課后作業(yè)4一分子動(dòng)能和分子勢(shì)能(2019人教版選擇性必修第三冊(cè))

課后作業(yè)(四)分子動(dòng)能和分子勢(shì)能1．如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力。a、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a移動(dòng)到d的過(guò)程中，兩分子間的分子力和分子勢(shì)能同時(shí)都增大的階段是()A．從a到b B．從b到cC．從b至d D．從c到d解析根據(jù)分子力做功與分子勢(shì)能的關(guān)系，分子力做正功分子勢(shì)能減少，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增加，可判D選項(xiàng)正確。答案D2．對(duì)于物體的“熱脹冷縮”現(xiàn)象下列說(shuō)法正確的是()A．物體受熱后溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大；降低溫度后，分子的平均動(dòng)能減小B．受熱后物體膨脹，體積增大，分子勢(shì)能增大，收縮后，體積減小，分子勢(shì)能減小，分子的平均動(dòng)能不會(huì)改變C．受熱膨脹，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大；體積增大，分子勢(shì)能也增大。遇冷收縮，溫度降低，分子平均動(dòng)能減?。惑w積減小；分子勢(shì)能也減小D．受熱膨脹，分子平均動(dòng)能增大，分子勢(shì)能也增大；遇冷收縮，分子平均動(dòng)能減小，但分子勢(shì)能增大解析溫度升高，分子平均動(dòng)能增加，反之，溫度降低，分子平均動(dòng)能減小，而體積與分子勢(shì)能間關(guān)系復(fù)雜，因而選A。答案A3．一絕熱容器內(nèi)封閉著一些氣體，容器在高速運(yùn)輸途中突然停下來(lái)，則()A．因氣體溫度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，故容器內(nèi)氣體溫度不變B．因容器是絕熱的，故容器中氣體內(nèi)能不變C．因容器突然停止運(yùn)動(dòng)，氣體分子運(yùn)動(dòng)速度亦隨之減小，故容器中氣體溫度降低D．容器停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于分子和容器壁的碰撞，容器中氣體溫度將升高解析容器里的分子除做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)外，還隨容器做機(jī)械運(yùn)動(dòng)，當(dāng)容器停止機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣體分子由于慣性與器壁或分子間的碰撞，使熱運(yùn)動(dòng)加劇，氣體的溫度升高，故D選項(xiàng)正確。答案D4．關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法正確的是()A．熱水的內(nèi)能一定比冷水的大B．當(dāng)溫度等于0℃時(shí)，分子動(dòng)能為零C．分子間距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能不一定為零D．溫度相等的氫氣和氧氣，它們的分子平均動(dòng)能相等解析物體內(nèi)能的多少除了與溫度有關(guān)之外，還與物體的質(zhì)量、體積等因素有關(guān)，僅根據(jù)某一個(gè)方面不能比較兩個(gè)物體內(nèi)能的大小，因此熱水的內(nèi)能不一定比冷水大，選項(xiàng)A的說(shuō)法錯(cuò)誤。0℃是人為規(guī)定的一個(gè)溫度標(biāo)準(zhǔn)，即使在零攝氏度以下，分子也在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此零攝氏度時(shí)分子動(dòng)能不會(huì)等于零。選項(xiàng)B的說(shuō)法錯(cuò)誤。分子勢(shì)能是相對(duì)的，零勢(shì)能點(diǎn)的選取是任意的，在理論分析和計(jì)算中都以無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)。因此當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子勢(shì)能不一定為零，選項(xiàng)C的說(shuō)法正確。選項(xiàng)D的說(shuō)法是正確的，因?yàn)椤皽囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志”。這個(gè)結(jié)論在中學(xué)的知識(shí)范圍內(nèi)還不能嚴(yán)格的證明，要把它作為一個(gè)結(jié)論記住，這是一個(gè)非常有用的結(jié)論，在很多問(wèn)題中要利用它進(jìn)行判斷。答案CD5．如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。圖中分子勢(shì)能的最小值為－E0。