能直接有关的量是_；与物体内能有关的量是；与物体内能有关的量是 _；联系微观量和宏观量的桥梁是；联系微观量和宏观量的桥梁是_。 解析解析温度是分子热运动

14、平均动能的标志温度是分子热运动平均动能的标志，所以与分子平均动能有关的量是温所以与分子平均动能有关的量是温 度度；分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能分子势能是由分子间的分子力和分子间的相对位置决定的能，宏观上与物体的体积宏观上与物体的体积 有关有关，所以与分子势能直接有关的量是体积所以与分子势能直接有关的量是体积；内能是物体中所有分子的热运动的动能与内能是物体中所有分子的热运动的动能与 分子势能的总和分子势能的总和，宏观上由物体的体积宏观上由物体的体积、温度温度、物质的量所决定物质的量所决定，所以与物体内能有关所以与物体内能有关 的量是体积、温度、质量；联系微观量和宏观量的桥

15、梁是阿伏加德罗常数。的量是体积、温度、质量；联系微观量和宏观量的桥梁是阿伏加德罗常数。 答案答案 温度温度体积体积体积体积、温度温度、质量质量阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数 (建议用时：建议用时：15 分钟分钟) 10下列说法正确的是下列说法正确的是() A只要温度相同只要温度相同，任何分子的平均速率都相同任何分子的平均速率都相同 B不管分子间距离是否大于不管分子间距离是否大于 r0(r0是平衡位置分子间距离是平衡位置分子间距离)，只要分子力做正功只要分子力做正功， 分子势能就减少分子势能就减少，反之分子势能就增加反之分子势能就增加 C10 个分子的动能和分子势能的总和就是这个分子的动能和分子势

16、能的总和就是这 10 个分子的内能个分子的内能 D温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中每一个分子温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中每一个分子 的运动速率的运动速率 B温度相同温度相同，物体分子的平均动能相同物体分子的平均动能相同，而平均速率不一定相同而平均速率不一定相同，故选项故选项 A 错错 误误； 因为分子势能是由分子间相互作用力产生的因为分子势能是由分子间相互作用力产生的， 分子力做负功分子力做负功， 分子势能增加分子势能增加， 反之反之， 分子势能减少分子势能减少，故选项故选项 B 正确正确；物体内能是对大量分子而言的物体内能是对大量分子而

17、言的，对于对于 10 个这样少数的个这样少数的 分子无意义分子无意义，故选项故选项 C 错误错误；温度高的物体分子温度高的物体分子(相同物质相同物质)的平均速率大的平均速率大，但具体到每但具体到每 一个分子的速率是不确定的一个分子的速率是不确定的，可能大于平均速率可能大于平均速率，也可能小于平均速率也可能小于平均速率，故选项故选项 D 错错 误。误。 11(多选多选)如图所示如图所示，甲分子固定于坐标原点甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上乙分子位于横轴上，甲甲、乙两分子乙两分子 间引力间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所

18、示，A、B、C、D 为横为横 轴上的四个特殊的位置；轴上的四个特殊的位置；E 为两虚线为两虚线 a、b 的交点的交点，现把乙分子从现把乙分子从 A 处由静止释放处由静止释放，则则 由图像可知由图像可知() A虚线虚线 a 为分子间斥力变化图线为分子间斥力变化图线，交点交点 E 的横坐标代表乙分子到达该点时分子力的横坐标代表乙分子到达该点时分子力 为零为零 B虚线虚线 b 为分子间引力变化图线为分子间引力变化图线，表明分子间引力随距离增大而减小表明分子间引力随距离增大而减小 C实线实线 c 为分子势能的变化图线为分子势能的变化图线，乙分子到达乙分子到达 C 点时分子势能最小点时分子势能最小 D乙

19、分子从乙分子从 A 到到 C 的运动过程中一直做加速运动的运动过程中一直做加速运动 AB分子间的引力和斥力都随分子间距离分子间的引力和斥力都随分子间距离 r 的增大而减小的增大而减小，随分子间距离随分子间距离 r 的减的减 小而增大小而增大，但斥力变化得快但斥力变化得快，故虚线故虚线 a 为分子间斥力变化图线为分子间斥力变化图线，虚线虚线 b 为分子间引力变为分子间引力变 化图线化图线，交点交点 E 说明分子间的引力说明分子间的引力、斥力大小相等斥力大小相等，分子力为零分子力为零，A、B 两项正确两项正确；实实 线线 c 为分子势能的变化图线为分子势能的变化图线，乙分子到达乙分子到达 B 点时

