《2025年5年高考3年模拟高中物理选择性必修第三册人教版江苏专版》

7.(2025 浙江宁波期末)如图甲所示，将两个完全相同、质量均为$m$的分子$A$、$B$同时从$x$轴上的坐标原点和$r_1$处由静止释放，图乙为这两个分子的分子势能随分子间距离变化的图像，当分子间距离分别为$r_1$、$r_2$和$r_0$时，两分子之间的分子势能为$E_1$、$0$和$-E_0$。取分子间距离为无穷远时分子势能为零，整个运动过程只考虑分子间的作用力，下列说法正确的是 (A)


A.分子$A$、$B$的最大动能均为$\frac{E_1 + E_0}{2}$
B.当分子间距离为$r_0$时，两分子之间的作用力最大
C.当分子间距离为无穷远时，分子$B$的速度大小为$\sqrt{\frac{2E_1}{m}}$
D.两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小

答案： 7.A　当分子间距离为r₀时，两分子之间的分子势能为−E₀，此时两分子的动能最大，减少的分子势能为ΔEₚ=E₁−(−E₀)=E₁+E₀，根据能量守恒，减少的分子势能转化为两分子的动能，又因为分子A、B质量相等，故分子A、B的最大动能均为Eₖₐ=Eₖb=$\frac{E₁ + E₀}{2}$，故A正确；当分子间距离为r₀时，两分子之间的分子势能最小，两分子间作用力为零，故B错误；当分子间距离为无穷远时，减少的分子势能全部转化为两分子的动能，则E₁=2×$\frac{1}{2}$mv²，解得分子B的速度大小为v=$\sqrt{\frac{E₁}{m}}$，故C错误；分子势能是标量，正负表示大小，故两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大，故D错误。
名师点津
　　　分子势能是A、B组成的系统所共有的，系统在只有分子间作用力做功的情况下，动能和分子势能的总和保持不变，系统的分子势能减少多少，两个分子的总动能则增加多少；另外，本题还需要注意，分子势能最小时，分子间作用力为零。

8.(2025 山东滨州期末)用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子间作用力时的运动。如甲图所示，将两个质量均为$m$的$A$、$B$分子从$x$轴上的$-x_0$和$x_0$处由静止释放，$B$分子的速度$v$随位置$x$的变化关系如乙图所示。取无穷远处分子势能为零，下列说法正确的是 (B)

A.$A$、$B$分子刚释放时分子间作用力表现为引力
B.$A$、$B$间距离为$2x_1$时分子间作用力为零
C.$A$、$B$系统的分子势能最小值为$\frac{1}{2}mv_2^2 - \frac{1}{2}mv_1^2$
D.释放时$A$、$B$系统的分子势能为$\frac{1}{2}mv_2^2$

答案： 8.B　由图乙可知，B分子刚释放时沿x轴正方向加速运动，所以B分子刚释放时分子间作用力表现为斥力，故A错误；B分子在x₁处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据A、B运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为2x₁，故B正确；由题意可知，无穷远处的分子势能为0，由图乙可知B分子在无穷远处的速率为v₂，两分子相距无穷远时的总动能为Eₖ=2×$\frac{1}{2}$mv₂²=mv₂²，由能量守恒可知，释放时A、B系统的分子势能等于相距无穷远时A、B系统的总动能，速度最大时，系统的动能最大，分子势能最小，根据能量守恒可知，A、B系统的分子势能最小值为Eₚₘᵢₙ=mv₂²−$\frac{1}{2}$×2mv₁²=mv₂²−mv₁²，故C、D错误。

9.(2025 江苏苏州期末)关于物体的内能，下列叙述正确的是 (B)

A.温度高的物体比温度低的物体内能大
B.物体的内能不可能为零
C.内能相同的物体，它们的分子的平均动能一定相同
D.内能不相同的物体，它们的分子的平均动能一定不相同

答案： 9.B　温度高低只反映分子的平均动能的大小，由于物体的内能跟物体温度、体积、物质的量有关，所以温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，A错误；内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，分子在永不停息地做无规则运动，所以内能永不为零，B正确；内能相同的物体，它们的温度可能不相同，所以它们的分子的平均动能可能不相同，C错误；内能不同的物体，它们的温度可能相同，则它们的分子的平均动能可能相同，D错误。

10.(2025 黑龙江齐齐哈尔期中)关于物体的内能和分子势能，下列说法中正确的是 (B)

A.物体的速度增大，则分子的动能增加，内能也一定增加
B.物体温度不变，内能可能变大
C.物体的内能与温度有关，与物体的体积无关
D.把物体举得越高，分子势能越大

答案： 10.B　物体的速度增大，物体的动能增大，增加的是物体的机械能，而物体的内能跟物体的温度、体积和物质的量有关，内能不一定增加，故A错误；物体的内能为物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，分子热运动的平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关，当发生物态变化时，物体的温度有可能不变，此时分子的平均动能不变，但分子势能可能变大，物体的内能可能增大，故B正确；物体的内能由物体的物质的量、温度、物体的体积共同决定，故C错误；把物体举得越高，物体的重力势能越大，分子势能与物体的高度无关，故D错误。
归纳总结
内能和机械能的区别与联系
内能对应的运动形式是微观分子热运动，常见的能量形式是分子动能、分子势能，影响因素是物体的物质的量、温度、体积，大小永远不等于零；机械能对应的运动形式是宏观物体机械运动，常见的能量形式是物体动能、重力势能、弹性势能，影响因素是物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量，大小在一定条件下可以等于零，二者在一定条件下可以相互转化。

11.(2025 湖南郴州期中)$18\ g$的水，$18\ g$的水蒸气，$32\ g$的氧气，在它们的温度都是$100\ ^{\circ} C$时 (C)

A.它们的分子数目不相同，氧气的分子数目大
B.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同
C.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大
D.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同

答案： 11.C　水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故18g的水和18g的水蒸气的分子数相同，为N₁=N₂=$\frac{18}{18}$mol×Nₐ=6.02×10²³(个)，32g的氧气分子数为N₃=$\frac{32}{32}$mol×Nₐ=6.02×10²³(个)，故N₁=N₂=N₃，温度是分子热运动平均动能的标志，三者温度相同，故分子的平均动能相同，但18g的水蒸气的分子势能比18g的水的分子势能大，故18g的水蒸气的内能比18g的水的内能大，C正确，A、B、D错误。