第一章分子動理論4分子動能和分子勢能【基礎(chǔ)鞏固】1.下列說法正確的是 ()A.只要溫度相同,任何物體分子的平均動能都相同B.分子動能指的是由于分子定向運動而具有的能C.10個分子的動能和分子勢能的總和就是這10個分子的內(nèi)能D.溫度高的物體中的每一個分子的運動速率肯定大于溫度低的物體中的每一個分子的運動速率解析:溫度相同,物體內(nèi)分子的平均動能相同,選項A正確.分子動能指的是由于分子做無規(guī)則運動而具有的能,選項B錯誤.物體的內(nèi)能是對大量分子而言的,對于10個分子無意義,選項C錯誤.溫度高的物體分子的平均動能大,但詳細的每一個分子的運動速率是不確定的,選項D錯誤.答案:A2.下列說法正確的是 ()A.鐵塊熔化成鐵水的過程中,溫度不變,內(nèi)能也不變B.物體運動的速度增大,物體中分子熱運動的平均動能增大,物體的內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B,這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能D.A、B兩物體的溫度相同時,A、B兩物體的內(nèi)能可能不同,分子的平均速率也可能不同解析:溫度是分子平均動能的標記,內(nèi)能是全部分子熱運動動能和分子勢能的總和,故溫度不變時,內(nèi)能可能改變;鐵塊熔化過程中吸熱,內(nèi)能變大,選項A錯誤.兩物體溫度相同,內(nèi)能可能不同,但分子的平均動能相同,由Ek=12mv2知,分子的平均速率v可能不同,故選項D正確.有熱量從A傳到B,只說明A的溫度高,內(nèi)能大小還要看它們的總分子數(shù)和分子勢能這些因素,故選項C錯誤答案:D3.兩分子的距離為r,若r稍增大些,則 ()A.分子間的作用力肯定減小,分子勢能肯定增加B.分子間的作用力肯定增大,分子勢能肯定削減C.分子間的作用力可能增大也可能減小,分子勢能肯定削減D.因為不知道r的大小,所以無法確定分子間的作用力和分子勢能的改變狀況解析:分析分子間的作用力和分子勢能隨分子間距離的改變問題,首先要明確分子間的距離r與分子間的平衡距離r0的關(guān)系.因為本題不知道r與r0的大小關(guān)系,所以分子間的作用力和分子勢能的改變狀況都無法確定,選項A、B、C錯誤,選項D正確.答案:D4.下列有關(guān)溫度的說法正確的是 ()A.溫度反映了每個分子運動的猛烈程度B.溫度是分子平均動能的標記C.肯定質(zhì)量的某種物質(zhì),內(nèi)能增加,溫度肯定上升D.溫度上升時物體的每個分子的動能都將增大解析:溫度是分子平均動能的標記,而對某個確定的分子來說,其運動的狀況無法確定,故選項A、D錯誤,選項B正確.溫度不變而僅使分子勢能增加,也可以使物體內(nèi)能增加,冰熔化為同溫度的水就是一個例證,故選項C錯誤.答案:B5.(多選)對于20℃的水和20℃的水銀,下列說法正確的是 ()A.二者的分子平均動能相同B.水銀的分子平均動能比水的大C.二者的分子平均速率相同D.水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小解析:溫度相同的任何物體的分子平均動能都相等,所以選項A正確,選項B錯誤.分子平均動能相同,分子平均速率不肯定相同,分子平均速率與分子質(zhì)量有關(guān),水銀的分子質(zhì)量大,平均速率小,所以選項C錯誤,選項D正確.答案:AD6.(多選)把一個物體豎直下拋,不考慮空氣阻力,溫度不變,物體的體積恒定,下列說法正確的是 ()A.物體的動能增加,分子的平均動能也增加B.物體的重力勢能削減,分子勢能卻增加C.物體的機械能保持不變D.物體的內(nèi)能保持不變解析:物體在下落過程中,不計空氣阻力,只有重力做功,機械能守恒.此過程中,物體的溫度和體積都沒有改變,所以,分子熱運動的平均動能和分子勢能都保持不變.選項A、B錯誤,選項C、D正確.答案:CD7.