《分子势能》分子势能 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《分子势能》分子势能

1单选题

用r表示两个分子间的距离，用E_p表示两个分子间相互作用的势能．当r=r_0时两分子间的斥力等于引力．下列说法中正确的是（　　）

A
当r＞r_0时，分子间作用力表现为斥力
B
当r＜r_0时，分子间作用力表现为引力
C
当r＞r_0时，E_p随r的增大而增大
D
当r＜r_0时，E_p随r的增大而增大

题目答案

C

答案解析

分析：

分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离增大时，表现为引力，当分子间距离减小时，表现为斥力，而分子间的作用力随分子间的距离增大先减小后增大，再减小；当分子间距等于平衡位置时，引力等于斥力，即分子力等于零，分子势能为最小．

解答：

解：A、当两个分子间的距离大于r_0时，分子间存在相互作用的引力和斥力，而且斥力小于引力，作用力表现为引力，故A错误．

B、两分子之间的距离小于r_0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，作用力表现为斥力，故B错误；

D、两个分子间的距离由r=r_0开始增大的过程中，分子间为引力；故分子力做负功；分子势能增大；故C正确；

E、当r＜r_0时，分子间为斥力；随r的增大，分子力做正功；故E_p随r的增大而减小；故D错误；

故选：C．

点评：

此题考查的是分子间的相互作用力，以及作用力和分子间距离的关系，注意当r=r_0时，分子力为零，而分子势能却最小，并不为零，同时注意引力与斥力随着间距变化出现都增大或都减小的现象．

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2单选题

用r表示两个分子间的距离，Ep表示两个分子间的相互作用的势能，当r=r_0时两分子间斥力大小等于引力大小，设两分子相距很远时E_P=0，则（　　）

A
当r＞r_0 时，Ep随r的增大而减小
B
当r＜r_0时，Ep随r的减小而增加
C
当r＞r_0 时，Ep不随r而变
D
当r=r_0时，Ep=0

题目答案

B

答案解析

分析：

分子间由于存在相互的作用力，从而具有的与其相对位置有关的能．其变化情况要看分子间作用力，分子力的功等于分子势能的减小量．

解答：

解：AC、当r＞r_0时，分子力体现引力，当r的增加时，分子力做负功，则E_P增加，故A错误，C错误；

B、当r＜r_0时，分子力体现斥力，当r的减小时，分子力做负功，则E_P增加，故B正确；

D、当r=r_0时，E_P最小，而不是零，故D错误；

故选：B

点评：

本题关键是明确分子势能与分子力做功的关系，也可以结合图象分析分子势能的变化规律，注意电势能的负号表示大小．

纠错重做

3单选题

如图所示为分子势能与分子间距离的关系图象，下列判断错误的是（　　）

A
当r＞r_0时，r越小，则分子势能E_p越大
B
当r＜r_0时，r越小，则分子势能E_p越大
C
当r=r_0时，分子势能E_p最小
D
当r=r_0时，分子间作用力为零

题目答案

A

答案解析

分析：

本题考查了分子间的作用力与分子间距离关系图象，当r=r_0时，分子力为零，分子势能最小，由图可知r$_1$=r_0，然后根据分子力与分子之间距离关系可以求解．

解答：

解：由图象可知：分子间距离为r_0时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离；

另外，结合分子力的关系可知，当r大于r_0时，分子间的作用力表现为引力，当r小于r_0时，分子间的作用力表现为斥力；

A、当r＞r_0时，r越小，分子引力做正功，则分子势能减小；故A错误；

B、当r＜r_0时，r越小，分子间为斥力，分子势能增大；故B正确；

C、由以上分析可知，当r等于r_0时，分子势能最小，故C正确；

D、当r=r_0时，分子间作用力为零；故D正确；

本题选错误的；故选：A．

点评：

正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r=r_0，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习．

