2019-2020学年粤教版选修3-3 1.5物体的内能 达标作业（解析版)

1.5物体的内能
达标作业（解析版)
1．关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体运动速度越大，则内能越大
B．的水比的冰的内能大
C．水分子的内能比冰分子的内能大
D．的冰比的水内能小
2．如图所示，是氧气分子在和的速率分布图，下列说法正确的是　　
A．在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例大
B．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
C．随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移
D．随着温度的升高，速率小的分子所占的比例增高
3．以下关于分子动理论的说法中不正确的是（　　）
A．物质是由大量分子组成的
B．分子很小，其直径的数量级一般为
C．时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动
D．分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
4．关于温度，下列说法中错误的是（　　）
A．温度是表示物体冷热程度的物理量
B．温度是分子平均动能大小的量度
C．就是1K
D．摄氏温度改变，相应热力学温度也改变1K，两者是等效的
5．关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）
A．玻璃破碎后不能再拼接在一起，是因为分子间存在斥力
B．两块纯净的铅压紧后会“粘”在一起，说明分子间有吸引力
C．已知二氧化碳的密度和阿伏伽德罗常数，可以求出二氧化碳的摩尔质量
D．显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停地做无规则运动，这是分子的运动
6．为测算太阳辐射到地面的辐射能，某校科技实验小组的同学把一个横截面积是的矮圆筒的内壁涂黑，外壁用保温材料包裹，内装水。让阳光垂直圆筒口照射后，水的温度升高了1摄氏度。由此估算在阳光直射时地面上每平方米每分钟接受的太阳能（水的比热容为）
A． B． C． D．
7．关于热现象和热学规律，下列说法正确的是
A．布朗运动表明了构成悬浮微粒的分子在做无规则运动
B．两个分子的间距从极近逐渐增大到（为平衡位置时分子间距）的过程中，分子间的引力和斥力都在减小
C．物体的内能变化时，它的温度一定改变
D．两个分子的间距从极近逐渐增大到（为平衡位置时分子间距）的过程中，它们的分子势能一直减小
8．如图所示，为分子力随分子间距离的变化关系图。设为A、B两分子间引力和斥力平衡时的位置，现将A固定在O点，将B从与A相距处由静止释放，在B远离A的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．B速度最大时，分子势能最小
B．B在运动过程中分子势能一直减小
C．B速度最大时，A对B的分子斥力为零
D．引力和斥力均减小，但引力减小得更快
9．质量相同温度相同可看成理想气体的氢气和氧气，它们的
A．分子数相同
B．内能相同
C．分子的平均速率相同
D．分子的平均动能相同
10．三个系统A、B、C处于热平衡状态，则关于它们的温度的说法正确的是(　　)
A．它们的温度可以有较大的差别
B．它们的温度可以有微小的差别
C．它们的温度一定相同
D．无法判断温度的关系
11．在长期的科学实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念及其量度的方法，其中一种能量是势能。势能是由于各物体间存在相互作用而具有的、由各物体间相对位置决定的能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。
如图所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立x轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能Ep与它们之间距离x的Ep-x关系图线如图所示。
（1）假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上）。当两分子间距离为r0时，b分子的动能为Ek0（Ek0（2）利用图，结合画图说明分子b在x轴上的运动范围。
12．将甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙分子间作用力与距离间关系的函数图象如图所示．若质量为m＝1×10－26 kg的乙分子从r3(r3＝12d，d为分子直径)处以v＝100 m/s的速度沿x轴负方向向甲分子飞来，仅在分子力作用下，则乙分子在运动中能达到的最大分子势能为多大(选无穷远处分子势能为零)?