在兩個分子間的距離由r0(平衡位置)變?yōu)?0r0的過程中,下列關(guān)于分子間的作用力F和分子間的勢能Ep的說法正確的是 ()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:分子間距離r=r0時,分子間的作用力F=0;r>r0時,分子間的作用力表現(xiàn)為引力;當r=10r0時,可以認為F=0,所以F先增大后減小.在分子間距離由r0變?yōu)?0r0的過程中,始終克服分子間的作用力做功,所以分子勢能始終增大.選項B正確.答案:B8.(多選)關(guān)于內(nèi)能和機械能,下列說法正確的是 ()A.物體的機械能損失時,內(nèi)能可能增加B.物體的內(nèi)能損失時,機械能必定減小C.物體內(nèi)能為0時,機械能可以不為0D.物體的機械能為0時,內(nèi)能不為0解析:在空中下降的物體由于克服空氣阻力做功,機械能損失,因為存在摩擦,所以物體的溫度上升,內(nèi)能增加,選項A正確.物體靜止在水平面上,溫度降低時,內(nèi)能削減,而機械能不變,選項B錯誤.分子運動永不停息而且分子間有相互作用,內(nèi)能不行能為0,但機械能可以為0,選項C錯誤,選項D正確.答案:AD9.不考慮溫度對水的密度的影響,回答下列問題.(1)1kg溫度為40℃的水跟1kg溫度為80℃的水哪個內(nèi)能大?(2)1kg溫度為40℃的水跟2kg溫度為40℃的水哪個內(nèi)能大?(3)一杯100℃的開水跟一池塘常溫下的水哪個內(nèi)能多?(4)1kg溫度為100℃的水跟1kg溫度為100℃的水蒸氣哪個內(nèi)能大?解析:(1)二者質(zhì)量一樣,同種物質(zhì),所以分子數(shù)目一樣,而80℃的水比40℃的水的分子平均動能大,1kg溫度為80℃的水的內(nèi)能大.(2)1kg溫度為40℃的水跟2kg溫度為40℃的水比較,2kg溫度為40℃的水內(nèi)能大,因為后者分子數(shù)目多.(3)雖然100℃的開水的分子平均動能較大,但池塘的水的分子數(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℃的水蒸氣的分子勢能比100℃的水的分子勢能大,故1kg溫度為100℃的水蒸氣的內(nèi)能比1kg溫度為100℃的水的內(nèi)能大.答案:見解析.【拓展提高】10.如圖所示,甲分子固定在坐標原點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)系如圖所示,F>0表示分子間的作用力表現(xiàn)為斥力,F<0表示分子間的作用力表現(xiàn)為引力.A、B、C、D為x軸上四個特定的位置,在將乙分子從A移到D的過程中,兩分子間的作用力和分子勢能同時增大的階段是 ()A.從A到BB.從B到CC.從B至D D.從C到D解析:依據(jù)分子間的作用力做功與分子勢能的關(guān)系可知,分子間的作用力做正功,分子勢能削減,分子間的作用力做負功,分子勢能增加,選項D正確.答案:D11.已知水的密度會隨溫度的改變而改變,現(xiàn)將容積相同的玻璃瓶A、B分別裝滿溫度為60℃的熱水和0℃的冷水,如圖所示.假設(shè)兩瓶的容積不變.下列說法正確的是 ()A.因為溫度是分子平均動能的標記,所以A瓶中水分子的平均動能比B瓶中水分子的平均動能大B.因為溫度越高,布朗運動越顯著,所以A瓶中水分子的布朗運動比B瓶中水分子的布朗運動更顯著C.A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大D.因為A、B兩瓶水體積相等,所以A、B兩瓶中水分子間的平均距離相等解析:溫度是分子平均動能的標記,A瓶中的水的溫度高,故A瓶中的水分子平均動能大,故選項A正確.布朗運動是懸浮在液體或氣體中的固體顆粒的無規(guī)則運動,不是液體或氣體分子的運動,兩瓶中不存在布朗運動,故選項B錯誤.兩瓶水的溫度不同,物質(zhì)的量不同,因此內(nèi)能不肯定一樣大,故選項C錯誤.分子間的平均距離與溫度和體積有關(guān),因此體積相同溫度不同時水分子間的平均距離不同,故選項D錯誤.答案:A12.