2019-2020学年高中物理 第七章 分子动理论 5 内能练习（含解析）新人教版选修3-3.docx

5内能课后篇巩固提升基础巩固1.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是()A.温度是分子动能的标志,动能越大的分子其温度也就越高B.静止的物体没有内能C.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多D.分子的势能跟物体的体积有关解析温度是分子的平均动能的标志,物体的内能是由物质的量、温度和体积来决定的,分子势能由物体的体积决定,故选项A、B、C错误,选项D正确。答案D2.下列说法正确的是()A.温度越高,物体分子的平均动能越大B.温度升高,物体内的每一个分子的热运动速率都增大C.当氢气和氧气的温度相同时,它们分子的平均速率相同D.随着低温技术的发展,可以使温度逐渐降低,并最终达到绝对零度解析温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增加,但是其中个别分子的动能有可能减小,A对、B错;温度相同,分子的平均动能相等,但氢气和氧气的分子质量不同,它们的分子平均速率不同,C错;绝对零度不可能达到,D错。答案A3.关于分子的动能和势能,下列说法正确的是()A.同种物质的两个物体,温度高的物体中每个分子的动能都大于温度低的物体中每个分子的动能B.分子的势能总是随着分子间距离的减小而增加C.当分子间斥力和引力大小相等时,分子的势能最小D.在相同温度下,同一种物质组成的质量相同的两个物体,体积大的物体中的分子势能大于体积小的物体中的分子势能解析温度是分子平均动能大小的标志,对单个分子没有意义;同种物质、质量相同的两个物体,体积大的分子势能不一定大(例如相同质量的0 的冰和水)。答案C4.(多选)下列关于分子势能的说法正确的是()A.当分子力表现为引力时,分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为斥力时,分子势能总是随分子间距离的减小而减小C.当分子势能增大时,说明分子间距离在减小D.当分子势能减小时,说明分子力对分子做正功解析分子力表现为引力时,当分子间距离增大时,分子力做负功,分子势能增大,故A正确;当分子力表现为斥力时,分子间距离减小,分子力做负功,分子势能增大,故B错误;当分子势能增大时,若分子力为引力,分子距离增大,若分子力为斥力,分子距离减小,故C错误;根据功能关系可知,当分子势能减小时,说明分子力对分子做正功,故D正确。答案AD5.关于物体的温度与分子动能的关系,下列说法正确的是()A.某种物体的温度为0 时,说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度降低时,每个分子的动能都减小C.同种物体温度升高时速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高解析温度是分子平均动能的标志,温度为0 时,物体中分子的平均动能并非为零,因为分子无规则运动不会停止,A项错误。温度降低时分子的平均动能减小,并非每个分子动能都减小,B项错误。物体温度升高时,分子的平均动能增大,分子的平均速率增大,速率小的分子数目减少,速率大的分子数目增多,C项正确。物体的运动速度增大,宏观机械能(动能)增大,但物体内分子的热运动不一定加剧,温度不一定升高,D项错误。答案C6.关于物体的内能,下列说法中正确的是()A.机械能可以为零,但内能永远不为零B.温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C.温度越高,物体的内能越大D.0 的冰的内能与等质量的0 的水的内能相等解析机械能是宏观能量,可以为零,而物体内的分子在永不停息地做无规则运动,且存在相互作用力,所以物体的内能永不为零,A项正确;物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关,B、C、D错误。答案A7.如图为两分子系统的势能Ep 与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是()A.当r>r1时,随分子间距离的增大,分子力做正功B.当r=r1时,分子间的作用力为零C.当r=r2时,分子间的作用力为零D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功解析从分子势能图象可知,当r=r2时分子处于平衡位置,当r>r2时,表现为引力,随分子间距离的增大,分子势能增大,分子力做负功,故A错误;当r=r1时,分子间表现为斥力,不为零,故B错误;分子势能最小时,即r=r2时分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,故C正确;当在r由r1变到r2的过程中,分子势能减小,分子间的作用力做正功,故D错误。答案C8.(多选)设有甲、乙两分子,甲固定在O点,r0为其平衡位置间的距离,现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x方向运动,则()A.乙分子的加速度先减小,后增大B.乙分子到达r0处时速度最大C.分子力对乙一直做正功,分子势能减小D.乙分子在r0处时,分子势能最小解析从分子力随分子间距的变化曲线可以看出从0.5r0处到r0处分子力减小,加速度也就减小,从r0处到无穷远处分子力先增大后减小,所以A错误;从0.5r0处到r0处乙分子受到分子力向右表现为斥力,做向右的加速运动,通过r0处后受到分子力向左表现为引力,做向右的减速运动,在r0处加速度a=0,速度最大,所以B正确;当通过r0后分子力做负功,分子的势能增大,C错误;从0.5r0到r0处分子力做正功,分子的势能减小,通过r0后,分子力做负功,分子的势能增大,故分子在r0处的势能最小,D正确。答案BD9.分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图象中表现出来,就图象回答:(1)从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小,试说明理由。