2022版新教材物理人教版选择性必修第三册基础训练：第一章第4节分子动能和分子势能含解析

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1.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，则容器内( )

A.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

C.水的内能大于冰的内能

D.冰的内能大于水的内能

答案：

解析：冰、水温度相同，故二者分子平均动能相同；水分子势能大于冰分子势能，故等质

量的冰、水内能相比较，水的内能大于冰的内能。

2.下列关于物体内能的说法正确的是( )

A.一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能

B.物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫作物体的内能

C.当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化

D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大

答案：

解析：内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，故

项

错误，

项正确；一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，故

项错误；

物体的内能的大小与物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体不一定比温度低

的物体内能大，故

项错误。

3.（2021 江苏南京师范大学附属实验学校高二月考）关于分子动理论，下列说法正确的是(

)

A.当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大

B.相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大

C.给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的

D.当分子间的距离为

时合力为 0，此时，分子势能最大

答案：

解析：当分子间作用力表现为引力时，随着分子间距离增大，分子力做负功，故分子势能

增大，故

项正确；分子之间同时存在引力和斥力，当相邻的两个分子之间的距离减小时，

分子间的引力和斥力都变大，故

项错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上

下的压强差造成的，故

项错误；分子间的距离为

时合力为 0，此时，分子势能最小，故

项错误。

4.（多选）（2021 天津一中高三月考）两分子间的斥力和引力的合力

与分子间距离

的关

系如图中曲线所示，曲线与

轴交点的横坐标为

，相距很远的两分子仅在分子力作用下，

由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )

A.在

r>r0

阶段，分子间作用力先变小后变大

B.在

r>r0

阶段，

做正功，分子动能增加，分子势能减小

C.在

r<r0

阶段，

做负功，分子动能减小，分子势能也减小

D.在

r=r0

时，分子势能最小，动能最大

答案：

;

解析：当两分子逐渐靠近时，在

r>r0

阶段，分子间作用力先变大后变小，

项错误；在

r>r0

阶段，分子间作用力表现为引力，则当两分子逐渐靠近时，

做正功，分子动能增加，

分子势能减小，

项正确；在

r<r0

阶段，分子间作用力表现为斥力，当两分子逐渐靠近时，

做负功，分子动能减小，分子势能增加，

项错误；在

r=r0

时，分子势能最小，动能最

大，

项正确。

素养视角

模型构建

分子势能的“弹簧—小球”模型

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。

分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧的弹性势能随弹簧形变的变化，弹簧的原长相当

于分子间的距离

。弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，势能都会增加。

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。

素养演练

（1）（★）质量相等的两个小球用劲度系数为

，原长为

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

与弹簧的长度

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

，求弹簧的最大长度

为多大。

答案：（1）①见解析②见解析

解析：（1）①曲线的斜率表示弹簧的弹力

②当弹簧最长或最短时，两球共速，由动量守恒定律得

m v0=2m v共

由能量守恒定律得

2m v0

2=2×1

2m v共

2+Ep

可得当弹簧最长和最短时，弹簧的弹性势能相等，因此弹簧的形变量相等，即有

l2− l0=l0−l1

得

l2=2l0− l1

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