2020版高中物理 第七章 分子動理論 5 內(nèi)能課時(shí)作業(yè)（含解析）新人教版選修3-3

5　內(nèi)能 1.(多選)有關(guān)“溫度”的概念,下列說法中正確的是(　BD　) A.溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動的劇烈程度 B.溫度是分子平均動能的標(biāo)志 C.一定質(zhì)量的某種物質(zhì),內(nèi)能增加,溫度一定升高 D.溫度升高時(shí)物體的某個(gè)分子的動能可能減小 解析:溫度是分子平均動能大小的標(biāo)志,而對某個(gè)確定的分子來說,其熱運(yùn)動的情況無法確定,不能用溫度來衡量.故A錯(cuò),B,D對.溫度不升高而僅使分子的勢能增加,也可以使物體內(nèi)能增加,冰熔化為同溫度的水就是一個(gè)例證,故C錯(cuò). 2.(2019·四川德陽檢測)下列物理量與物體的內(nèi)能無關(guān)的是(　D　) A.物體的溫度 B.物體的體積 C.質(zhì)量 D.物體的運(yùn)動速度 解析:從宏觀上,物體的內(nèi)能與溫度、體積以及物體的質(zhì)量有關(guān),與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān),所以D選項(xiàng)符合題意. 3.下列說法正確的是(　D　) A.分子的動能與分子的勢能的和叫做這個(gè)分子的內(nèi)能 B.物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定 C.物體的速度增大時(shí),物體的內(nèi)能增大 D.物體的動能減小時(shí),物體的溫度可能增加 解析:內(nèi)能是對物體內(nèi)所有分子而言的,單個(gè)分子無內(nèi)能可言,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體的分子勢能由分子間距離決定,宏觀上表現(xiàn)為由物體的體積決定,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體的宏觀速度與物體的內(nèi)能沒有關(guān)系,物體的動能與物體的溫度沒有關(guān)系,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. 4.(2019·江西新余檢測)下列說法中正確的是(　B　) A.物體溫度降低,其分子熱運(yùn)動的平均動能增大 B.物體溫度升高,其分子熱運(yùn)動的平均動能增大 C.物體溫度降低,其內(nèi)能一定增大 D.物體溫度不變,其內(nèi)能一定不變 解析:溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志,所以物體溫度升高,其分子熱運(yùn)動的平均動能增大,A錯(cuò),B對;影響物體內(nèi)能的因素是溫度、體積和物質(zhì)的質(zhì)量,所以只根據(jù)溫度的變化情況無法判斷內(nèi)能的變化情況,C,D錯(cuò). 5.下列關(guān)于物體的溫度、內(nèi)能和熱量的說法中正確的是(　C　) A.物體的溫度越高,所含熱量越多 B.物體的內(nèi)能越大,所含熱量越多 C.物體的溫度越高,它的分子熱運(yùn)動的平均動能越大 D.物體的溫度不變,其內(nèi)能就不變 解析:分子熱運(yùn)動的平均動能與溫度有關(guān),溫度越高,分子熱運(yùn)動的平均動能越大,內(nèi)能由物體的質(zhì)量、溫度和體積共同決定,并且內(nèi)能是狀態(tài)量,而熱量是過程量,它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量. 6.在兩個(gè)分子間的距離由r0(平衡位置)變?yōu)?0r0的過程中,關(guān)于分子間的作用力F和分子間的勢能Ep的說法中,正確的是(　B　) A.F不斷減小,Ep不斷減小 B.F先增大后減小,Ep不斷增大 C.F不斷增大,Ep先減小后增大 D.F,Ep都是先減小后增大 解析:分子間距r=r0時(shí),分子力F=0;隨r的增大,分子力表現(xiàn)為引力,F≠0;當(dāng)r=10r0時(shí),F=0,所以F先增大后減小.在分子間距由r0增大到10r0的過程中,始終克服分子引力做功,所以分子勢能一直增大,所以選項(xiàng)B正確,A,C,D錯(cuò)誤. 7.若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中,溫度保持不變,體積增大,則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體,下列說法中正確的是(　D　) A.氣體分子間的作用力增大 B.氣體分子的平均速率增大 C.氣體分子的平均動能減小 D.氣體分子的平均動能不變 解析:氣體在上升的過程中,溫度不變,分子的平均動能不變,平均速率不變,體積增大,分子間的作用力減小,氣體的分子勢能增大,選項(xiàng)D正確. 8.(2019·湖南湘潭月考)(多選)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,甲分子對乙分子的作用力與兩分子間的距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F>0為斥力,F<0為引力.a,b,c,d為x軸上的四個(gè)特定的位置.現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放,則(　BC　) A.乙分子由a到b做加速運(yùn)動,由b到c做減速運(yùn)動 B.