高中物理选修3-3课时作业3:7.5 内能
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[课时作业]一、选择题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内能大D.分子的势能跟物体的体积有关E.物体的内能跟物体的温度和体积有关【试题解析】:温度是分子平均动能的标志,但是对单个的分子没有意义,不能说动能越大的分子其温度也就越高,故A错误;物体的内能与物质的量、温度、体积有关,与物体是否运动无关,静止的物体仍然有内能,且温度高的物体不一定比温度低的物体内能大,故B、C错误,E正确;分子的势能跟物体的体积有关,故D正确.【参考答案】:DE2.关于物体的温度与分子动能的关系,正确的说法是()A.某物体的温度是0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大C.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E.温度升高时,分子平均动能增大【试题解析】:某物体的温度是0 ℃,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地运动.从微观上讲,分子运动快慢是有差别的,各个分子运动的快慢无法跟踪测量,而温度的概念是建立在统计规律的基础上的,在一定温度下,分子速率大小按一定的统计规律分布,当温度升高时,分子运动加剧,平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大.物体的运动速度越大,物体的动能越大,这并不能代表物体内部分子的热运动,所以物体的温度不一定高.【参考答案】:CE3.当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间的距离)时,分子力可以认为是零,规定此时分子势能为零.当分子间距离是平衡距离r0时,下面的说法正确的是()A.分子力是零,分子势能也是零B.分子力是零,分子势能不是零C.分子力不是零,分子势能是零D.分子力不是零,分子势能不是零E.无法确定分子力和分子势能是否为零【试题解析】:根据分子力随分子间距离的变化关系知,r=r0时,分子力为零.根据分子力做功与分子势能的关系知,选r>10r0时分子势能为零,r=r0时,分子势能最小,并且小于零.故B对.【参考答案】:B4.两个分子从相距较远(分子力忽略)开始靠近,直到不能再靠近的过程中()A.分子力先减小后增加B.分子力先增大后减小,再增大C.分子势能先减小后增加D.分子间的引力和斥力都增大E.分子间的引力增大、斥力减小【试题解析】:从相距较远处相互靠近过程中,分子力先增大后减小再变大,分子势能先减小后增大,分子间引力和斥力均随间距减小而增大,只不过斥力变化得快.【参考答案】:BCD5.关于分子势能,下列说法正确的是()A.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大C.当r=r0时,分子势能最小D.将物体以一定初速度竖直向上抛出,物体在上升阶段其分子势能越来越大【试题解析】:本题综合考查分子力做功与分子势能变化的关系,以及分子势能与重力势能的关系.由分子力、分子势能与分子间距离的关系知,A、C正确,B错误.分子势能与重力势能无关,D错误.【参考答案】:AC6.设r=r0时分子间作用力为零,则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中,下列说法中正确的是()A.r>r0时,分子力做正功,动能不断增大,势能减小B.r=r0时,动能最大,势能最小C.r<r0时,分子力做负功,动能减小,势能增大D.当r→∞时,分子势能最小E.当r=r0时,分子动能和分子势能之和最小【试题解析】:r>r0时分子间的作用力为引力,分子力做正功,动能不断增大,分子势能减小,A 正确;r<r0时,分子间的作用力为斥力,分子力做负功,分子动能减小,势能增大,C正确;r=r0时分子动能最大,势能最小,B正确;r→∞时,分子势能为0但不是最小,D错误;只有分子力做功,分子动能和分子势能之和守恒,E错误.【参考答案】:ABC7.相同质量的氧气和氢气温度相同,下列说法正确的是()A.每个氧分子的动能都比氢分子的动能大B.每个氢分子的速率都比氧分子的速率大C.两种气体的分子平均动能一定相等D.两种气体的分子势能一定相等E.两种气体的内能一定相等【试题解析】:温度是分子热运动平均动能的标志,氧气和氢气的温度相同,其分子的平均动能应相同,但分子的运动速率有的大,有的小,各个分子的动能并不一定相同,只是所有分子的动能的平均值相同.分子势能与分子间距离有关,即与体积有关,因此无法比较两种气体的分子势能,也无法比较两种气体的内能.故正确答案为C.【参考答案】:C8.下列说法正确的是()A.温度低的物体内能小B.外界对物体做功时,物体的内能可能增加C.温度低的物体分子运动的平均动能小D.做加速运动的物体,由于速度越来越大,因此物体分子的平均动能越来越大E.物体高度越高,分子势能越大【试题解析】:物体的内能由温度、体积及分子数三个因素共同决定,与宏观速度和物体高度无关,故选项A、D、E错误;当外界对物体做功时可能使物体内能增加,如物体克服摩擦力做功时其内能可能增加,故选项B正确;温度是分子平均动能的标志,温度低,分子的平均动能就小,故选项C正确.【参考答案】:BC9.(2018·青岛高二检测)气体内能是所有气体分子热运动的动能和分子势能的总和,其大小与气体的状态有关.