【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第7章《分子动理论》5（解析与答案）
文档属性
| 名称 | 【精品教与学】2014-2015学年高中物理（人教版）选修3-3作业：第7章《分子动理论》5（解析与答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 382.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-01-19 06:54:59 | ||
图片预览
文档简介
双基限时练(五) 内能
1．对于分子间势能与体积的关系，下列说法中正确的是( )
A．物体体积增大，分子间势能增加
B．气体分子的距离增大，分子间势能减小
C．物体体积增大，分子间势能有可能增加
D．物体体积减小，分子间势能增加
解析 分子间距离在小于r0的范围内，随着分子间距离的减小，分子势能增大，而在大于r0的范围内，分子势能随分子间距离的增大而增大．物质的分子势能与分子间的结构有关，物体体积增大，分子间距离增大，但分子势能可能减小，如水变成冰的过程分子势能减小．故C选项正确．
答案 C
2．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 B
3．关于温度的概念下列说法正确的是( )
A．某物体的温度为0 ℃，则其中每个分子的温度都为0 ℃
B．温度是物体分子热运动的平均速率的标志
C．温度是物体分子热运动平均动能的标志
D．温度可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等
解析 温度是对大量分子而言的，每个单分子的温度没有意义，温度是分子热运动平均动能的标志，不是平均速率的标志，A、B错，C对；热传递的是热量不是温度，D错误．
答案 C
4．有关温度的概念，下列说法中正确的是( )
A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度
B．温度是分子平均动能的标志
C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高
D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
解析 温度标志着分子平均动能的大小，是分子平均动能的标志，对某个确定的分子来说，其运动情况无法确定，不能用温度反映，故A、D选项错误，B选项正确；物体的内能与物体的物质的量、体积、温度有关，即使物质的量不变，内能增加，温度也不一定升高，故C选项错误．
答案 B
5．下列对物体内能的说法中，正确的有( )
A．0 ℃的水比0 ℃的冰内能大
B．物体运动的速度越大，物体的内能越大
C．水分子的内能比冰分子的内能大
D．100 g 0 ℃的水比100 g 0 ℃的冰内能大
解析 物体的内能与物质的量有关，故A选项错误；物体运动的动能属于机械能，与内能无关，故B选项错误；内能也是统计概念，只对大量分子有意义，是对物体而言的，一个分子谈内能没有意义，故C选项错误；冰熔化成水要吸收热量，内能增加，故D选项正确．
答案 D
6．(多选题)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．两者内能相等
D．氢气分子的平均速率较大
解析 温度相同分子的平均动能相同，由于质量相同，氧气分子的质量大于氢气分子的质量，所以氢气的物质的量多，分子个数多，所以氢气的内能较大，氢气分子的平均速率较大，故B、D选项正确．
答案 BD
7．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴．甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如下图所示．若把乙分子从r3处由静止释放，仅在分子力作用下，则乙分子从r3到r1的过程中( )
A．两分子的势能一直增大
B．两分子的势能先增大后减小
C．乙分子的动能先减小后增大
D．乙分子的动能一直增大
解析 在r1到r3的范围内分子间作用力表现为引力，乙分子从r3位置到r1的过程中，分子力做正功，分子动能一直增大，分子势能减小，故D选项正确．
答案 D
8．(多选题)若已知分子势能增大，则在这个过程中( )
A．一定克服分子力做功
B．分子力一定减小
C．分子间距离的变化情况无法确定
D．以上说法都不正确
解析 分子力做负功分子势能增大，故A选项正确；分子力在表现为引力的范围内，随分子距离的增大，分子势能增大，在分子力表现为斥力的范围内，随分子距离的减小，分子势能增大，故C选项正确．
答案 AC
9．(多选题)关于内能和机械能下列说法中不正确的是( )
A．内能和机械能各自含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的
B．运动物体的内能和机械能均不为零
C．一个物体的机械能可以为零，但它们的内能永远不可能为零
D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变
解析 机械能是指宏观物体动能、重力势能和弹性势能等；内能是指分子动能、分子势能，有本质区别，故A选项错误；分子永不停息地做热运动，所以物体的内能不能为零，但物体的机械能具有相对性，可以为零，所以B选项错误．
答案 AB
10．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 温度是平均动能的标志，而分子势能取决于分子的相对位置即分子间距，所以分子的平均动能与分子势能大小分别取决于气体的温度和体积，A对，B、C、D错．
答案 A
11．分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时，两分子间的势能为零．设分子a固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直到它们之间的距离最小．在此过程中，a、b之间的势能( )
A．先减小，后增大，最后小于零
B．先减小，后增大，最后大于零
