(共25张PPT)
第4节 课后达标检测
题组1 分子动能
1.有甲、乙两种不同的气体,如果甲气体内分子平均速率比乙气体内分子平均速率大,则( )
A.甲气体的温度一定高于乙气体的温度
B.甲气体的温度一定低于乙气体的温度
C.甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D.甲气体的每个分子都比乙气体的分子运动得快
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解析:气体温度是气体分子平均动能的标志,而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关,还与分子的质量有关。本题涉及两种不同气体(分子质量不同),它们的分子质量未知,因而无法比较两种气体温度的高低,A、B错误,C正确;
气体分子速率的平均值大,并不是每个分子运动得都快,D错误。
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2.一块10 ℃的铁与一块10 ℃的铝相比,以下说法正确的是( )
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
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解析:因为温度是分子热运动平均动能的标志,所以两物体温度相等说明它们的分子平均动能相等,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错误;
虽然两物体的分子平均动能相等,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,有快的也有慢的,所以每个分子的动能相等的说法不正确,故B错误;
虽然两物体的分子平均动能相等,但铁分子、铝分子质量不等,因此分子平均速率不等,故C错误,D正确。
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3.(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时,下列说法正确的是( )
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
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解析:因为温度是分子平均动能的标志,温度相同,则分子平均动能相同,故A正确;
因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量,而分子平均动能又相等,所以氢气分子的平均速率大,故B正确,D错误;
虽然两种气体质量和分子平均动能(温度)都相等,但由于两种气体摩尔质量不同,分子数目不相等,所以两种气体的分子总动能不相等,故C错误。
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题组2 分子势能
4.关于分子力和分子势能,下列说法正确的是 ( )
A.当分子力表现为引力时,分子之间只存在引力
B.当分子间的距离为r0 时,分子之间的引力和斥力均为零
C.分子之间的斥力随分子间距离的减小而减小
D.当分子间的距离为r0 时,分子势能最小
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解析:无论何时,分子之间的引力和斥力都是共同存在的,只是当分子力表现为引力时,引力大于斥力,引力和斥力都随分子间距离的减小而增大,故A、C错误;
根据分子势能与分子力之间的关系,当分子间的距离为r0时,分子之间的引力和斥力大小相等,方向相反,分子势能最小,故B错误,D正确。
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5.(2024·北京西城开学考)如图,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子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。现把乙分子从a处由静止释放,则( )
A.乙分子从a运动到c,分子间作用力一直增大
B.乙分子从a运动到d,分子间作用力先增大后减小再增大
C.乙分子从a运动到d,两分子间的分子势能先增大后减小
D.乙分子从a运动到d,在b点时两分子间的分子势能最小
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解析:根据图像可知,乙分子从a运动到c,受到的分子力表现为引力,分子间作用力先增大后减小,故A错误;
根据图像可知,乙分子从a运动到d,受到的分子力先表现为引力后表现为斥力,分子间作用力先增大后减小再增大,分子间的作用力先做正功后做负功,则两分子间的分子势能先减小后增大,故B正确,C错误;
结合上述可知,乙分子从a运动到c,分子势能一直减小,从c运动到d,分子势能一直增大,可知在c点时两分子间的分子势能最小,故D错误。
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题组3 物体的内能
6.关于温度与内能的关系,下列说法正确的是 ( )
A.不同质量的同种物质,只要温度相同,分子的平均动能就相同
B.物体的温度变化时,它的内能一定改变
C.物体的温度升高时,每个分子的动能都增大
D.物体的内能等于物体的动能与势能的总和
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解析:温度是分子平均动能的标志,不同质量的同种物质,只要温度相同,分子的平均动能就相同,物体的温度变化时,分子平均动能发生变化,但物体的内能与物体的温度、体积、物质的量有关,所以物体的温度变化时,它的内能不一定改变,另外,物体的温度升高时,并不是每个分子的动能都增大,故A正确,B、C错误;
物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能,物体的动能和势能是宏观物体具有的机械能,与物体的内能无关,故D错误。
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7.(多选)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,则下列说法不正确的是( )
A.汽车机械能增大,氧气内能增大
B.汽车机械能减小,氧气内能减小
C.汽车机械能减小,氧气内能不变
D.汽车机械能减小,汽车(轮胎)内能增大