分子热运动的平均动能与分子势能分别取决于气体的()A.温度和体积B.体积和压强C.温度和压强D.压强和温度E.体积和温度【试题解析】:由于温度是分子平均动能的标志,所以气体分子的动能宏观上取决于气体的温度;分子势能是由分子间作用力和分子间距离共同决定的,宏观上取决于气体的体积.因此选项A正确.【参考答案】:A二、非选择题10.飞机从地面由静止起飞,随后在高空做高速航行.有人说:“在这段时间内,飞机中乘客的势能、动能都增大了,他的所有分子的动能和势能也都增大了,因此乘客的内能增大了.”这种说法对吗?为什么?【试题解析】:这种说法不对.因为机械能与内能是两个不同的概念,与机械能相关的是物体宏观上的机械运动,其大小因素由物体的质量、速度及相对高度决定,题中乘客的机械能增加了.但是物体的内能是由它的分子数目、温度、体积决定的,乘客的体积、分子数目不变,也没有明确温度怎么变化,所以无法判断乘客内能的变化.【参考答案】:见解析11. 将甲分子固定在坐标原点O ,乙分子位于x 轴上,甲、乙分子间作用力与距离间的关系如图所示.若把质量为m =1×10-26 kg 的乙分子从r 3(r 3=12d ,d 为分子直径)处以v =100 m/s 的速度沿x 轴负方向向甲飞来,仅在分子力作用下,则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大?【试题解析】:在乙分子靠近甲分子过程中,分子力先做正功,后做负功,分子势能先减小,后增大,动能和势能之和不变.当速度为零时,分子势能最大,E pm =ΔE k减=12m v 2=12×1×10-26×1002 J =5×10-23 J.【参考答案】:5×10-23 J12.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.请根据图象回答:(1)从图中看到分子间距离在r 0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了什么位置?在这种情况下分子势能可以大于零,也可以小于零,也可以等于零,对吗?(3)如果选两个分子相距r 0时分子势能为零,分子势能有什么特点?【试题解析】:(1)如果分子间距离约为10-10 m 数量级时,分子间作用力的合力为零,此距离为r 0.当分子距离小于r 0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大;如果分子间距离大于r 0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,分子势能随分子间的距离增大而增大.从以上两种情况综合分析,分子间距离以r 0为数值基准,r 不论减小或增大,分子势能都增大.所以说,在r 0处分子势能最小.(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时是分子势能最低点,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.【参考答案】:见解析。
2020-2021学年高二物理选修3-3《7.5 内能》测试卷
一.选择题(共10小题)
1.下列说法中正确的是()
A.只要温度相同,则物体的内能就一定相同
B.只要温度相同,则物体分子的平均动能就一定相等
C.当分子间的距离r=r0时,分子力为零,所以分子引力和斥力都为零
D.只要知道气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数就能算出气体分子的体积
2.如图所示,有关分子力和分子势能曲线的说法中,正确的是()
A.当r=r0时,分子为零,分子势能最小也为零
B.当r>r0时,分子力和分子势能都随距离的增大而增大
C.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子力先做正功后做负功
D.在两分子由无穷远逐渐靠近直至距离最小的过程中分子势能先增大,后减小,最后又增大
3.分子都在做无规则的运动,但大量分子的速率分布却有一定的规律性,如图所示,下列说法正确的是()
A.在一定温度下,大多数分子的速率都接近某个数值,其余少数分子的速率都小于该数值
B.高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
C.高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大
D.高温状态下大多数分子对应的速率小于低温状态下大多数分子对应的速率
4.一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度升高,压强增大的原因中,错误的是()A.温度升高后,气体分子的平均速率变大
