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第五节 物体的内能课时训练5物体的内能基础夯实1.下列对温度的描述中,正确的是()A.温度的高低是由人的感觉决定的B.物体的内能越大,则温度越高C.分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高D.分子的平均动能越大,物体的温度越高答案D解析温度不是人的感觉,是客观存在的物理量,故A错.物体的内能是由物质的量、温度和体积来决定的,仅由温度是无法确定的,故B错.温度决定于分子的平均动能,而非分子的平均速率,所以C错,D对.2.(2015上海单科)一定质量的理想气体在升温过程中()A.分子平均势能减小B.每个分子速率都增大C.分子平均动能增大D.分子间作用力先增大后减小答案C解析温度是分子热运动平均动能的标志,当温度升高时平均动能一定变大,分子的平均速率也一定变大,但不是每个分子速率都增大,故选项B错误,C正确;而平均势能与体积有关,故选项A错误;对于理想气体,我们不考虑分子间的作用力,故选项D错误.3.(多选)关于物体内能,下列说法正确的是()A.每一个分子的动能与分子势能的和叫物体的内能B.物体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解析物体内所有分子的动能与势能的总和叫物体的内能,物体的内能对单个分子而言无意义.物体的内能与其所含分子的动能与势能有关,与物体的动能和势能、机械能无关.故本题选B、D.4.关于物体的内能,下列叙述正确的是()A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体体积增大时,内能也增大C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同D.内能不相同的物体,它们的分子平均动能可能相同答案D解析温度高的物体与温度低的物体相比较,温度低的物体分子平均动能小,但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小,即物体的内能不一定小,选项A错误;物体的体积增大时,分子间的距离增大,分子势能发生变化,但不能确定分子势能是增大还是减小,选项B错误;内能相同的物体只是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同,而它们的分子平均动能却不一定相同,因而选项C错误,选项D正确.能力提升5.(多选)当氢气和氧气的质量、温度都相同时,下列说法正确的是()(导学号51140052)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解析温度相同,两种气体平均动能相等,A对;因两种气体分子的质量不同,平均动能又相等,所以分子质量大的(氧气)分子平均速率小,故B对,D错;由于两种气体的摩尔质量不同,物质的量不同(质量相同),分子数目就不等,选项C错.6.关于分子势能,下列说法正确的是()A.分子间表现为引力时,分子间距离越小,分子势能越大B.分子间表现为斥力时,分子间距离越小,分子势能越小C.物体在热胀冷缩时,分子势能发生变化D.物体在做自由落体运动时,分子势能越来越小答案C解析分子间的作用力表现为引力,分子间的距离减小时,分子力做正功,因此分子势能随分子间距离的减小而减小,所以A错误;分子力为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大,所以B错误;物体在热胀冷缩时,物体体积发生变化,说明分子势能发生变化,所以C正确;物体在做自由落体运动时,物体重力势能减小,但分子势能与重力势能无关,所以D错误.7.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,则下列说法正确的是()(导学号51140053)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E0C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态D.乙分子的运动范围只能为xx2答案B解析由图象可知,乙分子在P点(x=x2)时,分子引力与分子斥力大小相等,合力为零,加速度为零,故选项A错误;乙分子在P点(x=x2)时,其分子势能为-E0,由两分子所具有的总能量为0,可知其分子动能为E0,故选项B正确;乙分子在Q点(x=x1)时,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,乙分子有加速度,不处于平衡状态,故选项C错误;当乙分子运动至Q点(x=x1)时,其分子势能为零,故其分子动能也为零,分子间距最小,而后向分子间距变大的方向运动,故乙分子的运动范围为xx1,故选项D错误.8.(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,下列说法正确的是()(导学号51140054)A.rr0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.rr0阶段,F做正功,分子动能增加,势能减少B.在rr0阶段,当r减小时F做正功,分子势能减小,分子动能增加,故选项A正确;在rr0阶段,当r减小时F做负功,分子势能增加,分子动能减小,故选项B错误;在r=r0时,分子势能最小,动能最大,故选项C正确;在r=r0时,分子势能最小,但不为零,故选项D错误;在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变,故选项E正确.14.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如图所示.若把质量为m=110-26 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轴负向向甲飞来,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?(导学号51140055)答案510-23 J解析在乙分子靠近甲分子过程中,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.当速度为零时,分子势能最大,Epm=Ek减=mv2=110-261002 J=510-23 J.15.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,就图象回答下列问题.(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,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)如果分子间距离约为10-10 m数量级时,分子间的作用力的合力为零,此距离为r0.当分子距离小于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,分子势能随分子间距离的增大而增大.从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增大.所以说,在平衡位置处是分子势能最低点.(2)由题图可知,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,据题图也可以看出:在这种情况下分子势能可以大于零,也可以小于零,可以等于零.(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,最低点的分子势能为零,所以此种情况的特点为分子势能大于等于零.
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