高中物理人教版3第七章分子动理论5内能 课时训练5内能

课时训练5内能题组一温度与分子动能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,物体的温度越高解析:温度不是人的感觉,是客观存在的物理量,故A错。物体的内能是由物质的量、温度和体积来决定的,仅由温度是无法确定的,故B错。温度决定于分子的平均动能,而非分子的平均速率,所以C错,D对。答案:D2.关于物体的内能,下列叙述中正确的是()A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体体积增大时,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能相同解析:温度高的物体与温度低的物体相比较,温度低的物体分子平均动能小,但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小,即物体的内能不一定小,选项A错误;物体的体积增大时,分子间的距离增大,分子势能发生变化,但不能确定分子势能是增大还是减小,选项B错误;内能相同的物体只是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同,而它们的分子平均动能却不一定相同,因而选项C错误,选项D正确。答案:D3.当氢气和氧气的质量、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解析:温度相同,两种气体平均动能相等,A对;因两种气体分子的质量不同,平均动能又相等,所以分子质量大的(氧气)分子平均速率小,故B对,D错;由于两种气体的摩尔质量不同,物质的量不同(质量相同),分子数目就不等,选项C错。答案:AB题组二分子势能与物体的内能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,分子势能越来越小解析:分子间的作用力表现为引力,分子间的距离减小时,分子力做正功,因此分子势能随分子间距离的减小而减小,所以A错误;分子力为斥力,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,所以B错误;物体在热胀冷缩时,物体体积发生变化,说明分子势能发生变化,所以C正确;物体在做自由落体运动时,物体重力势能减小,但分子势能与重力势能无关,所以D错误。答案:C5.关于物体内能,下列说法中正确的是()A.每一个分子的动能与分子势能的和叫物体的内能B.物体所有分子的动能与分子势能的总和叫物体的内能C.一个物体,当它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解析:物体内所有分子的动能与势能的总和叫物体的内能,物体的内能对单个分子而言无意义。物体的内能与其所含分子的动能与势能有关,与物体的动能和势能、机械能无关。故本题选B、D。答案:BD6.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x≥x2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x≥x1,故选项D错误。答案:B7.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()>r0时,分子力做正功,动能不断增大,势能减小=r0时,动能最大,势能最小<r0时,分子力做负功,动能减小,势能增大D.以上均不对解析:本题考查分子势能改变与分子力做功的特点。一个分子从远处向另一个分子靠近时,它们间的作用力先为引力后为斥力,故先做正功后做负功,那么分子势能先减小后增大,而动能正好相反,先增大后减小;当r=r0时,势能最小,动能最大,故选项A、B、C正确。答案:ABC8.下列说法正确的是()A.分子的动能与分子的势能的和叫作这个分子的内能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解析:内能是指物体的,一个分子无内能可言,选项A是错误的;物体的分子势能由分子间距离决定,宏观上反映为由物体的体积决定,所以选项B也是错误的;物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关,速度增大,内能可能减小,故选项C正确;物体的温度与物体宏观运动的动能无关,因此选项D是正确的。答案:CD9.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,分子势能增加解析:根据分子动理论知识,两个邻近的分子间同时存在着引力和斥力,分子间作用力的大小与分子间的距离有关,分子力随分子间距增大而减小;当分子间的作用力做正功时,分子势能减少,选项A、B、C正确。答案:ABC10.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如图所示。若把质量为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?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,Epm=ΔEk减=12mv2=12×1×10-26×1002J=5×10-23J答案:5×10-23J(建议用时:30分钟)1.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温度;分子势能是由分子间引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。答案:A2.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,分子势能增大解析:在微观上,分子势能与分子间的距离有关,而在宏观上,分子势能与物体的体积有关,但当分子间的距离增大或体积增大时分子势能可能增大,也可能减小,A、B、D错误,C正确。答案:C3.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,其内能一定不变解析:本题考查温度与分子平均动能和内能的关系,要明确温度是分子平均动能的标志,分子平均动能由温度决定,温度越高,分子平均动能越大,A错,B对。内能包括分子动能和分子势能,温度不变化,内能可能发生变化,如晶体熔化,C、D不正确。答案:B4.两分子相距为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解析:分子间距离r=r0时,分子势能最小。r>r0时,分子间作用力表现为引力。r稍增大,分子力减小,引力做负功,分子势能增大。当r<r0时,分子间作用力表现为斥力,r稍增大,分子力减小,斥力做正功,分子势能减小,本题没有告诉我们r的大小,所以对分子力和分子势能的变化都无法判定,故选项D正确。答案:D5.一块100℃的铁与一块100℃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.以上说法均不正确解析:两物体温度相等,说明它们分子的平均动能相等,因为温度是分子运动平均动能的标志;由于没有说明铁与铝的质量,只有当它们所含分子数目一样时,分子总动能才相等,故A错;分子平均动能相等,但对每个分子而言,它运动的速率是变化的,且每个分子的速率都是不同的,所以每个分子的动能相等的说法不正确,故B错;虽然分子的平均动能相等,但铁分子、铝分子质量不同,因此分子平均速率不等,所以C错;故只有D正确。答案:D6.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,但分子势能增大解析:物体受热后,温度升高,体积增大,分子的平均动能和分子势能都增大;遇冷后温度降低,体积减小,分子平均动能和分子势能都减小。答案:C7.两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,势能减小B.在r<r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小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解析:由Ep-r图可知:在r>r0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确;在r<r0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,故选项B错误;在r=r0时,分子势能最小,动能最大,故选项C正确;在r=r0时,分子势能最小,但不为零,故选项D正确;在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变,故选项E正确。答案:ACE8.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10-10m数量级时,分子间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大。如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为