2019-2020学年沪科版选修3-3 1.5物体的内能 课时作业2（含解析)

1.5物体的内能
课时作业（含解析)
1．下列说法正确的是（　　）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈
C．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的
D．分子间的引力和斥力总是随分子间距增大而增大
2．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的－x0和x0处由静止释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是（　　）
A．A、B间距离为x1时分子力为零
B．A、B间距离为2(x1－x0)时分子力为零
C．释放时A、B系统的分子势能为
D．A、B间分子势能最小值为
3．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点时，加速度最大
B．乙分子在Q点时，其动能为
C．乙分子在Q点时，分子间的作用力的合力为零
D．乙分子的运动范围
4．—定质量的0
℃的冰，全部变成0
℃的水的过程中，体积减小，则它的能量变化情况是(
)
A．分子的平均动能增大，分子的势能减小
B．分子的平均动能减小，分子的势能增大
C．分子的平均动能不变，分子的势能增大
D．分子的平均动能不变，分子的势能减小
5．关于分子动理论的规律，下列说法正确的是(
)
A．分子直径的数量级为m
B．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
C．已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则该气体分子之间的平均距离可以表示为
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
6．关于分子力，下列说法中正确的是（
）
A．碎玻璃不能拼合在一起，说明玻璃分子间斥力起作用
B．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，说明气体分子间有斥力
C．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力
D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力
7．如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，分子间的作用力最大
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
8．下列现象说明分子间存在相互作用力的是（　　）
A．气体容易被压缩
B．高压密闭的钢管中的油沿筒壁逸出
C．滴入水中的微粒向各方向运动
D．两个纯净的铅块紧压后合在一起
9．下列关于分子力和分子势能的说法中正确的是（　　）
A．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增大而增大
B．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增大而减小
C．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
D．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
10．下面证明分子间存在引力和斥力的试验，错误的是（
）
A．两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力
B．一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力
C．拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力
D．碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在着斥力
11．关于分子动理论，下列说法正确的是
A．分子的质量，分子的体积
B．扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行
C．布朗运动反映了分子在永不停息地做无规则运动
D．两分子间距离大于r0时分子间的作用力只存在引力，小于r0时只存在斥力
E.两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大
12．下列说法正确的是（　　）
A．分子势能随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大
C．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素
D．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性
13．甲分子固定在坐标原点O，乙分子只在两分子间的作用力作用下，沿x轴方向靠近甲分子，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示。当乙分子运动到P点处时，乙分子所受的分子力____________(填“为零”或“最大”)，乙分子从P点向Q点运动的过程，乙分子的加速度大小____________
(填“减小”“不变”或“增大”)，加速度方向沿x轴____________(填“正”或“负”)方向
14．分子间存在相互作用力，即同时存在着引力和斥力。其中，引力随分子间距高增大而__________，斥力随分子间距离增大而____________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
15．分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离等于某一值时，引力和斥力相等，达到平衡；当分子间距离大于时，引力_______（选填“>”“=”或“<”）斥力，分子力表现为___________；当分子间距离小于时，引力_______（选填“>”“=”或“<”）斥力，分子力表现为__________．
16．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？
参考答案
1．C
【解析】
A．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A错误；
B．水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情况，分子的热运动只与温度有关，与水流速度无关，故B错误；
C．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，故C正确；
D．分子间的引力和斥力总是随分子间距增大而减小，且斥力减小得更快，故D错误。
故选C。
2．D
【解析】
AB．由图乙可知，B分子在过程中做加速运动，说明开始时两分子间作用力为斥力，在x1处速度最大，加速度为0，即两分子间的作用力为0，根据运动的对称性可知，此时A、B分子间的距离为，故AB错误；
C．由图乙可知，两分子运动到无穷远处的速度为，在无穷远处的总动能为
由题意可知，无穷远处的分子势能为0，则能量守恒可知，释放时A、B系统的分子势能为，故C错误；
D．由能量守恒可知，当两分子速度最大即动能最大时，分子势能最小，则最小分子势能为
故D正确。
故选D。
3．D
【解析】
A．乙分子在P点时，势能最小，分子力合力为零，加速度为零，A错误；
B．乙分子在Q点时，势能为0，由于总能量为0，因此其动能也为0，B错误；
C．乙分子在Q点时，分子间的作用力的合力表现为斥力，C错误；