乙分子由a到c做加速運(yùn)動,到達(dá)c時(shí)速度最大 C.乙分子由a到b的過程中,兩分子間的分子勢能一直減小 D.乙分子由b到d的過程中,兩分子間的分子勢能一直增大 解析:乙分子由a運(yùn)動到c的過程,所受甲分子的作用力表現(xiàn)為引力而做加速運(yùn)動,到c時(shí)速度達(dá)到最大,此后分子力表現(xiàn)為斥力,做減速運(yùn)動,A錯(cuò),B對.乙分子由a到b的過程分子力做正功,分子勢能一直減小,C正確.而乙分子從b到d的過程,分子力先做正功,分子勢能減少,后做負(fù)功,分子勢能增加,故D錯(cuò). 9.(多選)下列關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能的說法中,正確的是(　BD　) A.機(jī)械能增大的物體,其內(nèi)能一定增大 B.物體的機(jī)械能損失時(shí),內(nèi)能卻可能增加 C.物體的內(nèi)能損失時(shí),機(jī)械能必然會減小 D.物體的機(jī)械能可以為零,內(nèi)能不可以為零 解析:內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能,內(nèi)能由物體分子狀態(tài)決定,而機(jī)械能由物體的質(zhì)量、宏觀速度、相對地面高度或彈性形變程度決定,二者決定因素是不同的.物體被舉高,機(jī)械能增大,若溫度降低,內(nèi)能可能減小,故A錯(cuò)誤;物體克服空氣阻力勻速下降,機(jī)械能減小,而摩擦生熱,物體溫度升高,內(nèi)能可能會增大,故B正確;物體靜止時(shí),溫度降低,內(nèi)能減小,而物體的機(jī)械能可能不變,故C錯(cuò)誤;物體內(nèi)分子永不停息地運(yùn)動,內(nèi)能不可能為零,但機(jī)械能可以為零,故D正確. 10.三個(gè)瓶子分別盛有質(zhì)量相同的氫氣、氧氣和氮?dú)?它們的溫度相同,則分子平均速率最大的是　　　　;在不計(jì)分子勢能的情況下,氣體內(nèi)能最大的是　　　　　.  解析:三種氣體分子熱運(yùn)動的平均動能相同,即mO=mN=mH,而分子質(zhì)量的大小關(guān)系為mO>mN>mH,所以有vH>vN>vO,又因三種氣體的質(zhì)量相同,氫氣的分子總數(shù)最多,不計(jì)分子勢能,由氣體內(nèi)能E內(nèi)=N可知,氫氣內(nèi)能最大. 答案:氫氣　氫氣 11.(1)1 kg 40 ℃的水跟1 kg 80 ℃的水哪個(gè)內(nèi)能大? (2)1 kg 40 ℃的水跟2 kg 40 ℃的水哪個(gè)內(nèi)能大? (3)一杯100 ℃的開水跟一池塘常溫下的水哪個(gè)內(nèi)能大? (4)1 kg 100 ℃的水跟1 kg 100 ℃的水蒸氣哪個(gè)內(nèi)能大? 解析:(1)兩者質(zhì)量相同,同種物質(zhì),所以分子數(shù)目相同,而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均動能大,所以1 kg 80 ℃的水的總動能比1 kg 40 ℃的水大,若不考慮水的膨脹引起的體積微小變化,則1 kg 80 ℃的水的內(nèi)能大. (2)1 kg 40 ℃的水跟2 kg 40 ℃的水比較,2 kg 40 ℃的水內(nèi)能大,因?yàn)楹笳叻肿訑?shù)目多. (3)雖然100 ℃的開水的水分子平均動能較大,但一池塘的水的分子數(shù)比一杯水的分子數(shù)多得多,故一池塘常溫下的水的內(nèi)能比一杯 100 ℃的開水的內(nèi)能大. (4)它們的質(zhì)量相等,因而所含分子數(shù)相等,分子的平均動能也相同,但100 ℃的水蒸氣分子勢能比100 ℃的水大,故1 kg 100 ℃的水蒸氣的內(nèi)能比1 kg 100 ℃的水的內(nèi)能大. 答案:(1)1 kg 80 ℃的水　 (2)2 kg 40 ℃的水 (3)一池塘常溫下的水 (4)1 kg 100 ℃的水蒸氣 12.分子勢能隨分子間距離r的變化情況可以在如圖所示的圖象中表現(xiàn)出來,由圖象回答: (1)從圖中看到分子間距離在r0處,分子勢能最小,試說明理由. (2)圖中分子勢能為零的點(diǎn)在什么位置?在這種情況下分子勢能可以大于零,可以小于零,也可以等于零,對嗎? (3)如果選兩個(gè)分子相距r0時(shí)分子勢能為零,分子勢能有什么特點(diǎn)? 解析:(1)如果分子間距離約為10-10 m數(shù)量級,分子作用力的合力為零,此距離為r0.當(dāng)分子距離小于r0時(shí),分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,要減小分子間的距離必須克服斥力做功,因此,分子勢能隨分子間距離的減小而增大.如果分子間距離大于r0時(shí),分子間的相互作用表現(xiàn)為引力,要增大分子間的距離必須克服引力做功,因此,分子勢能隨分子間距離的增大而增大. 從以上兩種情況綜合分析,分子間距離以r0為數(shù)值基準(zhǔn),r不論減小還是增大,分子勢能都增大.所以說,在平衡位置處分子勢能最小. (2)由題圖可知,分子勢能為零的點(diǎn)在兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)的位置.因?yàn)榉肿釉谄胶馕恢锰幨欠肿觿菽茏畹忘c(diǎn),據(jù)題圖也可以看出:在這種情況下分子勢能可以大于零,可以小于零,也可以等于零. (3)兩個(gè)分子相距r0的位置分子勢能最小,最小的分子勢能為零,所以此種情況的特點(diǎn)為分子勢能大于等于零. 答案:見解析 - 4 -