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，加速度最大B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，其動(dòng)能為E0C．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1解析分子處于r0位置時(shí)所受分子合力為零，加速度為零，此時(shí)分子勢(shì)能最小，分子的動(dòng)能最大，總能量保持不變。由題圖可知x2位置即是r0位置，此時(shí)加速度為零，A錯(cuò)誤；x＝x2位置，勢(shì)能為－E0，因總能量為0，則動(dòng)能為E0，B項(xiàng)正確；在Q點(diǎn)，Ep＝0，但分子力不為零，分子并非處于平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在乙分子沿x軸向甲分子靠近的過(guò)程中，分子勢(shì)能先減小后增大，分子動(dòng)能先增大后減小，即分子的速度先增大后減小，到Q點(diǎn)分子的速度剛好減為零，此時(shí)由于分子斥力作用，乙分子再遠(yuǎn)離甲分子返回，即乙分子運(yùn)動(dòng)的范圍為x≥x1，D項(xiàng)正確。答案BD6．物體的內(nèi)能是指()A．物體的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和B．物體的分子平均動(dòng)能和分子勢(shì)能的和C．物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和D．物體的動(dòng)能、勢(shì)能以及物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和解析物體的內(nèi)能與機(jī)械能不同，內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，C正確．答案C7．溫度相同的氧氣和氫氣分子平均動(dòng)能之比為()A．1∶16 B．16∶1C．1∶1 D．以上結(jié)論都不對(duì)解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同的物體分子平均動(dòng)能一定相同．答案C8．有的太空中的衛(wèi)星在太空中將會(huì)迎來(lái)月食的考驗(yàn)，陷入黑暗和嚴(yán)寒當(dāng)中，衛(wèi)星在月食階段的長(zhǎng)時(shí)間陰影中，將直接面對(duì)太空零下270攝氏度(t1)的低溫環(huán)境，也無(wú)法獲得太陽(yáng)紅外和月球紅外的加熱．衛(wèi)星經(jīng)歷月食后，衛(wèi)星上設(shè)備的溫度將大幅度降低，某些外露設(shè)備的溫度甚至?xí)档偷搅阆?90攝氏度(t2)．與迎來(lái)月食之前相比，下列說(shuō)法正確的是()A．嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的每一個(gè)分子動(dòng)能都增大B．嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的每一個(gè)分子動(dòng)能都減小C．嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的所有分子的平均動(dòng)能增大D．嫦娥一號(hào)衛(wèi)星上某一外露設(shè)備的所有分子的平均動(dòng)能減小解析溫度降低，分子的平均動(dòng)能減小，但有些分子的動(dòng)能可能增大．答案D9．對(duì)溫度與內(nèi)能的關(guān)系，描述正確的是()A．分子平均速率大的物體的溫度比分子平均速率小的物體的溫度高B．物體的內(nèi)能越大，則溫度越高C．物體分子的平均動(dòng)能越大，物體的溫度越高D．某個(gè)分子的平均速率很大，則這種物體的溫度一定很高解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，平均動(dòng)能大的物體，如果其分子質(zhì)量大，平均速率可能較小，故A錯(cuò)；物體的內(nèi)能不單單與溫度有關(guān)，還與物質(zhì)的量和體積等有關(guān)，內(nèi)能大，溫度不一定高，故B錯(cuò)；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，對(duì)單個(gè)分子不適用，D錯(cuò)．答案C10．關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)，下列敘述正確的是()A．如果氫氣的溫度低于氧氣的溫度，則氫分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率B．同質(zhì)量同溫度的氦氣和氬氣的分子的總動(dòng)能相等C．同物質(zhì)的量的氮?dú)夂脱鯕?，?dāng)溫度相同時(shí)，它們的分子的總動(dòng)能相等D．