13．某同学设计的气压升降机如图所示，竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体，汽缸内壁光滑，活塞与内壁接触紧密无气体泄漏，活塞横截面积为S，活塞及其上方装置总重力，活塞停在内壁的小支架上，与缸底的距离为H，气体温度为T0，压强为大气压强p0．现给电热丝通电，经过一段时间，活塞缓慢上升．上述过程中，气体可视为理想气体，则气体分子的平均速率_____（选填“不断增大”“先增大后减小”或“先减小后增大”）；除分子碰撞外，气体分子间作用力为_____（选填“引力”“斥力”或“零”）。
14．摄氏温标：在1954年以前，标准温度的间隔是用两个定点确定的．它们是水在标准大气压下的沸点(汽化点)和冰在标准大气压下与饱和空气的水相平衡时的熔点(冰点)．摄氏温标(以前称为百分温标)是由瑞典物理学家摄尔修斯设计的．如图3所示，以冰点定为0 ℃，汽化点定为100 ℃，因此在这两个固定点之间共为100 ℃，即一百等份，每等份代表1度，用1 ℃表示，用摄氏温标表示的温度叫做摄氏温度．摄氏温标用度作单位，常用t表示．热力学温标由开尔文创立，把－273.15 ℃作为零度的温标，叫做热力学温标(或绝对温标)．热力学温标用K表示单位，常用T表示．试回答：
(1)热力学温标与摄氏温标之间的关系为：________.
(2)如果可以粗略地取－273 ℃为绝对零度．在一标准大气压下，冰的熔点为_______℃，即为_______ K，水的沸点是______℃，即______ K.
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A.物体运动速度影响的是机械能，和物体的内能无关。故A错误；
B.质量不一定，0℃的水比0℃的冰的不能比较内能大小。故B错误；
C.内能是物体内所有分子热运动的动能和势能之和，不是分子具有的，所以这种说法是不科学的。故C错误；
D.0℃冰融化成0℃水要吸收热量，所以100g0℃的冰比100g0℃的水内能小。故D正确；
故选：D。
2．C
【解析】由图知，在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例不一定大，故A错误；由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，氧气分子的平均速率增大，故B错误；随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移，故C正确；由图可知，随着温度的升高，速率小的分子所占的比例减少，故D错误。故C正确，ABD错误。
3．C
【解析】
【详解】
A.物质是由大量分子组成的。故A正确；
B.物质是由分子组成的，它无法直接被人类的肉眼观察到，需要借助显微镜等工具才可以观察，因为它直径数量级一般为10-10m。故B正确；
C.分子永不停息地做无规则热运动，即使水结为冰，水分子不会停止热运动。故C不正确；
D、分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增加，随分子间距的增大而减小。故D正确。
4．C
【解析】
【详解】
A.温度是表示物体冷热程度的物理量，由分子平均动能的决定。故A正确；
B.温度是分子平均动能大小的量度，温度越高，分子的平均动能越大。故B正确；
C.两种温标的0点不同，由T=t+273.15K知, 1℃就是274.15K．故C错误；
D.由T=t+273.15K知，△T=△t，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化。故D正确；
本题选错误的，故选：C。
5．B
【解析】
【详解】
A.玻璃破碎后不能再拼接在一起，是因为玻璃缝隙过大，分子间作用力为零。故A不符合题意；
B.两块纯净的铅压紧后会“粘”在一起，说明分子间有吸引力。故B符合题意；
C.知道二氧化碳的密度、摩尔体积，根据，可以求出二氧化碳的摩尔质量。故C不符合题意；
D.显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停地做无规则运动，是布朗运动，不是分子的运动，故D不符合题意；
6．A
【解析】
【详解】