C．先增大，后减小，最后大于零
D．先增大，后减小，最后小于零
解析 当分子b从无穷远处向a运动时，开始b受到分子力的合力是引力，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离为r0时，分子力为零，分子势能最小，b分子的动能最大；由于惯性，b分子将继续向a运动，此时r＜r0，分子力为斥力，分子力对b做负功，分子势能增大，当它们之间的距离最小时，b的动能为零，设此时分子势能为Ep，b在无穷远处的动能为Ek，由于整个过程中只有分子力做功，所以分子的势能和动能的总和保持不变，有Ep＝Ek＞0，其分子势能与分子之间距离关系如图所示，所以此过程中，a、b间的势能变化是：先减少，后增大，最后大于零．
答案 B
12．关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，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；遇冷后收缩，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，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，分子势能也减少
D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小，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，分子的平均动能和分子势能都减少．
答案 C
13．(1)阳光照射到太阳能集热器上，将太阳能转化为____________能，如图所示是一种太阳能热水器的示意图，图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿__________时针(选填“顺”或“逆”)方向运动．C是辅助加热器，其作用是______________________________．
(2)请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由__________________________________________．
解析 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受到浮力作用沿管向右上方运动形成顺时针方向流动的水流．在阴天用电加热方式使水温升高．在封闭的环形管道的左上方安上进水阀门，在贮水器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得到补充．
答案 (1)内 顺 在阴天用电加热方式使水温升高
(2)见解析
14．在一列火车上放一杯水，火车静止和匀速运动时，水的内能是否变化？试简要说明理由．
解析 物体的内能是所有分子的动能和势能的总和．温度是分子热运动平均动能的标志，物体的宏观运动与分子的微观运动无关，火车静止和运动都不会影响分子的热运动动能；分子势能由分子间相互位置决定，火车的宏观运动不会影响分子相互位置的关系，即不影响分子势能．由此可见，火车静止和匀速运动时，水的内能不发生变化．
答案 不发生变化，理由见解析．
15．质量m＝1 kg的物块，比热容为1.5×103 J/(kg·℃)，以20 m/s的速度从一绝热的粗糙的斜面底端冲上斜面，当它返回到斜面底端时，速度为10 m/s，则物块的内能增加多少？温度升高多少？
解析 ΔU＝mv－mv2＝×1×(202－102) J
＝150 J
又ΔU＝cmΔt
Δt＝＝℃＝0.1℃.
答案 150 J 0.1℃
1．对于分子间势能与体积的关系，下列说法中正确的是( )
A．物体体积增大，分子间势能增加
B．气体分子的距离增大，分子间势能减小
C．物体体积增大，分子间势能有可能增加
D．物体体积减小，分子间势能增加
解析 分子间距离在小于r0的范围内，随着分子间距离的减小，分子势能增大，而在大于r0的范围内，分子势能随分子间距离的增大而增大．物质的分子势能与分子间的结构有关，物体体积增大，分子间距离增大，但分子势能可能减小，如水变成冰的过程分子势能减小．故C选项正确．
答案 C
2．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 B
3．关于温度的概念下列说法正确的是( )
A．某物体的温度为0 ℃，则其中每个分子的温度都为0 ℃
B．温度是物体分子热运动的平均速率的标志
C．温度是物体分子热运动平均动能的标志
D．温度可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等
解析 温度是对大量分子而言的，每个单分子的温度没有意义，温度是分子热运动平均动能的标志，不是平均速率的标志，A、B错，C对；热传递的是热量不是温度，D错误．
答案 C
4．有关温度的概念，下列说法中正确的是( )
A．温度反映了每个分子热运动的剧烈程度
B．温度是分子平均动能的标志
C．一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高
D．温度升高时物体的每个分子的动能都将增大
解析 温度标志着分子平均动能的大小，是分子平均动能的标志，对某个确定的分子来说，其运动情况无法确定，不能用温度反映，故A、D选项错误，B选项正确；物体的内能与物体的物质的量、体积、温度有关，即使物质的量不变，内能增加，温度也不一定升高，故C选项错误．
答案 B
5．下列对物体内能的说法中，正确的有( )
A．0 ℃的水比0 ℃的冰内能大
B．物体运动的速度越大，物体的内能越大
C．水分子的内能比冰分子的内能大
D．100 g 0 ℃的水比100 g 0 ℃的冰内能大
解析 物体的内能与物质的量有关，故A选项错误；物体运动的动能属于机械能，与内能无关，故B选项错误；内能也是统计概念，只对大量分子有意义，是对物体而言的，一个分子谈内能没有意义，故C选项错误；冰熔化成水要吸收热量，内能增加，故D选项正确．
答案 D
6．(多选题)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．两者内能相等