(2)图中分子势能为零的点选在什么位置,在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零,对吗?(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零,分子势能有什么特点?解析(1)如果分子间距离约为10-10 m数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r0。当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增加。如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间距离的增大而增加。从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增加。所以说,在平衡位置处是分子势能最低点。(2)由题图可知,分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,据题图也可以看出:在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零。(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,最低点的分子势能为零,所以此种情况的特点为分子势能大于等于零。答案见解析能力提升1.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是()A.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大B.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态D.乙分子的运动范围只能为xx2解析由图象可知,乙分子在P点(x=x2)时,分子引力与分子斥力大小相等,合力为零,加速度为零,故选项A错误;乙分子在P点(x=x2)时,其分子势能为-E0,由两分子所具有的总能量为0,可知其分子动能为E0,故选项B正确;乙分子在Q点(x=x1)时,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,乙分子有加速度,不处于平衡状态,故选项C错误;当乙分子运动至Q点(x=x1)时,其分子势能为零,故其分子动能也为零,分子间距最小,而后向分子间距变大的方向运动,故乙分子的运动范围为xx1,故选项D错误。答案B2.下列关于物体内能的说法正确的是()A.同一个物体,运动时比静止时的内能大B.1 kg 0 的水的内能比1 kg 0 的冰的内能大C.静止的物体的分子平均动能为零D.物体被举得越高,其分子势能越大解析物体的内能与其宏观运动状态无关,A项错误;1 kg 0 的水变成1 kg 0 的冰要放出热量,故1 kg 0 的水的内能大,B项正确;静止的物体的动能为零,但分子在永不停息地运动,其分子平均动能不为零,同理被举高的物体,势能增加,但其体积不变,分子势能不变,C、D两项错误。答案B3.下列说法正确的是()A.只要温度相同,任何分子的平均速率都相同B.不管分子间距离是否大于r0(r0是平衡位置分子间距离),只要分子力做正功,分子势能就减少,反之分子势能就增加C.10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能D.温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中每一个分子的运动速率解析温度相同,物体分子的平均动能相同,而平均速率不一定相同,故选项A错误;因为分子势能是由分子间相互作用力产生的,分子力做负功,分子势能增加,反之,分子势能减少,故选项B正确;物体内能是对大量分子而言的,对于10个这样少的分子无意义,故选项C错误;温度高的物体分子(相同物质)的平均速率大,但具体到每一个分子的速率是不确定的,可能大于平均速率,也可能小于平均速率,故选项D错误。答案B4.(多选)如图所示,甲分子固定于坐标原点,乙分子位于横轴上,甲、乙两分子间引力、斥力及分子势能的大小变化情况分别如图中三条曲线所示,A、B、C、D为横轴上的四个特殊的位置;E为两虚线a、b的交点,现把乙分子从A处由静止释放,则由图象可知()A.虚线a为分子间斥力变化图线,交点E的横坐标代表乙分子到达该点时分子力为零B.虚线b为分子间引力变化图线,表明分子间引力随距离增大而减小C.实线c为分子势能的变化图线,乙分子到达C点时分子势能最小D.乙分子从A到C的运动过程中一直做加速运动解析分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小,随分子间距离r的减小而增大,但斥力变化得快,故虚线a为分子间斥力变化图线,虚线b为分子间引力变化图线,交点E说明分子间的引力、斥力大小相等,分子力为零,A、B两项正确;实线c为分子势能的变化图线,乙分子到达B点时分子势能最小,为负值,C项错误;乙分子从A到C的运动过程中分子力先表现为引力,到达B点后表现为斥力,所以乙分子先做加速运动,后做减速运动,D项错误。答案AB5.(1)1 kg的40 的水跟1 kg的80 的水哪个内能多?(2)1 kg的40 的水跟2 kg的40 的水哪个内能多?(3)一杯100 的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多?(4)1 kg的100 的水跟1 kg的100 的水蒸气哪个内能多?解析(1)两者质量一样,同种物质,所以分子数目一样,而80 的水比40 的水的水分子平均动能大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1 kg的80 的水的内能多。(2)1 kg的40 的水跟2 kg的40 的水比较,2 kg的40 的水内能多,因为后者分子数目多。(3)虽然100 的开水的水分子平均动能较大,但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多,故一池塘常温下的水的内能比一杯100 的开水的内能多。(4)它们的质量相等,因而所含分子数相等,分子的平均动能也相同,但100 的水蒸气分子势能比100 的水的分子势能大,故1 kg的100 的水蒸气的内能比1 kg的100 的水的内能多。答案见解析