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1.3分子运动速率分布规律-人教版（2019）选择性必修第三册精选习题（含解析）
【教材课后习题】
1.在一个密闭容器内有一滴15 ℃的水，过一段时间后，水滴蒸发变成了水蒸气，温度还是15 ℃。它的内能是否发生了变化？为什么？
2.在一个真空的钟罩中，用不导热的细线悬吊一个铁块，中午时铁块的温度是28 ℃，晚上铁块的温度是23 ℃。铁块的内能是否发生了变化？为什么？
3.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？
4.有人说：“当我们把一个物体举高时，组成物体的每个分子的重力都做了负功，因此分子势能增大，这就导致物体的内能增大，我们举起物体所做的功，就等于物体内能的增加量。”你说对吗？为什么？
【定点变式训练】
5.如图为两分子靠近过程中的示意图，为分子间平衡距离，下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A.分子间距离大于时，分子间表现为斥力
B.分子从无限远靠近到距离处过程中分子势能变大
C.分子势能在处最小
D.分子间距离小于且减小时，分子势能在减小
6.分子势能随分子间距离变化的图像如图所示。分子间距为时，分子力大小为，分子间距为时，分子力为，则( )
A. B. C.与均为引力 D.与均为斥力
7.如图所示，分别表示分子间作用力F、分子势能与分子间距离r的关系图线(取无穷远处分子势能)。则下列说法正确的是( )
A.甲图表示分子势能与分子间距离的关系图线
B.当时，分子势能为零
C.当时，分子间作用力随分子间距离的增大而减小
D.当时，分子势能随分子间距离增大而减小
8.真空胎没有内胎，直接在轮胎和轮圈之间封闭着空气，轮胎鼓起胎内表面形成一定的压力，提高了对破口的自封能力，不会像自行车轮胎那样瞬间漏气，从而提高了车辆行驶安全性。如图所示真空胎，胎内充入一定质量的理想空气，把汽车开到室外，胎内的温度降低，假设此过程胎内气体的体积不变，下列说法正确的是( )
A.分子的平均动能减小，每个分子运动的动能都减小
B.分子的平均动能不变，气体的压强增大
C.速率大区间的分子数减少，分子平均速率减小
D.气体的温度降低，分子势能减小
9.图甲是一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线；图乙是两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是( )
A.甲：同一温度下，气体分子的速率都是“中间多、两头少”的分布
B.甲：气体在①状态下的内能小于②状态下的内能
C.乙：当r大于时，分子间的作用力表现为引力
D.乙：在r由变到的过程中分子力做负功
10.分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是( )
A.标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零
B.分子间距离从零增大到的过程中，分子力做负功，分子势能增大
C.如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系
D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线D表示分子力与分子间距的关系
答案以及解析
1.答案：见解析
解析：物体内能是物体内所有分子的动能和分子势能的和，而分子动能取决于温度，分子势能与体积有关，所以密闭容器内有一滴15 ℃的水变为15 ℃的水蒸气时，质量不变，则分子的个数不变，温度仍为15 ℃，则分子动能也不变，但分子间距离增大，分子势能增大，所以，由水变为水蒸气，它的内能应该是增加了。
2.答案：见解析
解析：铁块的质量不变，分子数没有发生变化，铁块的温度由28 ℃变为23 ℃，温度降低，分子平均动能减少了，铁块的体积没有变化，则分子势能不变。
铁块的内能为铁块内所有分子的动能和分子势能的和，故铁块内能减少了。
3.答案：见解析
解析：这种说法是不对的。分子热运动的平均动能与物体做机械运动的动能无关，它取决于物体的温度，宏观运动物体动能增大，有可能温度在降低，分子平均动能在减小。
4.答案：见解析
解析：这种说法是不对的。物体的内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，而不是宏观物体所具有的动能和势能的和。
当我们把一个物体举高时，物体的温度并没有发生变化，所以分子平均动能不变，且分子间距离也没有发生变化，所以分子势能也不变，故物体内能并没有增加，把物体举高时，物体的重力做了负功，使物体的重力势能增加了，但物体内能与重力势能并无关系。
5.答案：C
解析：A.分子间距离大于时，分子间表现为引力，故A错误；BCD.分子从无限远靠近到距离处过程中，分子引力做正功，则分子势能变小，分子从距离处再减小时分子斥力做负功，分子势能变大，可知分子势能在处最小，故BD错误，C正确。故选C。
6.答案：A
解析：AB.图像斜率的绝对值表示分子力大小，分子间距为时图像斜率的绝对值大于分子间距为时图像斜率的绝对值，则故A正确，B错误；CD.设时，分子势能最小，当时，随着分子间距离增大，分子势能减小，则分子力做正功，为斥力，当时，随着分子间距离增大，分子势能增大，则分子力做负功，为引力，故CD错误。故选A。
7.答案：D
解析：AB.在时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，则甲图表示分子间作用力与分子间距离的关系图线，乙图表示分子势能与分子间距离的关系图线，AB错误；C.由两图可知，当时，距离增大，分子间作用力先增大后减小，C错误；D.当时，分子之间的作用力表现为斥力，分子间距离增大，斥力做正功，分子势能减小，D正确。故选D。
8.答案：C
解析：A.气体温度降低，根据分子动理论可知分子平均动能减小，但并不是每个气体分子运动的动能都减小，A错误。
B.气体温度降低，气体分子平均动能减小，并且真空胎体积不变，温度降低，根据查理定律可知气体压强减小，B错误。
C.根据气体分子速率分布规律可知，当温度降低时，速率大分子比例减少，则速率大区间的分子数减少，分子平均速率减小，C正确。
D.理想气体的分子势能忽略不计，D错误。
故选C。
9.答案：A
解析：AB.图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，①状态下速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大，即气体在①状态下的内能大于②状态下的内能，故B错误，A正确；CD.图乙中，当时，分子势能最小，此时分子力为0，则当时，分子间的作用力表现为引力，当时，分子间的作用力表现为斥力，在r由变到的过程中，分子势能减小，则分子力做正功，故CD错误。故选A。
10.答案：A
解析：D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示分子间的斥力，曲线C表示分子间的引力，则曲线B表示合力与分子间距的关系，故D错误；C.如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，故C错误；B.分子间距离从零增大到的过程中，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；A.标准状态下，一定质量的某种气体，分子间距离约为10，其分子势能趋于零，故A正确。故选A。

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