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新人教版选修3-3《7.5 内能》课时训练物理试卷一、选择题1. 对温度的描述,正确的是()A.温度的高低是由人的感觉决定的B.物体的内能越大,则温度越高C.分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高D.分子的平均动能越大,物体的温度越高2. 关于物体内能的下列说法中正确的是()A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体体积增大,内能也增大C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可以不同3. 当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法中正确的是()A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.两种气体分子热运动的平均速率相等4. 关于分子势能,下列说法正确的是()A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越小C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小5. 关于物体的内能下列说法正确的是()A.分子的动能与分子的势能的和叫分子的内能B.物体所有分子的动能与分子的势能的和叫物体的内能C.当一个物体的机械能发生变化时,其内能也一定发生变化D.一个物体内能的多少与它的机械能多少无关6. 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E p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x≥x27. 设r=r0时分子间作用力为零,则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中,下列说法正确的是()A.r>r0时,分子力做正功,动能不断增大,势能减小.B.r=r0时,动能最大,势能最小.C.r<r0时,分子力做负功,动能减小,势能增大.D.以上均不对8. 下列说法正确的是()A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定C.物体的速度增大时,物体的内能可能减小D.物体做减速运动时其温度可能增加9. 关于分子间的作用力和分子势能,下列说法中正确的是()A.两个邻近的分子间同时存在着引力和斥力B.分子间作用力的大小与分子间的距离有关C.当分子间的作用力做正功时,分子势能减少D.当分子间的作用力做正功时,分子势能增加二、解答题(共1小题,满分0分)将甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图像如图所示.若质量为m=1×10−26kg的乙分子从r3(r3=12d,d为分子直径)处以v=100m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来,仅在分子力作用下,则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大(选无穷远处分子势能为零)?三、选择题(共7小题,每小题0分,满分0分)气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和,其大小与气体的状态有关,分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的()A.温度和体积B.体积和压强C.温度和压强D.压强和温度对于分子势能与体积的关系,下列说法正确的是()A.物体的体积增加,分子势能增大B.气体分子的距离增大,分子势能减小C.物体的体积增加,分子势能可能增大,也可能减小D.物体的体积减小,分子势能增大下列说法中正确的是()A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低,其内能一定增大D.物体温度不变,其内能一定不变两分子相距为r,当r稍增大时()A.分子力一定减小,分子势能一定增大B.分子力一定增大,分子势能一定减小C.分子力可能增大也可能减小,分子势能一定减小D.因为不知道r大小,对分子力和分子势能的变化都无法判定一块100∘C的铁与一块100∘C的铝相比,以下说法中正确的是()A.铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B.铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等C.铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等D.以上说法均不正确对于物体的“热胀冷缩”现象,下列说法中正确的是()A.物体受热后温度升高,分子的平均动能增大;降低温度后,分子的平均动能减小,分子势能没有变化B.受热后物体膨胀,体积增大,分子势能增大,收缩后,体积减小,分子势能减小,分子的平均动能不会改变C.受热膨胀,温度升高,分子平均动能增大;体积增大,分子势能也增大,遇冷收缩,温度降低,分子平均动能减小;体积减小,分子势能也减小D.受热膨胀,分子平均动能增大,分子势能也增大;遇冷收缩,分子平均动能减小,但分子势能增大两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是()A.在r>r0阶段,F做正功,分子动能增加,势能也增加B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能增加C.在r=r0时,分子势能最小,动能最大D.在r=r0时,分子势能为零E.分子动能和势能之和在整个过程中不变四、解答题(共1小题,满分0分)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像中表现出来,就图像回答:(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,也可以小于零,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?参考答案与试题解析新人教版选修3-3《7.5 内能》课时训练物理试卷一、选择题1.【答案】D【考点】温度和温标【解析】温度是分子平均动能的标志,分子的平均动能越大,物体的温度越高;物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关。
