高中物理人教版选修3-3假期作业：第7章-5+内能+Word版含解析

5内能
1．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】　温度是分子平均动能大小的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度反映，故A、D错，B对．温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，冰熔化为同温度的水就是一个例证，故C错．
【答案】　B
2．根据分子动理论，物体分子之间的距离为r0时，分子所受的斥力和引力相等，以下关于分子力和分子势能的说法正确的是(　　)
A．当分子间的距离为r0时，分子具有最大势能
B．当分子间的距离为r0时，分子具有最小势能
C．当分子间的距离为r0时，引力和斥力都是最大值
D．当分子间的距离为r0时，引力和斥力都是最小值
【解析】　当分子间的距离为r0时，分子间引力和斥力的合力为零，但引力与斥力既不都是最小值，也不都是最大值，此时分子具有最小势能，B正确．
【答案】　B
3．(多选)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
【解析】　因温度是气体分子平均动能的标志，所以A选项正确；因为氢气分子和氧气分子的质量不同，且m(H)＜m(O)，平均动能又相等，所以分子质量大的平均速率小，故D错误，B正确；虽然气体质量和分子平均动能都相等，由于气体摩尔质量不同，分子数目就不同，因此C错误．
【答案】　AB
4．下列说法中正确的是(　　)
A．物体自由下落时速度增大，所以物体内能也增大
B．物体的机械能为零时内能也为零
C物体的体积减小温度不变时，物体内能一定减小
D．气体体积增大时气体分子势能一定增大
【解析】　物体的机械能和内能是两个完全不同的概念．物体的动能由物体的宏观速率决定，而物体内分子的动能由分子热运动的速率决定．分子动能不可能为零(温度不可能达到绝对零度)，而物体的动能可能为零，所以A、B不正确．物体体积减小时，分子间距离减小，但分子势能不一定减小，例如0 ℃的冰变成0 ℃的水，温度相同，分子平均动能相同，但内能变大，则分子势能将增大，所以C也不正确．由于气体分子间距离一定大于r0，体积增大时分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以D正确．
【答案】　D
5．(多选)下列有关温度与分子动能、物体内能的说法中正确的是(　　)
A．温度升高，每个分子的动能一定都变大
B．温度升高，分子的平均速率一定变大
C．温度降低，物体的内能必然变小
D．温度降低，物体的内能可能增大
【解析】　温度升高时，分子的平均动能一定变大，即平均速率增大，但每个分子的动能不一定变大，所以A错、B对；决定物体内能的是组成物体的分子个数、温度和体积三个因素．温度降低，内能可能减小，还有可能不变，甚至增加，所以C错，D对．
【答案】　BD
6．(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，则下列说法正确的是(　　)
A．汽车机械能减小，氧气内能增加
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)内能增加
【解析】　氧气温度不变，体积没变，内能不变，A、B错，C对；汽车机械能减小，转化为内能，D对．
【答案】　CD
7．(多选)设分子间的相互作用力的合力为零时的距离为r0，则下列说法正确的是(　　)
A．rB．r＝r0时，Ep为零，最小
C．r>r0时，Ep随r增大而减小
D．r>r0时，Ep随r增大而增大
【解析】　分子势能的变化由分子力做功决定，当rr0时，r增大，分子克服引力做功，故分子势能增大，则C错误，D正确．
【答案】　AD
8．如图7-5-3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(　　)
图7-5-3
A．从a到b　　　　　　　 B．从b到c
C．从b至d D．从c到d
【解析】　根据F－x图象知，从a到b和从c到d分子力增大，但从a到b分子力做正功，分子势能减小，从c到d分子力做负功，分子势能增大，故D正确．
【答案】　D
[超越自我·提升练]
9．(多选)把一个物体竖直下抛，下列哪种情况是在下落的过程中发生的(不考虑空气阻力) (　　)
A．物体的动能增加，分子的平均动能也增加
B．物体的重力势能减少，分子势能却增加
C．物体的机械能保持不变
D．物体的内能保持不变
【解析】　物体下落的过程，不考虑空气阻力，只有重力做功，机械能不变；物体下落过程中，物体的温度和体积也没有发生变化，所以分子热运动的平均动能和分子势能都保持不变，因此，选项A和B是错误的．
【答案】　CD
10．甲、乙两个分子相距较远，它们间的分子力为零，在它们逐渐接近到不能再接近的全过程中，分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是(　　)
A．分子力先增大，后减小；分子势能一直减小
B．分子力先增大，后减小；分子势能先减小，后增大
C．分子力先增大，再减小，后又增大；分子势能先减小，再增大，后又减小
D．分子力先增大，再减小，后又增大；分子势能先减小，后增大
【解析】　分子间距离较远时，分子力为零．当分子间距离减小时，分子间的分子力表现为引力，当r减小到r＝r0时，分子力又为零，这一过程中分子力经历了由零增大后又减小到零的过程．当r【答案】　D
11．甲、乙两名同学对0 ℃的水和0 ℃的冰进行了如下争论：
甲说： “冰和水的温度相同，所以分子平均动能相等．质量相同时，冰的体积大，因此冰的分子势能大，所以说冰的内能大于水的内能．”
乙说： “0℃的水变成0℃的冰需要向外界放出热量，在质量相同的情况下，水的内能大于冰的内能．”
请你判断一下甲、乙两名同学谁的说法是正确的？
【答案】　乙同学的说法是正确的．甲同学认为冰的体积大，分子势能大，这是错误的说法(冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大)．分子势能大小与体积有关，但二者并不一定成正比.0 ℃的冰变为0 ℃的水需吸热，故水的内能大，它们相同的物理量是分子平均动能，不同的物理量是分子势能，显然水的分子势能大．
12．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图7-5-4所示的图象中表现出来，就图象回答：
图7-5-4
(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10－10 m数量级，分子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，分子势能随分子间距离的增大而增大．
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，r不论减小或增大，分子势能都增大．所以说，在平衡位置处是分子势能最低点．
(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．
【答案】　见解析