如圖所示,甲分子固定在坐標原點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距離的關(guān)系如圖中曲線所示.F>0表示分子間的作用力為斥力,F<0表示分子間的作用力為引力.A、B、C、D為x軸上四個特定的位置,乙分子僅在分子間的作用力的作用下從A處由靜止起先運動.下列四個圖像分別表示乙分子的速度v、加速度a、勢能Ep、動能Ek與兩分子間距離的關(guān)系,其中大致正確的是 ()ABCD解析:乙分子從A處運動到C處的過程中,分子間的作用力做正功,到達C處時,分子間的作用力為0,速度最大,動能最大,勢能最小,故A、C錯誤.加速度與力的大小成正比,方向與力的方向相同,在C處,乙分子的加速度為0,故B正確.分子動能不行能為負值,故D錯誤.答案:B13.(多選)設(shè)有甲、乙兩個分子,甲固定在O點,r0為兩分子的平衡位置間的距離,現(xiàn)在使乙分子由靜止起先只在分子間的作用力的作用下由距甲0.5r0處起先沿x軸運動,則 ()A.乙分子的加速度先減小后增大B.乙分子到達r0處時速度最大C.分子間的作用力對乙分子始終做正功,分子勢能減小D.乙分子在r0處時,分子勢能最小解析:乙分子從0.5r0處運動到r0處的過程中,分子間的作用力減小,即加速度減小,從r0處到無窮遠處分子間的作用力先增大后減小,即加速度先增大后減小,選項A錯誤.從0.5r0處到r0處,乙分子受到向右的斥力,做向右的加速運動,通過r0處后受到向左的引力,做向右的減速運動,在r0處加速度a=0,速度最大,選項B正確.當通過r0后分子間的作用力做負功,分子勢能增大,選項C錯誤.從0.5r0到r0處,分子間的作用力做正功,分子勢能減小,通過r0后,分子間的作用力做負功,分子勢能增大,故乙分子在r0處的勢能最小,選項D正確.答案:BD14.如圖所示,小孩下滑過程中,從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度可用下面三句話來概括.①小孩克服摩擦做功,動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.②小孩從滑梯上滑下時,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.③小孩的臀部吸熱,內(nèi)能增加,溫度上升.正確的排序是 ()A.①②③ B.②③①C.②①③ D.③②①解析:小孩從高處由靜止滑下,重力做功,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,在運動過程中,小孩要克服摩擦,消耗的機械能(動能)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,部分內(nèi)能被小孩臀部汲取,溫度上升,故正確排序為②①③,選項C正確.答案:C15.新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)的肆虐給人們的生命財產(chǎn)造成了重大損失.為了殺死病毒,預(yù)防傳染,人們運用酒精噴霧消毒液和免洗洗手液,二者的主要成分都是酒精,下列說法正確的是 ()A.在房間內(nèi)噴灑酒精消毒液后會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子做布朗運動的結(jié)果B.在房間內(nèi)噴灑酒精消毒液后會聞到淡淡的酒味,與分子運動無關(guān)C.運用免洗洗手液洗手后,手部很快就干爽了,是液體蒸發(fā)的原因D.運用免洗洗手液洗手后,洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中,內(nèi)能不變解析:在房間內(nèi)噴灑酒精消毒液后會聞到淡淡的酒味,這是酒精分子擴散的結(jié)果,擴散現(xiàn)象的本質(zhì)是分子無規(guī)則的運動,A、B錯誤.運用免洗洗手液時,手部很快就干爽了,這是蒸發(fā)覺象,C正確.洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中,溫度不變,分子平均動能不變,但