二氧化碳?xì)怏w在60℃時(shí)所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都比它在50℃時(shí)任何分子的運(yùn)動(dòng)速率大解析氫氣溫度低于氧氣溫度，氫分子的平均動(dòng)能小于氧分子的平均動(dòng)能，由于氫分子質(zhì)量小于氧分子的質(zhì)量，氫分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率，故A錯(cuò)；同質(zhì)量同溫度的氦氣、氬氣比較，它們的分子的平均動(dòng)能相等，但是物質(zhì)的量不等，分子總數(shù)不等，它們的總動(dòng)能不等，而且氦氣分子總動(dòng)能一定大于氬氣總動(dòng)能，故B錯(cuò)誤；同物質(zhì)的量同溫度的氮?dú)馀c氧氣相比，它們分子的平均動(dòng)能相等，分子總數(shù)也相等，故它們的分子總動(dòng)能一定相等，故C對(duì)；高溫下的二氧化碳?xì)怏w比低溫下的二氧化碳?xì)怏w的平均動(dòng)能大，但不是所有分子的動(dòng)能都大，因此不能說(shuō)60℃的二氧化碳的所有分子的運(yùn)動(dòng)速率都比50℃的二氧化碳的分子運(yùn)動(dòng)速率都大，故D錯(cuò)．答案C11．氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢(shì)能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢(shì)能分別取決于氣體的()A．溫度和體積B．體積和壓強(qiáng)C．溫度和壓強(qiáng)D．壓強(qiáng)和溫度解析由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以氣體分子的平均動(dòng)能宏觀上取決于溫度；分子勢(shì)能是由分子間引力和分子間距離共同決定，宏觀上取決于氣體的體積．因此A正確．答案A12．一定質(zhì)量的0℃的冰熔化成0℃的水時(shí)其分子動(dòng)能之和Ek與分子勢(shì)能之和Ep及物體內(nèi)能E的變化情況為()A．Ek變大，Ep變大，E變大B．Ek變小，Ep變小，E變小C．Ek不變，Ep變大，E變大D．Ek不變，Ep變小，E變小解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，平均動(dòng)能一定相同.0℃的冰熔化成0℃的水，分子個(gè)數(shù)不變，總動(dòng)能Ek相同．但熔化過(guò)程中吸收熱量，內(nèi)能E增大，所以分子勢(shì)能增大，C對(duì)，A、B、D錯(cuò)．答案C13．關(guān)于分子勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是(設(shè)兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0)()A．體積增大，分子勢(shì)能增大，體積縮小，分子勢(shì)能減小B．當(dāng)分子間距離r＝r0時(shí)，分子間合力為0，所以分子勢(shì)能為0C．當(dāng)分子間作用力為引力時(shí)，體積越大，分子勢(shì)能越大D．當(dāng)分子間作用力為斥力時(shí)，體積越大，分子勢(shì)能越大解析設(shè)想兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)(r>10－9m)，此時(shí)分子間勢(shì)能為0，當(dāng)兩個(gè)分子越來(lái)越近時(shí)，分子間引力做正功，分子勢(shì)能減小，當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能減小到最小為負(fù)值，故B錯(cuò)誤；分子力為引力時(shí)，體積越大，分子間距越大，分子間引力做負(fù)功，分子勢(shì)能增大，故C正確；分子力為斥力時(shí)，體積越大，分子間距離越大，分子間斥力做正功，分子勢(shì)能減小，故A、D錯(cuò)誤．答案C14．當(dāng)分子間距離大于10r0(r0是分子平衡位置間距離)時(shí)，分子力可以認(rèn)為是零，規(guī)定此時(shí)分子勢(shì)能為零，當(dāng)分子間距離是平衡距離r0時(shí)，下面的說(shuō)法中正確的是()A．分子力是零，分子勢(shì)能也是零B．分子力是零，分子勢(shì)能不是零C．分子力不是零，分子勢(shì)能是零D．分子力不是零，分子勢(shì)能不是零解析當(dāng)分子距離從大于10r0開始靠近，到r0的過(guò)程中，分子作用力表現(xiàn)為引力，故分子力作正功，分子勢(shì)能減小，在分子間距離為r0時(shí)分子勢(shì)能為負(fù)值，B選項(xiàng)正確．答案B15．殺蟲藥劑從噴霧器中射出時(shí)變成霧狀液沫，設(shè)其溫度不變，藥液的內(nèi)能是否變化？解析解法一原因是：液體變成霧狀液沫后，分子之間的距離在r0的基礎(chǔ)上變大了，分子勢(shì)能的總和變大，所以內(nèi)能增大。解法二原因是：要使液體變成霧狀液沫，必須克服分子力做功，外界對(duì)液體做功，液體的內(nèi)能就增加了。在物體分子平均動(dòng)能不變的情況下，判斷物體內(nèi)能變化時(shí)，只考慮分子勢(shì)能的變化即可。答案內(nèi)能增大16．子彈以200m/s的速度射入固定的木板，穿出時(shí)速度為100m/s，若子彈損失的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化