5内能课时过关·能力提升1.关于物体的温度与分子动能的关系,正确的说法是()A.某物体的温度是0 ℃,说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时,每个分子的动能都增加C.物体温度升高时,分子的平均动能增加D.物体的运动速度越大,则物体的温度越高解析:某物体温度是0 ℃,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地运动。
从微观上讲,分子运动快慢是有差别的,各个分子运动的快慢无法跟踪测量,而温度的概念是建立在统计规律的基础上的,在一定温度下,分子速率大小按一定的统计规律分布,当温度升高时,分子运动加剧,平均动能增加,但并不是所有分子的动能都增加。
物体的运动速度越大,物体的动能越大,这并不能代表物体内部分子的热运动加快,所以物体的温度不一定高。
答案:C2.两个分子相距较远时,可以忽略它们之间的分子力,若规定此时它们的分子势能为零,当分子间距离逐渐减小到不能再靠近的过程中()A.分子势能逐渐减少,其值总是负的B.分子势能逐渐增加,其值总是正的C.分子势能先减少后增加,其值先为负后为正D.分子势能先增加后减少,其值先为正后为负解析:因为分子力先做正功后做负功,则分子势能先减少后增加;因为规定分子相距较远时,分子势能为零,则分子势能先为负后为正,则选项C正确。
答案:C3.氢气和氧气的质量、温度都相同,在不计分子势能的情况下,下列说法正确的是()A.氧气的内能较大B.氢气的内能较大C.两者的内能相等D.氢气分子的平均速率较大解析:氢气与氧气的温度相同,分子的平均动能相同,由于氧分子质量比氢分子质量大,所以氢分子的平均速率更大。
又因为两种气体的总质量相等,氢分子质量比氧分子质量小,所以氢分子数大于氧分子数,氢气的分子动能总和大于氧气的分子动能总和,由于不计分子势能,所以氢气的内能更大。
答案:BD4.一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中,体积变大,内能的变化是()A.分子平均动能增加,分子势能减少B.分子平均动能减少,分子势能增加C.分子平均动能不变,分子势能增加D.分子平均动能不变,分子势能减少,分子的平均动能相同,体积改变,分子势能发生了变化。
7.5内能——2021-2022学年高二物理人教版选修3-3同步课时作业1.相同质量的氧气和氦气,温度相同,下列说法正确的是( )A.每个氧分子的动能都比氦分子的动能大B.每个氦分子的速率都比氧分子的速率大C.两种气体的分子平均动能一定相等D.两种气体的分子平均速率一定相等2.当物体的温度升高时,下列说法中正确的是( )A.每个分子的温度都升高B.每个分子的热运动都加剧C.每个分子的动能都增大D.物体分子的平均动能增大3.一块100°C的铁与一块100°C的铝相比,以下说法中正确的是( )A.铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B.铁的每个分子动能与铝的每个分子动能相等C.铁分子的平均速率与铝分子的平均速率相等D.以上说法均不正确4.一定质量的0°C的水在凝结成0°C的冰的过程中,体积变大,它内能的变化是( )A.分子平均动能增加,分子势能减少B.分子平均动能减少,分子势能增加C.分子平均动能不变,分子势能增加D.分子平均动能不变,分子势能减少5.在某变化过程中,两个分子间相互作用的势能在增大,则( )A.两个分子之间的距离可能保持不变B.两个分子之间的距离一定在增大C.两个分子之间的距离一定在减小D.两个分子之间的距离可能在增大也可能在减小6.如图所示为物体分子势能与分子间距离之间的关系,下列判断正确的是( )A.当0r r >时,r 越小,则分子势能p E 越大B.当0r r <时,r 越小,则分子势能p E 越大C.当0r r =时,分子势能p E 最小D.当r →∞时,分子势能p E 最小7.关于物体的内能,下列说法中正确的是( ) A.水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高,分子势能就越大,内能越大C.一定质量的0 ℃的水结成0 ℃的冰,内能一定减少D.相同质量的两个同种物体,运动物体的内能一定大于静止物体的内能8.一木块静止在光滑的水平面上,被水平方向飞来的子弹击中的过程中,子弹进入木块的深度为2cm,木块相对于桌面移动了1cm 。
