高中物理 第1章 用統(tǒng)計思想研究分子運動 1_6 物體的內能學業(yè)分層測評 滬科版選修3-3

1.6 物體的內能 (建議用時：45分鐘)學業(yè)達標1分子間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成，則下列說法不正確的是()AF引和F斥是同時存在的BF引總是大于F斥，其合力總表現為引力CF引與F斥跟分子間的距離有關D分子之間的距離越小，F引越小，F斥越大E分子之間的距離越大，F引越大，F斥越小【解析】分子間的引力和斥力同時存在，它們的大小隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力隨分子間距離的變化而變化得更快一些當r<r0時，合力表現為斥力，隨分子間距離的增大而減?。划攔>r0時，合力表現為引力，引力的大小隨分子間距離的增大表現為先增大后減小正確選項是A、C，B、D、E符合題意【答案】BDE2兩個分子之間的距離為r，當r增大時，這兩個分子之間的分子力()A一定增大B一定減小C可能增大 D可能減小E一定變化【解析】分子間同時存在的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，題設的r是大于r0(平衡距離)還是小于r0未知，增大多少也未知由圖可知，分子間距離r在從無限小到無限大的區(qū)間內，分子力隨r的增大是先減小后增大再減小，故C、D、E正確【答案】CDE3下列敘述正確的是()A若分子間距離rr0時，兩分子間分子力F0，則當兩分子間距離由小于r0逐漸增大到10r0過程中，分子間相互作用的勢能先減小后增大B對一定質量氣體加熱，其內能一定增加C物體的溫度越高，其分子的平均動能越大D布朗運動就是液體分子熱運動E氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大【解析】當r<r0增大到r0的過程中，分子力表現為斥力，分子力做正功，分子勢能減?。划攔由r0增大到10r0時，分子力表現為引力，分子力做負功，分子勢能增大故選項A正確在對氣體加熱時，其內能的變化情況不能確定，故選項B錯誤溫度是分子平均動能的標志，物體溫度越高，其分子的平均動能越大，C正確布朗運動是布朗微粒在液體分子撞擊下的無規(guī)則運動，而不是液體分子的運動，D錯誤由于氣體分子間的距離一定大于r0，體積增大時分子間距離增大，分子力做負功，分子勢能增大，E正確；正確答案為A、C、E.【答案】ACE4下列有關溫度與分子動能、物體內能的說法中正確的是() 【導學號：35500011】A溫度升高，每個分子的動能一定都變大B溫度升高，分子的平均速率一定變大C溫度升高時， 分子的平均動能一定變大D溫度降低，物體的內能必然變小E溫度降低，物體的內能可能增大【解析】溫度升高時，分子的平均動能一定變大，即平均速率增大，但每個分子的動能不一定變大，所以A錯、B、C對；決定物體內能的是組成物體的分子個數、溫度和體積三個因素溫度降低，內能可能減小，還有可能不變，甚至增加，所以D錯，E對【答案】BCE5如圖163所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關系如圖中曲線所示F0為斥力，F0為引力a、b、c、d為x軸上四個特定的位置現把乙分子從a處由靜止釋放，則()圖163A乙分子由a到b做加速運動，由b到c做減速運動B乙分子由a到c做加速運動，到達c時速度最大C乙分子由a到b的過程中，兩分子間的分子勢能一直減小D乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增大E乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能先減小后增加【解析】乙分子由a運動到c的過程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運動，到c時速度達到最大，而后受甲的斥力作用做減速運動，A錯，B對；乙分子由a到b的過程所受引力做正功，分子勢能一直減小，C正確；而乙分子從b到d的過程，先是引力做正功，分子勢能減少，后來克服斥力做功，分子勢能增加，故D錯，E對【答案】BCE6把一個物體豎直下拋，下列哪種情況是在下落的過程中發(fā)生的(不考慮空氣阻力)()A物體的動能增加，分子的平均動能也增加B物體的重力勢能減少，分子勢能卻增加C物體的重力勢能減少，分子的平均動能和分子勢能都保持不變D物體的機械能保持不變E物體的內能保持不變【解析】物體下落的過程，不考慮空氣阻力，只有重力做功，機械能不變；物體下落過程中，物體的溫度和體積也沒有發(fā)生變化，所以分子熱運動的平均動能和分子勢能都保持不變因此，選項A、B錯誤，C、D、E正確【答案】CDE7分子間有相互作用勢能，規(guī)定兩分子相距無窮遠時兩分子間的勢能為零設分子a固定不動，分子b以某一初速度從無窮遠處向a運動，直至它們之間的距離最小此過程中的下列說法不正確的是()Aa、b之間的勢能先減小，后增大，再減小Ba、b之間的勢能先增大，后減小，再增大Ca、b間的勢能先減小，后增大D分子b的加速度先增大，后減小，再增大E分子b的加速度先減小，后增大，再減小【解析】此過程由兩個階段組成：相距無窮遠到r0，r0到距離最小第一階段分子引力先增大后減小，則加速度先增大，后減小，引力對b做正功，a、b之間的勢能減小；第二階段分子斥力一直增大，分子b的加速度一直增大，斥力對b做負功，a、b之間的勢能增大a、b之間的勢能先減小，后增大；分子b的加速度先增大，后減小，再增大答案為A、B、E.