课后作业4一分子动能和分子势能(2019人教版选择性必修第三册)

课后作业(四)分子动能和分子势能1．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()A．从a到b B．从b到cC．从b至d D．从c到d解析根据分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加，可判D选项正确。答案D2．对于物体的“热胀冷缩”现象下列说法正确的是()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温度升高，分子平均动能增加，反之，温度降低，分子平均动能减小，而体积与分子势能间关系复杂，因而选A。答案A3．一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则()A．因气体温度与机械运动速度无关，故容器内气体温度不变B．因容器是绝热的，故容器中气体内能不变C．因容器突然停止运动，气体分子运动速度亦随之减小，故容器中气体温度降低D．容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，容器中气体温度将升高解析容器里的分子除做无规则的热运动外，还随容器做机械运动，当容器停止机械运动时，气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞，使热运动加剧，气体的温度升高，故D选项正确。答案D4．关于物体的内能，下列说法正确的是()A．热水的内能一定比冷水的大B．当温度等于0℃时，分子动能为零C．分子间距离为r0时，分子势能不一定为零D．温度相等的氢气和氧气，它们的分子平均动能相等解析物体内能的多少除了与温度有关之外，还与物体的质量、体积等因素有关，仅根据某一个方面不能比较两个物体内能的大小，因此热水的内能不一定比冷水大，选项A的说法错误。0℃是人为规定的一个温度标准，即使在零摄氏度以下，分子也在不停地做无规则运动，因此零摄氏度时分子动能不会等于零。选项B的说法错误。分子势能是相对的，零势能点的选取是任意的，在理论分析和计算中都以无穷远为零势能点。因此当分子间距离为r0时，分子势能不一定为零，选项C的说法正确。选项D的说法是正确的，因为“温度是分子平均动能的标志”。这个结论在中学的知识范围内还不能严格的证明，要把它作为一个结论记住，这是一个非常有用的结论，在很多问题中要利用它进行判断。答案CD5．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．乙分子的运动范围为x≥x1解析分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变。由题图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错误；x＝x2位置，势能为－E0，因总能量为0，则动能为E0，B项正确；在Q点，Ep＝0，但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C项错误；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D项正确。答案BD6．物体的内能是指()A．物体的动能和分子势能的总和B．物体的分子平均动能和分子势能的和C．物体内所有分子的动能和分子势能的总和D．物体的动能、势能以及物体内所有分子的动能和势能的总和解析物体的内能与机械能不同，内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，C正确．答案C7．温度相同的氧气和氢气分子平均动能之比为()A．1∶16 B．16∶1C．1∶1 D．以上结论都不对解析温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体分子平均动能一定相同．答案C8．有的太空中的卫星在太空中将会迎来月食的考验，陷入黑暗和严寒当中，卫星在月食阶段的长时间阴影中，将直接面对太空零下270摄氏度(t1)的低温环境，也无法获得太阳红外和月球红外的加热．卫星经历月食后，卫星上设备的温度将大幅度降低，某些外露设备的温度甚至会降低到零下190摄氏度(t2)．与迎来月食之前相比，下列说法正确的是()A．嫦娥一号卫星上某一外露设备的每一个分子动能都增大B．嫦娥一号卫星上某一外露设备的每一个分子动能都减小C．嫦娥一号卫星上某一外露设备的所有分子的平均动能增大D．嫦娥一号卫星上某一外露设备的所有分子的平均动能减小解析温度降低，分子的平均动能减小，但有些分子的动能可能增大．答案D9．对温度与内能的关系，描述正确的是()A．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B．物体的内能越大，则温度越高C．物体分子的平均动能越大，物体的温度越高D．某个分子的平均速率很大，则这种物体的温度一定很高解析温度是分子平均动能的标志，平均动能大的物体，如果其分子质量大，平均速率可能较小，故A错；物体的内能不单单与温度有关，还与物质的量和体积等有关，内能大，温度不一定高，故B错；温度是分子平均动能的标志，对单个分子不适用，D错．答案C10．关于分子运动，下列叙述正确的是()A．如果氢气的温度低于氧气的温度，则氢分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率B．同质量同温度的氦气和氩气的分子的总动能相等C．同物质的量的氮气和氧气，当温度相同时，它们的分子的总动能相等D．二氧化碳气体在60℃时所有分子的运动速率都比它在50℃时任何分子的运动速率大解析氢气温度低于氧气温度，氢分子的平均动能小于氧分子的平均动能，由于氢分子质量小于氧分子的质量，氢分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率，故A错；同质量同温度的氦气、氩气比较，它们的分子的平均动能相等，但是物质的量不等，分子总数不等，它们的总动能不等，而且氦气分子总动能一定大于氩气总动能，故B错误；同物质的量同温度的氮气与氧气相比，它们分子的平均动能相等，分子总数也相等，故它们的分子总动能一定相等，故C对；高温下的二氧化碳气体比低温下的二氧化碳气体的平均动能大，但不是所有分子的动能都大，因此不能说60℃的二氧化碳的所有分子的运动速率都比50℃的二氧化碳的分子运动速率都大，故D错．答案C11．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，所以气体分子的平均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，宏观上取决于气体的体积．因此A正确．答案A12．一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水时其分子动能之和Ek与分子势能之和Ep及物体内能E的变化情况为()A．Ek变大，Ep变大，E变大B．Ek变小，Ep变小，E变小C．Ek不变，Ep变大，E变大D．Ek不变，Ep变小，E变小解析温度是分子平均动能的标志，温度相同，平均动能一定相同.0℃的冰熔化成0℃的水，分子个数不变，总动能Ek相同．但熔化过程中吸收热量，内能E增大，所以分子势能增大，C对，A、B、D错．答案C13．关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为0)()A．体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为0，所以分子势能为0C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大解析设想两个分子相距无穷远(r>10－9m)，此时分子间势能为0，当两个分子越来越近时，分子间引力做正功，分子势能减小，当r＝r0时，分子势能减小到最小为负值，故B错误；分子力为引力时，体积越大，分子间距越大，分子间引力做负功，分子势能增大，故C正确；分子力为斥力时，体积越大，分子间距离越大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故A、D错误．答案C14．当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)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，下面的说法中正确的是()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，分子势能不是零解析当分子距离从大于10r0开始靠近，到r0的过程中，分子作用力表现为引力，故分子力作正功，分子势能减小，在分子间距离为r0时分子势能为负值，B选项正确．答案B15．杀虫药剂从喷雾器中射出时变成雾状液沫，设其温度不变，药液的内能是否变化？解析解法一原因是：液体变成雾状液沫后，分子之间的距离在r0的基础上变大了，分子势能的总和变大，所以内能增大。解法二原因是：要使液体变成雾状液沫，必须克服分子力做功，外界对液体做功，液体的内能就增加了。在物体分子平均动能不变的情况下，判断物体内能变化时，只考虑分子势能的变化即可。答案内能增大16．子弹以200m/s的速度射入固定的木板，穿出时速度为100m/s，若子弹损失的机械能完全转化