2021-2021学年人教版选修3-37.5内能 课时作业〔含解析〕1.关于分子势能,以下说法正确的选项是( )A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越小C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小2.以下说法正确的选项是( )C.物体的速度增大时,物体的内能增大D.物体的动能减小时,物体的温度可能增加3.当物体的温度升高时,以下说法正确的选项是( )0°C 的水在凝结成0°C 的冰的过程中,体积变大,它内能的变化是( )A.分子平均动能增加,分子势能减少B.分子平均动能减少,分子势能增加C.分子平均动能不变,分子势能增加D.分子平均动能不变,分子势能减少5.以下说法正确的选项是( )A.铁块熔化成铁水的过程中,温度不变,内能也不变B.物体运动的速度增大,那么物体中分子热运动的平均动能增大,物体的内能增大C.A 、B 两物体接触时有热量从物体A 传到物体B ,这说明物体A 的内能大于物体B 的内能D.A 、B 两物体的温度相同时,A 、B 两物体的内能可能不同,分子的平均速率也可能不同 E p 与两分子间距离r 的关系曲线。
以下说法正确的选项是( )r 大于r 1r 小于r 1r 等于r 2r 由r 1变到r 2的过程中,分子间的作用力做负功7.质量相等的氢气和氧气温度相同,假设不考虑分子间的势能,那么( )8.一辆运输瓶装氧气的货车,由于某种原因,司机紧急刹车,最后停下来,那么以下说法正确的选项是( )A.汽车机械能减小,气体内能增加B.汽车机械能减小,气体内能减小C.汽车机械能减小,气体内能不变D.汽车机械能减小,汽车(轮胎)内能增加0r r 时分子间作用力为零,那么在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中,以下说法中正确的选项是( )A.0r r >时,分子力做正功,动能不断增大B.0r r =时,动能最大C.0r r <时,分子力做负功,动能减小 10.当氢气和氧气的质量和温度都相同时,以下说法正确的选项是( )11.以下说法正确的选项是( )A.利用氧气的摩尔质量、密度以及阿伏加德罗常数就可以算出氧气分子体积B.固体很难被压缩是因为其内部的分子之间存在斥力作用C.只要物体与外界不发生热量交换,其内能就一定保持不变D.物体温度升高,分子的平均动能一定增加答案以及解析1.答案:C解析:引力势能时,分子间距离越大势能越大,斥力势能时,分子间的距离越小势能越大,选项A 、B 错误;分子势能跟体积有关,C 对;机械运动与分子势能无关,D 错误。
7.5 内能【学习目标】1. 知道分子热运动的动能和温度有关,知道温度是分子热运动平均动能的标志。
2. 知道什么是分子势能,知道改变分子间的距离要做功,因而分子势能发生变化,知道分子势能与物体体积有关。
3. 知道什么是内能,知道物体的内能与温度和体积有关。
4. 能够区别内能和机械能。
【学习重点】影响分子动能和分子势能的大小的因素【自主学习】一、分子动能(1)所具有的能叫做分子动能(2)分子热运动的平均动能是的动能的平均值,是分子热运动平均动能的标志。
说明:①温度是大量分子无规则热运动的宏观表现,含有统计的意义,分子平均动能的大小反映温度的高低:温度升高,分子的平均动能增大;温度降低,分子的平均动能减小;温度不变,分子的平均动能不变。
②分子的平均动能大小与物质的种类无关。
也就是说,只要处于同一温度下,任何物质分子做热运动的平均动能都相同。
由于不同物质分子的质量不尽相同,因此,在同一温度下,不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。
二、分子势能(1)意义:由于分子间存在着,所以分子具有他们的决定的能,称为分子势能。
(2)分子势能的决定因素:微观上:表现为宏观上:表现为(1)当分子间的距离时(此时类似于被拉伸的弹簧),分子间的作用力表现为引力,分子间的距离增大时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当分子间的距离时(此时类似于被压缩的弹簧),分子间的作用力表现为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大。
(3)当时(此时相当于弹簧处于自由伸长状态),分子势能最小(为负值)。
r =r0 时,E P 为零,最小r > r0 时, E P 随 r 增大而减小r > r0 时,E P 随 r 增大先增大,后减小当 r →∞ 时,分子势能为零三、物体的内能1、物体中 分子热运动 与 的总和叫物体的内能,内能是 量。
2、对于给定的物体,其内能大小与物体的 有关3、内能与机械能的区别内能与机械能是两个不同的物理概念。
题组一分子动能
1.关于温度,下列说法正确的是()
A.温度升高,每个分子的动能都增大
B.物体运动速度越大,分子总动能越大,因而物体温度也越高
C.一个分子运动的速率越大,该分子的温度越高
D.温度是大量分子无规则热运动的平均动能的标志
答案 D
解析温度升高,分子的平均动能变大,而不是每个分子的动能都变大,故A错.物体宏观运动的速度对应的是机械能(动能),与分子无规则热运动的平均动能无关,与物体的温度无关,B错;温度是对大量分子而言的,是统计、平均的概念,对单个分子无意义,C错.
2.下列说法中正确的是()
A.只要温度相同,任何物体分子的平均动能都相同
B.分子动能指的是由于分子定向运动具有的能
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的每一个分子的运动速率
答案 A
解析温度相同,物体分子的平均动能相同,故A正确;分子动能指的是由于分子做无规则热运动而具有的能,B错误;物体内能是对大量分子而言的,对于10个分子无意义,故C错误;温度高的物体分子的平均运动速率大(相同物质),但具体的每一个分子的运动速率是不确定的,可能大于平均运动速率,也可能等于平均运动速率,也可能小于平均运动速率,故D错误.