圆筒内的水经过2mm照射后，增加的内能为△U=Q=cm△t，其中c=4.2×10?3?J/（kg?℃）所以△U=4.2×10?3?×0.6×1J=2.5×10?3?J每分获得的能量为2.5×10?3?J÷2??min=1.25×10?3?J/min圆筒面积S=3×10?-2?m?2?=3×10?2?cm?2?地球每分每平方厘米获得的能量为1.25×10?3?÷（3×10?2?） J/（min?cm?2?）=4.2 J/（min?cm?2?）每分每平方米获得的能量为?4.2×104J/（min?m?2?）
A. 4.2×104J，与结论相符，选项A正确；
B. 4.2×103J，与结论不相符，选项B错误；
C. 4.2×102J，与结论不相符，选项B错误；
D. 4.2J，与结论不相符，选项B错误；
7．B
【解析】
【详解】
A. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，表明液体分子在做无规则运动，选项A错误；
B. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0（r0为平衡位置时分子间距）的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，选项B正确；
C. 物体的内能与物体的温度、体积等都有关系，则当物体的内能变化时，它的温度不一定改变，选项C错误；
D. 两个分子的间距从极近逐渐增大到10r0（r0为平衡位置时分子间距）的过程中，分子力先做正功，后做负功，则它们的分子势能先减小后增加，选项D错误；
8．A
【解析】
【详解】
AB.由到过程中，分子力表现为斥力，距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，当时，分子力表现为引力，分子间距离增大，分子力做负功，分子势能增大，所以时，ab间的分子势能最小，A正确B错误；
C.根据动能定理，分子间的距离从增大到过程中，动能增加，从到无限远，动能减小，所以时b的动能最大，a对b的作用力为零，C错误；
D.b从与a相距处由静止释放，b远离a的过程中，距离增大，引力和斥力均减小，但斥力减小较快，D错误
9．D
【解析】
【详解】
A．氧气和氢气的摩尔质量不同，质量相等的氧气和氢气的摩尔数不同，所以分子数也不相同，故A错误。
B．理想气体分子势能为零；温度是分子平均动能的标志，温度相同时，氧气和氢气的分子平均动能相同，质量相同的氧气和氢气，氧气的分子数比氢气分子数少，分子平均动能相同，所以氧气的内能要比氢气的内能小，故B错误。
CD．温度相同时，氧气和氢气的分子平均动能相同，但由于氧气分子的质量比氢气分子质量大，所以它们的平均速率并不相等，故C错误，D正确。
10．C
【解析】
当三个系统处于热平衡状态，它们有相同的状态参量，所以具有相同的温度，故C项正确，ABD错误。
11．（1）Epm =Ek0-Ep0（2）△x=x2-x1
【解析】（1）当b分子速度为零时，此时两分子间势能最大，根据能量守恒，有Epm=Ek0-Ep0；
（2）由Ep-x图线可知，当两分子间势能为Epm时，
b分子对应x1和x2两个位置坐标，b分子的活动范围△x=x2-x1，如图所示。
12．5×10－23 J
【解析】在乙分子靠近甲分子的过程中，分子力先做正功，后做负功，分子势能先减小，后增大．动能和势能之和不变，又因为无穷远处分子势能为零，当时分子力为零，分子势能可认为为零，所以当速度为零时，分子势能最大：
即。
点睛：本题考察能量守恒，在只有分子力做功的过程，只有动能和势能转化，分子动能最小时分子势能最大即可求解。
13．不断增大 零
【解析】
【详解】
温度是气体平均速率的衡量标志，温度不断升高，则气体分子的平均速率不断增大；理想气体分子间作用合力可视为零。
14．(1) T＝t＋273.15 K　 (2) 0 273 100 373
【解析】
【详解】
(1)摄氏温标冰点温度为0℃，汽化点温度作为100℃，且用t表示；而热力学温标是把-273.15℃作为0K的．用K表示，所以热力学温标与摄氏温标之间的关系为T=t+273.15K.
(2)如果取-273℃为绝对零度，则T与t的关系为T=t+273K，显然，在一标准大气压下，冰的熔点为0℃，即为273K；水的沸点是100℃，即为373K.
(3)因T=t+273.15K，所以当t由1℃增加到2℃时，T就由1+273.15K=274.15K增加到2+273.15K=275.15K，显然物体的温度升高了1℃，温度升高了1K.
【点睛】
本题对摄氏温标和热力学温标的区别，掌握他们之间的关系T=t+273.15K即可．