解析:汽车轮胎与地面摩擦,机械能转化为内能,则汽车机械能减小,汽车轮胎内能增大;氧气温度不变,体积不变,故内能不变,A、B错误,C、D正确。
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8.(2024·辽宁朝阳阶段练)分子间势能由分子间距r决定。规
定两分子相距无穷远时分子间的势能为零,两分子间势能
与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O,另
一分子从距O点无限远处向O点运动。下列说法正确的是( )
A.在两分子间距从无限远减小到r2的过程中,分子之间的作用力先增大后减小
B.在两分子间距从无限远减小到r1的过程中,分子之间的作用力表现为引力
C.两分子间距等于r1时,分子之间的作用力等于0
D.对于标准状况下的气体,绝大部分分子的间距约为r2
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解析:由题图可知,r2处分子势能最小,则r2处的分子间距为平衡位置r0,所以在两分子间距从无限远处减小到r2的过程中,分子之间的作用力表现为引力且先增大后减小,故A正确;
在两分子间距从无限远减小到r1的过程中,分子之间的作用力先表现为引力再表现为斥力,故B错误;
由题图可知,r2处分子势能最小,则r2处的分子间距为平衡位置r0,引力与斥力相等,即分子之间的作用力等于0,故C错误;
对于标准状况下的气体,其分子间的距离为10r2,故D错误。
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9.(多选)(2024·山西阳泉期中)分子力与分子间距离的关系图像如图所示,图中r0为分子斥力和引力平衡时两个分子间的距离,规定两分子间距离为无限远时分子势能为0,下列说法正确的是( )
A.当分子间的距离rB.当分子间的距离10r0>r>r0时,引力大于斥力
C.分子间距离从r1减小到r0的过程中,分子势能减小
D.分子间距离从无限远减小到r0的过程中,分子势能先减小后增大
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解析:由题图可知,当分子间的距离rr>r0时,引力大于斥力,分子力表现为引力,故A错误,B正确。
由题图可知,分子间距离从r1减小到r0的过程中,分子力表现为引力,分子力做正功,分子势能减小,故C正确。
分子间距离从无限远减小到r0的过程中,分子力一直做正功,故分子势能一直减小,故D错误。
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10.(多选)(2024·安徽合肥期末)如图所示,用F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的分子势能,在两个分子之间的距离由10r0变为r0的过程中( )
A.F不断增大
B.F先增大后减小
C.F对分子一直做正功
D.Ep先增大后减小
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解析:分子间的作用力是矢量,其正负不表示大小;分子势能是标量,其正负表示大小。读取图像信息知,两个分子间距离由10r0变为r0的过程中,F先增大后变小至0,Ep则不断减小,故B正确,A、D错误;
该过程中,分子力始终为引力,做正功,故C正确。
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11.(2024·重庆阶段练)关于热学中的一些基本概念,下列说法正确的是( )
A.同温度的氧气和氢气,它们的分子平均动能不相等,是因为分子的质量不相等
B.物体是由大量分子组成的,分子是不可再分的最小单元
C.0 ℃的水变成0 ℃的冰时,体积增大,分子势能减小
D.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
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解析:温度是分子平均动能的标志,温度相同,分子平均动能相同,质量不同、温度相同的氢气和氧气,分子平均动能相同,故A错误;
物体是由大量分子组成的,分子可再分为原子,故B错误;
因为0 ℃的水凝固成0 ℃的冰需要放出热量,所以质量相同的0 ℃的冰比0 ℃的水内能小,因为内能包括分子动能和分子势能,由于温度不变,分子平均动能不变,因此分子势能应减小,故C正确;
内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和势能的总和,故D错误。
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12.(多选)(2024·海南省直辖县级单位开学考)分子力与分子间
距离的关系图像如图所示,图中r0为分子斥力和引力平衡时
两个分子间的距离,规定两分子间距离为无限远时分子势
能为0,下列说法正确的是( )
A.随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,但斥力减小得更快
B.两个分子从间距大于10r0的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
C.分子间距离从r0增大到无限远的过程中,分子势能先增大后减小
D.将一分子固定,另一分子从间距为5r0(5r0>r1)的位置由静止释放,运动至间距为r0的位置的过程中,该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动
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解析:随着分子间距的增大,分子间引力和斥力都在减小,
但斥力减小得更快,故A正确;
两个分子从间距大于10r0的位置逐渐靠近至很难再靠近的位置,分子力先增大后减小再增大,其分子势能先减小后增大,故B错误;
分子势能与分子间距离之间的关系如图所示,分子间距离从r0增大到无限远的过程中,分子势能增加,直至为零,故C错误;
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将一分子固定,另一分子从间距为5r0(5r0>r1)的位置由静止释放,该过程中分子间的作用力先为引力后为斥力,分子在运动至间距为r0的位置的过程中,分子力表现为引力,先增大后减小,由牛顿第二定律有F=ma,所以加速度大小先增大后减小,所以该分子先做加速度增大的加速运动,再做加速度减小的加速运动,故D正确。
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