20、分子势能最小点时分子势能最小，为负值为负值，C 项错误项错误；乙乙 分子从分子从 A 到到 C 的运动过程中分子力先表现为引力的运动过程中分子力先表现为引力，到达到达 B 点后表现为斥力点后表现为斥力，所以乙分所以乙分 子先做加速运动子先做加速运动，后做减速运动后做减速运动，D 项错误。项错误。 12(1)1 g 100 的水和的水和 1 g 100 的水蒸气相比较的水蒸气相比较，下述说法是否正确？下述说法是否正确？ 分子的平均动能和分子的总动能都相同；分子的平均动能和分子的总动能都相同； 它们的内能相同它们的内能相同。 (2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？液体汽化时吸收的热量转化为哪种

21、能量？ 解析解析(1)正确。正确。1 g 水与水与 1 g 水蒸气的分子数一样多水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是两者的温度都是 100 ， 因温度是分子平均动能的标志因温度是分子平均动能的标志，故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同。不正不正 确。水变为水蒸气时要吸收热量确。水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此因此 1 g 100 的的 水蒸气要比水蒸气要比 1 g 100 的水的内能大。的水的内能大。 (2)液体汽化时都要吸收一定的热量液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并没有增大物体内分子

22、的平均动吸收的热量并没有增大物体内分子的平均动 能能，而是使分子势能增大而是使分子势能增大，从而使物体的内能增大。从而使物体的内能增大。 答案答案 见解析见解析 13分子势能随分子间距离分子势能随分子间距离 r 的变化情况可以在如图所示的图像中表现出来的变化情况可以在如图所示的图像中表现出来，就图就图 像回答：像回答： (1)从图中看到分子间距离在从图中看到分子间距离在 r0处处，分子势能最小分子势能最小，试说明理由试说明理由。 (2)图中分子势能为零的点选在什么位置图中分子势能为零的点选在什么位置，在这种情况下分子势能可以大于零在这种情况下分子势能可以大于零，可可 以小于零以小于零，也可以等

23、于零也可以等于零，对吗？对吗？ (3)如果选两个分子相距如果选两个分子相距 r0时分子势能为零时分子势能为零，分子势能有什么特点？分子势能有什么特点？ 解析解析(1)如果分子间距离约为如果分子间距离约为 10 10 m 数量级数量级，分子的作用力的合力为零分子的作用力的合力为零，此距此距 离为离为 r0。当分子距离小于当分子距离小于 r0时时，分子间的作用力表现为斥力分子间的作用力表现为斥力，要减小分子间的距离必须要减小分子间的距离必须 克服斥力做功克服斥力做功，因此因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。如果分子间距离大于分子势能随分子间距离的减小而增大。如果分子间距离大于 r0 时时，分子

24、间的相互作用表现为引力分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此因此，分分 子势能随分子间距离的增大而增大。子势能随分子间距离的增大而增大。 从以上两种情况综合分析从以上两种情况综合分析，分子间距离以分子间距离以 r0为数值基准为数值基准，r 不论减小或增大不论减小或增大，分子分子 势能都增大。所以说势能都增大。所以说，在平衡位置处是分子势能最小值。在平衡位置处是分子势能最小值。 (2)由题图可知由题图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为分子分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为分子 在平衡位置处是分子势能最小点在平衡位置处是分子势能最小点，据题图也可以看出据题图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于在这种情况下分子势能可以大于 零零，可以小于零可以小于零，也可以等于零。也可以等于零。 (3)因为分子在平衡位置处是分子势能最小点因为分子在平衡位置处是分子势能最小点，最小点的分子势能为零最小点的分子势能为零，所以此种所以此种 情况的特点为分子势能大于等于零。情况的特点为分子势能大于等于零。 答案答案 见解析见解析