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4单选题

以r、F、E_p分别表示分子间距．分子力和分子势能，而当r=r_0时，F=0，于是有（　　）

A
当r＞r_0时，r越大，F越大，E_p越大
B
当r＞r_0时，r越大，F越大，E_p越小
C
当r＜r_0时，r越小，F越大，E_p越大
D
当r＜r_0时，r越小，F越大，E_p越小

题目答案

C

答案解析

分析：

本题可结合分子力和分子势能与分子间距的关系图象，来分析分子力和分子势能的变化情况．

解答：

解：在同一坐标系中，画出F-r图象和E_p-r图象如图．可知：

AB、当r＞r_0时，F随r的变化呈非单调特征，F先增大后减小，而E_p随r的变化呈单调增大的变化，即r越大，E_p越大，故A、B错误．

CD、当r＜r_0时，F随r呈单调减小的变化，即r越小，F越大．E_p随r的变化呈单调减小的变化，r越小，E_p越大．故C正确，D错误．

故选：C

点评：

分子间距离等于平衡距离r_0时分子之间的作用力是0，分子势能最小，掌握分子间作用力与分子间距离的关系、分子清楚图象，即可正确解题．

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5多选题

(多选)当两个分子间的距离r=r_0时，分子处于平衡状态，设r$_1$＜r_0＜10r_0，则当两个分子间的距离由r$_1$逐渐变化到10r_0的过程中（　　）

A
分子力先减小后增加
B
分子力先减小再增加最后再减小
C
分子力先做正功再做负功
D
分子力先做负功再做正功

题目答案

BC

答案解析

分析：

当两个分子间的距离r=r_0时，分子力为0；当r＞r_0时，分子力表现为引力；当r＜r_0时，分子力表现为斥力．

分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加．

解答：

解：AB、由于r$_1$＜r_0，当两个分子间的距离由r$_1$逐渐变化到r_0的过程中，分子力为斥力且减小；

当两个分子间的距离由r_0逐渐变化到10r_0的过程中，分子力为引力，先增加后减小；故A错误，B正确；

CD、由于r$_1$＜r_0，当两个分子间的距离由r$_1$逐渐变化到10r_0的过程中，分子力先是引力后是斥力，故分力力先做正功后做负功；故C正确，D错误；

故选：BC

点评：

解决本题的关键知道分子力的特点：当两个分子间的距离r=r_0时，分子力为0，当r＞r_0时，分子力表现为引力，当r＜r_0时，分子力表现为斥力．以及分子力做功与分子势能的关系：分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加．

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6单选题

如图所示，甲分子固定在体系原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，下列说法正确的(　　)

A
乙分子在P点(x=x$_2$)时加速度最大
B
乙分子在P点(x=x$_2$)时动能最大
C
乙分子在Q点(x=x$_1$)时处于平衡状态
D
乙分子在Q点(x=x$_1$)时分子势能最小

题目答案

B

答案解析

分析：

分子间存在相互作用的引力和斥力，当二者大小相等时两分子共有的势能最小，分子间距离为平衡距离，当分子间距离变大或变小时，分子力都会做负功，导致分子势能变大．两分子所具有的总能量为分子动能与分子势能之和

解答：

解：A、由图象可知，乙分子在P点(x=x$_2$)时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A错误

B、乙分子在P点(x=x$_2$)时，分子势能最小，由能量守恒定律则知，分子的动能最大，故B正确；

C、乙分子在Q点(x=x$_1$)时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小与分子斥力，合力表现为斥力，在Q点分子不处于平衡状态，故C错误；

D、由图象可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于分子在P点的分子势能，因此在Q点分子势能不是最小，故D错误；

故选：B

点评：

对于分子势能，关键要掌握分子位于平衡位置时，分力势能最小，而分子力为零，动能最大．熟悉分子力的变化规律，知道分子力做功与分子势能变化的关系，知道总能量由分子势能和分子动能两者之和构成，本题考查的过程很细，要加强分析

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