D．氢气分子的平均速率较大
解析 温度相同分子的平均动能相同，由于质量相同，氧气分子的质量大于氢气分子的质量，所以氢气的物质的量多，分子个数多，所以氢气的内能较大，氢气分子的平均速率较大，故B、D选项正确．
答案 BD
7．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴．甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如下图所示．若把乙分子从r3处由静止释放，仅在分子力作用下，则乙分子从r3到r1的过程中( )
A．两分子的势能一直增大
B．两分子的势能先增大后减小
C．乙分子的动能先减小后增大
D．乙分子的动能一直增大
解析 在r1到r3的范围内分子间作用力表现为引力，乙分子从r3位置到r1的过程中，分子力做正功，分子动能一直增大，分子势能减小，故D选项正确．
答案 D
8．(多选题)若已知分子势能增大，则在这个过程中( )
A．一定克服分子力做功
B．分子力一定减小
C．分子间距离的变化情况无法确定
D．以上说法都不正确
解析 分子力做负功分子势能增大，故A选项正确；分子力在表现为引力的范围内，随分子距离的增大，分子势能增大，在分子力表现为斥力的范围内，随分子距离的减小，分子势能增大，故C选项正确．
答案 AC
9．(多选题)关于内能和机械能下列说法中不正确的是( )
A．内能和机械能各自含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的
B．运动物体的内能和机械能均不为零
C．一个物体的机械能可以为零，但它们的内能永远不可能为零
D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变
解析 机械能是指宏观物体动能、重力势能和弹性势能等；内能是指分子动能、分子势能，有本质区别，故A选项错误；分子永不停息地做热运动，所以物体的内能不能为零，但物体的机械能具有相对性，可以为零，所以B选项错误．
答案 AB
10．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 温度是平均动能的标志，而分子势能取决于分子的相对位置即分子间距，所以分子的平均动能与分子势能大小分别取决于气体的温度和体积，A对，B、C、D错．
答案 A
11．分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时，两分子间的势能为零．设分子a固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直到它们之间的距离最小．在此过程中，a、b之间的势能( )
A．先减小，后增大，最后小于零
B．先减小，后增大，最后大于零
C．先增大，后减小，最后大于零
D．先增大，后减小，最后小于零
解析 当分子b从无穷远处向a运动时，开始b受到分子力的合力是引力，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离为r0时，分子力为零，分子势能最小，b分子的动能最大；由于惯性，b分子将继续向a运动，此时r＜r0，分子力为斥力，分子力对b做负功，分子势能增大，当它们之间的距离最小时，b的动能为零，设此时分子势能为Ep，b在无穷远处的动能为Ek，由于整个过程中只有分子力做功，所以分子的势能和动能的总和保持不变，有Ep＝Ek＞0，其分子势能与分子之间距离关系如图所示，所以此过程中，a、b间的势能变化是：先减少，后增大，最后大于零．
答案 B
12．关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，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；遇冷后收缩，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，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，分子势能也减少
D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小，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，分子的平均动能和分子势能都减少．
答案 C
13．(1)阳光照射到太阳能集热器上，将太阳能转化为____________能，如图所示是一种太阳能热水器的示意图，图中A是集热器，B是储水容器，在阳光直射下水将沿__________时针(选填“顺”或“逆”)方向运动．C是辅助加热器，其作用是______________________________．
(2)请在图中适当位置安上进水阀门和出水阀门，并说明选择位置的理由__________________________________________．
解析 集热器中的水被太阳光晒热后密度变小，受到浮力作用沿管向右上方运动形成顺时针方向流动的水流．在阴天用电加热方式使水温升高．在封闭的环形管道的左上方安上进水阀门，在贮水器下方竖直管道上安出水阀门，可使热水流出，冷水得到补充．
答案 (1)内 顺 在阴天用电加热方式使水温升高
(2)见解析
14．在一列火车上放一杯水，火车静止和匀速运动时，水的内能是否变化？试简要说明理由．
解析 物体的内能是所有分子的动能和势能的总和．温度是分子热运动平均动能的标志，物体的宏观运动与分子的微观运动无关，火车静止和运动都不会影响分子的热运动动能；分子势能由分子间相互位置决定，火车的宏观运动不会影响分子相互位置的关系，即不影响分子势能．由此可见，火车静止和匀速运动时，水的内能不发生变化．
答案 不发生变化，理由见解析．
15．质量m＝1 kg的物块，比热容为1.5×103 J/(kg·℃)，以20 m/s的速度从一绝热的粗糙的斜面底端冲上斜面，当它返回到斜面底端时，速度为10 m/s，则物块的内能增加多少？温度升高多少？
解析 ΔU＝mv－mv2＝×1×(202－102) J
＝150 J
又ΔU＝cmΔt
Δt＝＝℃＝0.1℃.
答案 150 J 0.1℃