2019-2020学年沪科版选修3-3 1.5物体的内能 课时作业5（含解析)

1.5物体的内能
课时作业（含解析)
1．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（　　）
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10－10m
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10－10m
C．一个物体在分子间显引力时分子势能一定比显斥力时分子势能要大
D．若两个分子间距离越来越大，则分子势能也越来越大
2．分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图甲、乙两条曲线所示（取无穷远处分子势能Ep＝0）．下列说法正确的是（
）
A．乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线
B．当r＝r0时，分子势能为零
C．随着分子间距离的增大，分子力先减小后一直增大
D．在r＜r0阶段，分子力减小时，分子势能有可能增大
3．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（　　）
A．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，若认为气体分子为球形，则该气体分子的直径可以表示为
B．布朗运动是指悬浮在液体里的微小固体颗粒的运动
C．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能
4．如图所示是分子间作用力和分子间距离的关系图，下面的说法正确的是(　　)
A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线
B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线
C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线
D．当分子间距离r>r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先减小，后增大
5．下列有关分子动理论的说法中，正确的是________。
A．足球充足气后很难压缩，是因为足球内气体分子间斥力作用的结果
B．花粉颗粒在液体中的布朗运动，短时间的运动无规则，时间足够长时是有规则的
C．若已知气体在某状态下的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数，可求出每个分子的体积
D．两分子之间的引力和斥力平衡时，它们所具有的分子势能具有最小值
6．如图所示a，b两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离r的变化关系，两曲线交点的横坐标为r0则以下说法正确的是（　　）
A．当r等于r0时，分子势能一定为零
B．当r大于r0时，分子力随r增大而一直增大
C．当r大于r0时，分子势能随r增大而逐渐增大
D．当r小于r0时，分子势能随r减小而逐渐减小
7．根据分子动理论，下列关于分子热运动的说法中正确的是（　　）
A．布朗运动就是液体分子的热运动
B．如图所示，布朗运动图中不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹
C．当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大
D．当物体的温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变
8．分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，分子间（　　）
A．引力增加，斥力减小
B．引力增加，斥力增加
C．引力减小，斥力减小
D．引力减小，斥力增加
9．如图所示，用F表示分子间的作用力，用EP表示分子间的分子势能，在两个分子间的距离由10r0变为r0的过程中（
）
A．F不断增大，EP不断减小
B．F先增大后减小，EP不断减小
C．EP先增大后减小，F不断减小
D．.EP
和F都先增大后减小
10．如图所示，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的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．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到d的运动过程中，加速度先减小后增大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直减小
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增大
11．关于分子间的作用力，下列说法正确的是
A．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而增大
B．分子间距离减小时，分子力一直做正功
C．分子间距离增大时，分子势能一直减小
D．分子间距离增大时，可能存在分子势能相等的两个位置
12．下列关于分子运动和热现象的说法正确的是__________
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B．一定量100°C的水变成100°C的水蒸汽，其分子之间的势能增加
C．气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈
D．如果气体分子总数不变，当气体分子的平均动能增大时，气体压强必然增大
E.
一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和
13．右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
14．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至b做加速运动，由b至c做减速运动
B．乙分子由a至c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a至b的过程中，分子力一直做正功
D．乙分子由b至d的过程中，分子力一直做负功
15．(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是________(填写选项前的字母)．
A．气体分子间的作用力增大
B．气体分子的平均速率增大
C．气体分子的平均动能减小
D．气体组成的系统的熵增加
(2)若将气泡内的气体视为理想气体，气泡从湖底上升到湖面的过程中，对外界做了0.6
J的功，则此过程中气泡__________(填“吸收”或“放出”)的热量是________J．气泡到达湖面后，温度上升的过程中，又对外界做了0.1
J的功，同时吸收了0.3
J的热量，则此过程中，气泡内气体内能增加了________J.
