2019-2020学年高中物理新人教版选修3-3：7.5内能 分级检测（解析版）

A组：合格性水平训练
1．(温度、分子动能)下列说法中正确的是(　　)
A．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，则分子的平均动能越大
B．温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，则物体的每一个分子的动能都增大
C．某物体当其内能增大时，则该物体的温度一定升高
D．甲物体的温度比乙物体的温度高，则甲物体内分子的平均速率比乙物体内分子的平均速率大
答案　A
解析　温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，有的分子动能可能减小，A正确，B错误；物体内能增大，也可能是分子势能增大，如果分子平均动能不变，这时温度不变，因而C错误；由于甲、乙两物体的分子质量无法确定，故D错误。
2．(温度、分子动能)(多选)当氢气和氧气温度相同时，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
答案　AB
解析　因温度是分子平均动能大小的标志，现在氢气和氧气温度相同，所以二者分子的平均动能相等，A正确。因为氢气和氧气的分子质量不同，平均动能又相等，由k＝mv2可得，两种气体分子的平均速率不同，分子质量大的平均速率小，故B正确，D错误。虽然两种气体分子平均动能相等，但由于两种气体的质量不清楚，即分子数目关系不清楚，故C错误。
3．(温度、分子动能)(多选)有一块铜温度升高了，下列说法中正确的是(　　)
A．铜块内所有分子的动能都增大了
B．铜块内分子的平均动能增大了
C．铜块内某些分子的动能可能减小了
D．铜块内分子的平均速率增大了
答案　BCD
解析　温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，但并不能说明每个分子的动能都变大，再者研究单个分子动能变大是毫无意义的。
4．(分子力、分子势能)关于分子势能，下列说法中正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为零)(　　)
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，分子间合力为零，所以分子势能为零
C．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
答案　C
解析　设想两个分子相距无穷远，此时分子间势能为零，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，体积增大，分子间距增大，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，体积增大，分子间距增大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故A、D错误。
5．(分子力、分子势能)下列关于分子力和分子间势能的说法中，正确的是(　　)
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
答案　C
解析　当分子间距离r＞r0时，分子力表现为引力，距离增大，分子力先增大后减小，最后减小为零。分子力一直做负功，分子势能一直增大，A、B错误。当分子间距r＜r0时，分子力表现为斥力，距离减小，分子力增大。分子力一直做负功，分子势能一直增大，C正确，D错误。
6．(物体的内能)(多选)关于物体的内能，下述说法中正确的是(　　)
A．物体的内能只与物体内分子的动能有关
B．物体内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
答案　BD
解析　根据内能的定义，内能是物体内所有分子动能与分子势能的总和，A错误，B正确。机械能变化时，内能不一定变化，二者没有必然联系，因而C错误，D正确。
7．(综合)下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是(　　)
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．物体的内能越大，所含热量越多
C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D．物体的动能越大，其内能越大
答案　C
解析　分子热运动的平均动能与温度有关，温度越高，分子热运动的平均动能越大，内能由物质的量、温度和体积共同决定，并且内能是状态量，而热量是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量。故A、B错误，C正确。内能的大小与物体的动能无关，D错误。
8. (分子势能)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，也可以小于零，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？
答案　见解析
解析　(1)如果分子间作用力的合力为零，此距离为r0。当分子间距离小于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，分子势能随分子间的距离增大而增大。
从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子在平衡位置处是分子势能最低点。
(2)由图可知，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，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零是正确的。
(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，其他位置分子势能将大于零。
B组：等级性水平训练
9．(温度、分子动能、内能)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
答案　B
解析　温度是物体分子平均动能的标志，温度升高则其分子平均动能增大，反之，则其分子平均动能减小，故A错误，B正确。物体的内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，宏观上取决于物体的温度、体积和物质的量，故C、D错误。
10．(综合)(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近。在此过程中，下列说法正确的是(　　)
A．分子力先增大，后一直减小
B．分子力先做正功，后做负功
C．分子动能先增大，后减小
D．分子势能先增大，后减小
E．分子势能和动能之和不变
答案　BCE
解析　分子力F与分子间距r的关系是：当rr0时F为引力。综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小后又变大，A错误。分子间距离减小的过程中，分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B正确，D错误。因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E正确。
11．(内能)关于物体的内能，以下说法正确的是(　　)
A．箱子运动的速度减小，其内能也减小
B．篮球的容积不变，内部气体的温度降低，则内部气体的内能将减小
C．物体的温度和体积均发生变化，其内能将一定变化
D．对于一些特殊的物体，可以没有内能
答案　B
解析　物体的内能与物体的机械运动无关，故A错误。当气体的体积不变而温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故B正确。物体的温度和体积均发生变化时，物体内的分子势能和分子的平均动能都发生变化，其内能可能不变，故C错误。任何物体都有内能，故D错误。
12. (综合)(多选)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E0
C．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
答案　BD
解析　当分子间距离为r0时，分子势能最小，即x2＝r0，故在P点分子力为零，加速度为零，由于分子所具有的总能量为0，势能为－E0时，动能为E0，A、C错误，B正确；又由于动能不可能为负值，故势能最大为零，D正确。
13．(综合)(多选)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(　　)
A．r>r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B．r＝r0时，动能最大，势能最小
C．rD．当r→∞时，分子势能最小
E．当r＝r0时，分子动能和分子势能之和最小
答案　ABC
解析　r>r0时分子间的作用力为引力，分子力做正功，动能不断增大，分子势能减小，A正确；rr0)，分子力做负功，分子势能增大，D错误；只有分子力做功，分子动能和分子势能之和守恒，E错误。
14．(内能、能量的转化)如图所示，小孩下滑过程中，从能量的转化和转移的角度可用下面三句话来概括
①小孩克服摩擦做功，动能转化为内能
②小孩从滑梯上滑下时，重力势能转化为动能
③小孩的臀部吸热，内能增加，温度升高
以下排序正确的是(　　)
A．①②③ B．②③① C．②①③ D．③②①
答案　C
解析　小孩从高处由静止滑下，重力做功，重力势能转化为动能，在运动过程中，小孩要克服摩擦，消耗机械能(动能)转化为内能，部分被小孩臀部吸收，温度升高，故能量转化顺序为②①③，C正确，A、B、D错误。