2022-2022学年高中物理第7章分子动理论第5节内能练习含解析新人教版选修3-3.doc

第5节　内能
一、选择题
1．(多项选择)质量相同的0 ℃冰和10 ℃水，以下说法正确的选项是(　　)
A．它们的分子数不同，而分子的平均动能相同
B．它们的分子数相同，分子的平均动能不同
C．分子的平均动能不同，冰大，水小
D．它们的内能不同，冰少，水多
解析：选BD　质量相同的0 ℃冰和10 ℃水，摩尔数相同，那么分子数相同，温度是分子平均动能的标志，温度高，那么分子的平均动能大，故B正确，A、C错误；假设冰溶解成水，要吸收热量，所以冰的内能比水的内能少，故D正确．
2．两个分子距离发生变化引起分子势能增大，那么这一过程中(　　)
A．一定克服分子间相互作用力做了功
B．两分子间的相互作用力一定减小
C．分子间的距离一定变小
D．分子间的相互作用力一定是引力
解析：选A　功是能量转化的量度，分子势能增大，一定是克服分子力做了功，但无法确定分子力是引力还是斥力，也就无法确定分子间距离是变大还是变小，故A正确．
3．以下说法正确的选项是(　　)
A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能
B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定
C．物体的速度增大时，物体的内能增大
D．物体的动能减少时，物体的温度可能增加
解析：选D　内能是指物体的内能，单个分子无内能可言，选项A错误；物体的分子势能由分子间距离决定，宏观上由物体的体积决定，应选项B错误物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关，应选项C错误；物体的温度由分子的平均动能决定，与物体宏观运动的动能无关，应选项D正确．
4．当分子间距离从r0(分子间距为r0时，分子力为0)增大或减小时，关于分子势能变化情况的说法正确的选项是(　　)
A．分子间距离增大，势能增大，分子间距离减小，势能减小
B．分子间距离增大，势能先增大后减小
C．分子间距离增大，势能先减小后增大
D．分子间距离不管是增大还是减小，势能均增大
解析：选D　分子势能的变化取决于分子力做功情况，假设分子力做负功，那么分子势能增大．分子间距离大于r0，分子力表现为引力，分子间距离从r0增大，分子力做负功，分子势能增大；分子间距离小于r0，分子力表现为斥力，分子间距离从r0减小，分子力做负功，分子势能增大，故D正确．
5．(2022·哈尔滨六中期末)关于分子动理论，以下说法不正确的选项是(　　)
A．布朗运动说明分子在做永不停息的无规那么运动
B．压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强作用
C．两个分子间距离减小时，分子间的引力斥力均增大
D．如果两个系统处于热平衡状态，那么它们的内能一定相同
解析：选D　布朗运动说明分子在做永不停息的无规那么运动，故A正确；气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强，故B正确；两个分子间距离减小时，分子间的引力和斥力均增大，故C正确；如果两个系统处于热平衡状态，那么它们的温度一定相同，但是内能不一定相同，故D错误．
6．一定质量的0 ℃的水在凝结成0 ℃的冰的过程中，体积变大，它内能的变化是(　　)
A．分子平均动能增加，分子势能减少
B．分子平均动能减少，分子势能增加
C．分子平均动能不变，分子势能增加
D．分子平均动能不变，分子势能减少
解析：选D　温度相同，分子的平均动能相同，体积改变，分子势能发生了变化，水变成冰是放出热量的过程，因此势能减少，D对．
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．以下说法正确的选项是(　　)
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
解析：选B　由题中图象可知：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，即r2是分子的平衡距离，当r1r2时分子力表现为引力，故A错误；当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，B正确；当r等于r2时，分子间的作用力为零，故C错误；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．
8．分子间距离增大时，分子势能将(　　)
A．增加　　　　　　 　　 B．减小
C．不变 D．不能确定
解析：选D　分子势能的变化与分子力做功紧密联系．当r>r0时，分子间的作用力为引力，当分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大．当r而物体的机械能包括物体的动能和势能(重力势能和弹性势能)，二者有明显的差异，在分析时不能混为一谈，分子间作用力为零时，分子势能并不为零，所以物体的内能不为零，另外物体的内能不可能为零，故A、C正确，B、D错误．
10．(2022·湘潭一中期末)以下说法正确的选项是(　　)
A．铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变
B．物体运动的速度增大，那么物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大
C．A、B两物体接触时有热量从物体A传到物体B，这说明物体A的内能大于物体B的内能
D．A、B两物体的温度相同时，A、B两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同
解析：选D　温度是分子热运动的平均动能的标志，内能是所有分子动能和分子势能的总和，铁块熔化成铁水过程中吸热，温度不变，分子平均动能不变，分子势能变大，故A错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由Ek＝mv2知，平均速率v可能不同，故D正确；有热量从A传到B，只能说明A的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这两因素，故C错误；机械运动的速度大小与分子热运动的动能无关，故B错误．
11．(多项选择)分子间同时存在着引力和斥力，假设分子间引力、斥力随分子间距离r的变化规律分别为F引＝，F斥＝，以下说法正确的选项是(　　)
A．分子间表现为斥力时，由>得r>
B．引力和斥力相等时，由＝得r0＝，故当r>时分子作用力为引力
C．引力和斥力相等时，分子势能为零
D．引力大于斥力时，分子势能随分子间距离增大而增大
解析：选BD　分子间同时存在斥力和引力，它们都随着分子间距离增大而减小，斥力减的更快，分子间引力和斥力相等时，＝，解得r＝，当r<时，分子力表现为斥力，当r>时，分子作用力为引力，A选项错误，B选项正确；分子间引力和斥力相等时合力为零，分子势能最小，不为零，C选项错误；当引力大于斥力时，分子力表现为引力时，假设分子之间的距离增大，那么需要克服分子力做功，所以分子势能随分子间距离的增大而增大，D选项正确．
二、非选择题
12．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的关系如下图．假设把质量为m＝1×10－26 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，那么乙分子在运动中能到达的最大分子势能为多大？
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＝ΔEk减＝mv2＝×1×10－26×1002 J＝5×10－23 J.
答案：5×10－23 J
13．子弹以200 m/s的速度射入固定的木板，穿出时速度为100 m/s.假设子弹损失的机械能完全转化为内能，并有50%被子弹吸收，求子弹温度可升高多少度？子弹比热容为130 J/(kg·℃)．
解析：设子弹质量为m，由题意得
·η＝cmΔt，升高温度Δt＝
＝57.7 ℃.
答案：57.7 ℃