D．当乙分子靠近甲分子的过程中，运动到Q点时，速度减小零，不能再靠近了，因此乙分子的运动范围，D正确。
故选D。
4．C
【解析】
0
℃的冰变成0
℃的水，温度不变，所以分子的平均动能不变.一定质量的0
℃的冰变成0
℃的水需要吸收热量，则水的内能增加，而分子平均动能不变，所吸收的热量用来增大分子的平均势能，故C正确。
5．C
【解析】
A．分子直径的数量级为10-10m，选项A错误；
B．对于气体分子间的距离远大于10r0，气体分子间不存在分子力，故选项B错误；
C．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，则一个分子的体积，把一个分子占据的空间看做立方体，则该气体分子之间的平均距离可以表示为，选项C正确；
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”的物理量叫做温度，不是内能，故D错误；
6．C
【解析】
A．碎玻璃不能拼合在一起，是由于分子间距达不到分子引力范围之内，并不是玻璃分子间斥力起作用，选项A错误；
B．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，是气体压强作用的缘故，不能说明气体分子间有斥力，选项B错误；
C．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力，选项C正确；
D．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在间隔，选项D错误。
故选C。
7．B
【解析】
当分子间距离等于平衡距离时，分子力为零，分子势能最小；当分子间距离小于平衡距离时，分子力表现为斥力；当分子间距离大于平衡距离时，分子力表现为引力。
【详解】
由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离；
A．r2是分子的平衡距离，当0＜r＜r2时，分子力为斥力，当r＞r2时分子力为引力，故A错误；
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误；
D．在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，故D错误。
【点睛】
本题主要考查分子间的相互作用力，较为简单。
8．D
【解析】
A．气体容易被压缩，说明气体分子间存在间隙，不能恰当地说明分子间有相互作用力，故A错误；
B．高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出，说明组成物质的分子间存在间隙，不能恰当地说明分子间有相互作用力，故B错误；
C．刚滴入水中的微粒向各个方向运动，说明水分子在永不停息的做无规则热运动，故C错误；
D．两块纯净的铅块紧压后合在一起，说明分子间存在相互作用的引力，故D正确。
故选D。
9．B
【解析】
AB．当分子力表现为斥力时，当分子间距离的增大，分子力是减小，分子力做正功，分子势能减小，所以分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小，故A错误，B正确；
CD．当分子力表现为引力时，当分子间距离的增大，分子力是先增大后减小，克服分子力做功，分子势能增大，所以分子力是随分子间距离的增大时先增大后减小，分子势能总是随分子间距离的增大而增大，故C、D错误；
故选B。
10．D
【解析】
A．两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力，故A不符合题意；
B．一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力，故B不符合题意；
C．拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力，故C不符合题意；
D．碎玻璃之间的距离远远大于，这时分子间的作用力已经趋近于零了，故D符合题意。
故选D。
11．BCE
【解析】
A、分子的质量，分子所占空间的体积，如果分子之间的间隙可以忽略不计，则表示的才是分子的体积;故A错误.
B、扩散现象就是物质分子的无规则运动．扩散现象不仅可以在液体内进行，在固体间也可以进行;故B正确.
C、悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动，它反映了分子在永不停息地做无规则运动;故C正确.
D、分子的引力和斥力是同事存在的，两分子间距离大于r0时分子间的引力大于斥力，表现为引力，小于r0时斥力大于引力，表现为斥力;故D错误.
E、两分子间距离大于r0时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大;故E正确.
故选BCE.
12．CD
【解析】
A．当分子间起始距离小于时，随着分子间距离的增大，分子势能先减小后增大；当分子间起始距离大于时，分子势能随分子距离增大而增大，选项A错误；
B．当分子间起始距离小于时，随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力先减小后增大再减小；当分子间起始距离等于时，随着分子间的距离增大，分子力先增大后减小，选项B错误；
C．扩散现象是分子热运动，温度越高，分子运动越激烈，在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，选项C正确；
D．在显微镜观察下的小炭粒的运动是布朗运动，它是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，反映了液体分子运动的无规则性，选项D正确。
故选CD。
13．为零
增大
正
【解析】
[1]由图象可知，乙分子在点（）时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零；
[2][3]
乙分子在点（）时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小与分子斥力，合力表现为斥力，乙分子从点向点运动的过程，分子作用力增大，根据牛顿第二定律得乙分子的加速度大小增大，加速度方向沿轴正方向。
14．减小
减小
【解析】
[1]由图像可知，引力随分子间距离增大而减小；
[2]由图像可知，斥力随分子间距离增大而减小。
15．>
引力
<
斥力
【解析】
分子引力和分子斥力随分子距离的变化图像如图所示：
[1][2]当分子间距离大于时，引力大于斥力，分子力表现为引力；
[3][4]当分子间距离小于时，引力小于斥力，分子力表现为斥力。
16．(1)在r0处分子势能最小(2)
分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零
(3)
在r≠r0时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变
【解析】
(1)当分子间距离时分子力为零，当分子间距离小于时，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，如果分子间距大于时，分子间的相互作用力表现为引力，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，分子间距离以为基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大，所以说在处分子势能最小．
(2)由图可知，选两个分子相距无穷远时分子势能为零，时分子势能最低且小于零，故在这种情况下，分子势能可以大于零，也可以小于零，还可以等于零．
(3)若选时，分子势能为零，则
图象为：
故可知在时，分子势能将大于零，但随分子间距离的变化规律不变．
点睛：可以根据分子力做功判断分子势能的变化，分子力做正功，分子势能减小，分子力做负功，分子势能增加．