题组二分子势能
3.关于分子势能和物体体积的关系,下列说法中正确的是()
A.当物体体积增大时,其分子势能必定增大
B.当物体体积增大时,其分子势能不一定增大
C.当物体体积减小时,其分子势能必定减小
D.当物体体积不变时,其分子势能一定不变
答案BD
解析物体的分子势能与体积不是单值对应的关系,分子势能相同,体积不一定相同,而体积不变,分子势能一定不变.
4.下列分子势能一定减小的情况是()
A.分子间距离减小时
B.分子间表现为斥力且分子间距离增大时
C.分子动能增大时
D.分子间作用力做负功时
答案 B
解析当分子间距离减小时,分子间的作用力可能做正功,也可能做负功,所以分子势能可能增大也可能减小,A错误;当分子间表现为斥力且分子间距离增大时,分子间的作用力做正功,分子势能减小,B正确;分子动能与分子势能没有关系,C错误;分子间的作用力做负功时,分子势能增大,D错误.
5.下列四幅图中,能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()
答案 B
解析当r<r0时,分子力表现为斥力,随分子间距离r增大,分子势能E p减小;当r>r0时,分子力表现为引力,随分子间距离r增大,分子势能E p增大;当r=r0时,分子力为零,此时分子势能最小.故选项B正确.
6.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近.在此过程中,下列说法正确的是()
A.分子力先增大,后一直减小
B.分子力先做正功,后做负功
C.分子动能先增大,后减小
D.分子势能先增大,后减小
E.分子势能和分子动能之和不变
答案BCE
解析两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近的过程中,分子力先表现为分子引力后表现为分子斥力,分子间距离r>r0时,随着距离r的减小,分子力先增大后减小,分子间距离r<r0时,分子力一直增大至最大,故选项A错;在两分子靠近的过程中,分子引力做正功、分子斥力做负功,分子势能先减小后增大,分子动能先增大后减小,所以选项B、C正确,选项D错;分子仅在分子力作用下运动,只有分子力做功,分子势能和分子动能之和不变,选项E正确.
题组三内能
7.下列说法正确的是()
A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能
B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定
C.物体的速度增大时,物体的内能增大
D.物体的动能减小时,物体的温度可能增加
答案 D
解析内能是对物体内所有分子而言的,单个分子无内能可言,选项A错误;物体的分子势能由分子间距离决定,宏观上表现为由物体的体积决定,所以选项B错误;物体的宏观速度与物体的内能没有关系,物体的动能与物体的温度没有关系,故选项C错误,D正确.
8.下列说法中正确的是()
A.物体温度降低,其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低,其内能一定增大
D.物体温度不变,其内能一定不变
答案 B
解析温度是物体分子平均动能的标志,所以物体温度升高,其分子热运动的平均动能增大,A错,B对;影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量,所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况,C、D错.
9.三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气,它们的温度相同,则分子平均速率最大的是;在不计分子势能的情况下,气体内能最大的是.
答案氢气氢气
解析它们的平均动能相同,即1
2m O v
2
O
=
1
2m N v
2
N
=
1
2m H v
2
H
,而分子质量的大小关系为
m O>m N>m H,所
以有v H>v N>v O,又因三种气体的质量相同,氢气的分子总数最多,由气体内能E内=N E k 可知,氢气内能最大.
10.飞机从地面由静止起飞,随后在高空做高速航行.有人说:“在这段时间内,飞机中乘客的势能、动能都增大了,他的所有分子的动能和势能也都增大了,因此乘客的内能增大了.”这种说法对吗?为什么?
答案见解析
解析这种说法不对.因为机械能与内能是两个不同的概念,与机械能相关的是物体宏观上的机械运动,其大小因素由物体的质量、速度及相对高度决定,题中乘客的机械能增加了,但是物体的内能是由它的物质的量、温度、体积决定,乘客的体积、物质的量不变,也没有明确温度怎么变化,所以无法判断乘客内能的变化.
11.(1)1kg的40℃的水跟1kg的80℃的水哪个内能多?
(2)1kg的40℃的水跟2kg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)1kg的100℃的水跟1kg的100℃的水蒸气哪个内能多?
答案(1)1kg的80℃的水(2)2kg的40℃的水(3)一池塘常温下的水(4)1kg的100℃的水蒸气
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,所以1kg的80℃的水的总动能比1kg的40℃的水大,若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化,则1kg的80℃的水的内能多.
(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水比较,2kg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℃的水大,故1kg的100℃的水蒸气的内能比1kg的100℃的水的内能多.。