16．如果取分子间距离r＝r0(r0＝10－10
m)时为分子势能的零势能点，则rr0时，分子势能为________值(填“正”“负”或“零”)．按规定的零势能点，试着在图上画出Ep--r的图像___．
17．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能与两分子间距离x的变化关系如图所示．则（
）
A．乙分子在P点时加速度最大
B．乙分子在Q点时分子势能最小
C．乙分子在Q点时处于平衡状态
D．乙分子在P点时分子动能最大
E.乙分子从Q到无穷远处过程中，与甲分子间的引力和斥力都在减小
参考答案
1．B
【解析】
AB．在F－r图像中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力。故e点为平衡距离，数量级为10－10m，故A错误，B正确；
C．由分子势能随分子间距离变化图像如图，
其中位置为平衡位置分子势能最小，由图像可知，一个物体在分子间显引力时分子势能不一定比显斥力时分子势能大，故C错误；
D．当分子间的距离小于r0时，当距离增大时，分子力做正功，分子势能减小，故D错误。
故选B。
2．A
【解析】
AB．是平衡位置，图象中，处的分子势能最小，不为零；图象中，处的分子力为零，所以乙图线为分子势能与分子间距离的关系图线，甲图对应的是图象，故A正确，B错误；
C．甲图为图象，根据图象可知，分子从靠得很近（）位置开始，随分子间距离的增大，分子力先减少后增大，再减小，故C错误；
D．在阶段，随着分子距离增大，分子力减小时，分子力做正功，分子势能减小，故D错误；
故选A。
3．B
【解析】
A．已知某种气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，若认为气体分子为立方体模型，则该气体分子间的距离可以表示为，选项A错误；
B．布朗运动是指悬浮在液体里的微小固体颗粒的运动，选项B正确；
C．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强作用的缘故，与分子间的斥力无关，选项C错误；
D．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度，选项D错误。
故选B。
4．B
【解析】
ABC．在F-r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以a为斥力曲线，c为引力曲线，b为合力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力，故AC错误，B正确；
D．当分子间距离r＞r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先增大，后减小，故D错误。
故选B。
5．D
【解析】
A．气体压强产生的原因是气体分子频繁碰撞产生，气体分子一般不考虑分子间相互作用力，A项错误；
B．布朗运动的无规则性与时间长短无关，B项错误；
C．已知气体在某状态下的摩尔质量、密度及阿伏加德罗常数，可求出每个气体分子占据的空间，C项错误；
D．两分子间引力和斥力的合力为零时，分子势能为最小值，D项正确。
故选D。
6．C
【解析】
A．因零势能面是人为规定的，故当r等于r0时，分子势能最小，但不一定为零，故A错误；
B．当r大于r0时，分子间距离增大时，分子力减小，故B错误；
C．当r大于r0时，分子间作用力为吸引力；当距离增大时，分子力做负功；故分子势能随r增大而逐渐增大，故C正确；
D．当r小于r0时，分子力为斥力；当距离减小时，分子力做负功；故分子势能随r减小而增大，故D错误。
故选C。
7．C
【解析】
A．布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量液体分子撞击形成的，是液体分子无规则运动的反映，A错误；
B．布朗运动图示中不规则折线表示其运动的无规则性（是微粒每隔一段时间位置的连线），并非运动轨迹，B错误；
C．要判断分子力与分子之间距离的变化关系，首先明确分子之间开始距离与的关系，如若分子之间距离由无穷远开始变小，分子力变化可能是先增大后减小再增大，C正确；
D．温度是分子平均动能的标志，物体温度改变，分子平均动能一定改变，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
分子间同时存在引力和斥力，当分子间距减小时，引力和斥力同时增加，但斥力增加的更快，故ACD错误，B正确。
故选B。
9．B
【解析】
在两个分子间的距离由10r0变为r0的过程中分子力先增大后减小，表现为吸引力，而在靠近的过程正分子力做正功，所以分子势能一直在减小，故B正确；ACD错误；
10．C
【解析】
A．从a到b，分子力为引力，分子力做正功，做加速运动，由b到c为引力做加速运动，故A错误；
B．乙分子由a到d的运动过程中，先是吸引力先增后减，后来是斥力逐渐变大，则加速度先是先增后减，后来又逐渐变大，选项B错误；