【答案】ABE8在體積、溫度、質量、阿伏伽德羅常量四個量中，與分子平均動能有關的量是 ；與分子勢能直接有關的量是 ；與物體內能有關的量是 ；聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁是 【解析】溫度是分子熱運動平均動能的標志，所以與分子平均動能有關的量是溫度；分子勢能是由分子間的分子力和分子間的相對位置決定的能，宏觀上與物體的體積有關，所以與分子勢能直接有關的量是體積；內能是物體中所有分子的熱運動的動能與分子勢能的總和，宏觀上由物體的體積、溫度、物質的量所決定，所以與物體內能有關的量是體積、溫度、質量；聯(lián)系微觀量和宏觀量的橋梁是阿伏伽德羅常量【答案】溫度體積體積、溫度、質量阿伏伽德羅常量能力提升9關于物體內能，下列說法中正確的是()A每一個分子的動能與分子勢能的和叫物體的內能B物體所有分子的動能與分子勢能的總和叫物體的內能C一個物體當它的機械能發(fā)生變化時，其內能也一定發(fā)生變化D一個物體內能的多少，與它的機械能的多少無關E在一定條件下內能和機械能可以相互轉化【解析】物體內所有分子的動能與勢能總和叫物體的內能，物體的內能對單個分子而言無意義物體的內能與其所含分子的動能與勢能有關，與物體的動能和勢能即機械能無關故B、D正確，A、C錯誤；內能和機械能可以相互轉化，E正確【答案】BDE10如圖164所示，縱坐標表示兩個分子間引力、斥力的大小，橫坐標表示兩個分子間的距離，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、斥力的大小隨分子間距離的變化關系，e為兩曲線的交點，則下列說法正確的是() 【導學號：35500012】圖164Aab為斥力曲線，cd為引力曲線，e點橫坐標的數量級為1010mBab為引力曲線，cd為斥力曲線，e點橫坐標的數量級為1010mC若兩個分子間距離大于e點的橫坐標，則分子間作用力表現為引力D若兩個分子間距離越來越大，則分子力越來越大Er<r0時，r減小，分子力增大【解析】分子間同時存在著引力和斥力，且都隨r的增大而減小，斥力變化得比引力快，故A錯；當rr01010m(數量級)時引力和斥力相等，故B項對；當r>1010m(數量級)時引力大于斥力，分子力表現為引力，故C對；當r<r0時，r增大，分子力減小；當r>r0時，r增大，分子力先增大后減小，當r>10r0時，分子力已很微弱，可以忽略不計，故D項錯；當分子間距r<r0時，分子力為斥力，隨r的減小，分子力增大，E正確【答案】BCE11甲、乙兩名同學對0 的水和0 的冰進行了如下爭論：甲說：“冰和水的溫度相同，所以分子平均動能相同質量相同時，冰的體積大，因此冰的分子勢能大，所以說冰的內能大于水的內能”乙說：“0 的水變成0 的冰需要向外界放出熱量，在質量相同的情況下，水的內能大于冰的內能”請你判斷一下甲、乙兩名同學誰的說法是正確的【解析】乙同學的說法正確甲同學認為冰的體積大，分子勢能大，這是錯誤的(冰的體積大的主要原因在于宏觀的冰晶粒間空隙大)分子勢能大小與體積有關，但體積大，分子勢能不一定大.0 的冰變成0 的水需吸熱，故水內能大，它們相同的是分子平均動能，不同的是分子勢能，顯然水的分子勢能大【答案】見解析12分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖165所示的圖像中表現出來，就圖像回答：圖165(1)從圖中看到分子間距離在r0處，分子勢能最小，試說明理由(2)圖中分子勢能為零的點選在什么位置，在這種情況下分子勢能可以大于零，可以小于零，也可以等于零，對嗎？(3)如果選兩個分子相距r0時分子勢能為零，分子勢能有什么特點？【解析】(1)如果分子間距離約為1010 m數量級，分子的作用力的合力為零，此距離為r0.當分子距離小于r0時，分子間的作用力表現為斥力，要減小分子間的距離必須克服斥力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的減小而增大如果分子間距離大于r0時，分子間的相互作用表現為引力，要增大分子間的距離必須克服引力做功，因此，分子勢能隨分子間距離的增大而增大從以上兩種情況綜合分析，分子間距離以r0為數值基準，r不論減小或增大，分子勢能都增大所以說，在平衡位置處是分子勢能最低點(2)由題圖可知，分子勢能為零的點選在了兩個分子相距無窮遠的位置因為分子在平衡位置處是分子勢能最低點，據題圖也可以看出：在這種情況下分子勢能可以大于零，可以小于零，也可以等于零(3)因為分子在平衡位置處是分子勢能最低點，最低點的分子勢能為零，所以此種情況的特點為分子勢能大于等于零【答案】見解析