C．乙分子由a到b的过程中，分子力一直做正功，故分子势能一直减小，故C正确；
D．由b到c为引力做正功，由b到d的过程中，分子力做负功，故两分子间的分子势能先减小后增大，故D错误。
故选C。
【点睛】
该题考查分子之间的相互作用，分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析，可以类比重力做功进行理解记忆。
11．D
【解析】
A．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增加而减小，故A错误；
B．两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当相互靠近时分子力做正功；当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，故B错误；
C．两分子之间的距离大于r0，分子力为引力，故当分子之间的距离增加时，分子力做负功，分子势能增加，故C错误；
D．当两分子之间的距离等于r0，分子势能最小；从该位置起增加或减小分子距离，都是分子力做负功，分子势能增加，故分子之间的距离增大时，可能存在分子势能相等的两个点，故D正确．
12．BCE
【解析】
气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散。故A错误。一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子动能之和不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大。故B正确。气体温度越高，气体分子的热运动越剧烈，选项C正确；如果气体分子总数不变，当气体分子的平均动能增大时，温度升高，若同时体积增大，根据理想状态的状态方程可知，其压强不一定增大。故D错误。一定量气体的内能等于其所有分子热运动动能和分子之间势能的总和，选项E正确；故选BCE.
13．BC
【解析】
因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可得分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，故C正确；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确；当r大于r1时，当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，故从当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，大于r2时分子力为引力，故AD错误；
【点睛】
正确理解分子力、分子势能与分子之间距离的变化关系，注意分子力与分子势能变化的一个临界点为r=
r2，注意将分子力与分子之间距离和分子势能与分子之间距离的图象比较进行学习
14．BC
【解析】
A．乙分子从a到c的过程中，分子力表现为引力，分子力的方向与运动方向相同，乙分子做加速运动，故A错误。
B．乙分子从a到c做加速运动，过c点后，分子力表现为斥力，分子力的方向与运动方向相反，乙分子做减速运动，可知到达c时速度最大，故B正确。
C．乙分子由a至b的过程中，分子力为吸引力，则分子力一直做正功，选项C正确；
D．乙分子由b到d的过程中，分子力先是吸引力后是排斥力，则分子力先做正功后做负功，故D错误。
故选BC。
15．
D
吸收
0.6
0.2
【解析】(1)气泡上升过程中温度保持不变，所以以分子的平均速率不变，平均动能也不变，故BC错误；而压强减小体积增大，分子间的作用力不一定增大，故A错误；根据熵增加原理可知D正确。所以选D.
(2)气泡上升过程中T不变，故ΔU＝0，由热力学第一定律得气体吸收热量为：Q＝W＝0.6
J。气泡到达湖面后温度上升，ΔU＝Q＋W＝0.3
J－0.1
J＝0.2
J。
16．正；
正；
【解析】
分子之间既存在引力又存在斥力，分子力是引力和斥力的合力．分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小，但斥力变化得更快一些；分子间距离达到某一数值r0，r0的数量级为
10-10m；当分子间距离r＞r0，引力＞斥力，分子力表现为引力：当分子间距离r＜r0，引力＜斥力，分子力表现为
斥力；当分子间距离r＞l0r0时，分子力忽略不计．
【详解】
[1][2]．当r>r0时，分子力为引力，随距离增加，分子力做负功，分子势能增加；当rr0，分子势能均为正值．
[3]．图像如图；
17．DE
【解析】
ABCD：由图可得，乙分子在P点时，分子势能最小，由能量守恒可得，此时乙分子动能最大；分子势能最小处为分子的平衡位置，则乙分子在P点时分子力为零，加速度为零．故ABC三项错误，D项正确．
E：乙分子从Q到无穷远处过程中，分子间距增大，甲、乙两分子间的引力和斥力都在减小．故E项正确．
【点睛】
分子在平衡位置时，分子势能最小．