2013-2014高中物理 滾動(dòng)檢測(二)物體的內(nèi)能 魯科版選修.doc

滾動(dòng)檢測(二) 物體的內(nèi)能一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)是正確的，全選對的得7分，選對但不全的得4分，有選錯(cuò)的得0分)1下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說法中正確的是 ()A溫度是分子動(dòng)能的標(biāo)志，動(dòng)能越大的分子其溫度也就越高B靜止物體沒有內(nèi)能C溫度高的物體比溫度低的物體含的熱量多D分子的勢能跟物體的體積有關(guān)解析溫度是描述熱現(xiàn)象的一個(gè)基本物理量，凡是跟溫度有關(guān)的現(xiàn)象都是熱現(xiàn)象，從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)看，溫度是物體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)(熱運(yùn)動(dòng))的平均動(dòng)能的標(biāo)志，它是狀態(tài)量，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，對于單個(gè)分子來說，溫度是沒有意義的，因此，A不對，有的同學(xué)認(rèn)為B對，這顯然把內(nèi)能與機(jī)械能混淆了，物體內(nèi)能是對分子而言，它是組成物體所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，它是狀態(tài)量，它的大小與溫度、體積以及物體所含分子數(shù)有關(guān)，機(jī)械能是對物體整體而言，物體整體的動(dòng)能和勢能不變，物體仍具有內(nèi)能，可見B不對，有的同學(xué)認(rèn)為C對，這是錯(cuò)在把熱量與內(nèi)能混為一談了，熱量是一個(gè)過程量，它是內(nèi)能傳遞的一種量度，只有在熱傳遞的過程中才有意義，它量度了熱傳遞過程中內(nèi)能傳遞的數(shù)量，只有D才是正確的，因?yàn)槲矬w的體積改變，分子間的距離隨著改變，當(dāng)r>r0時(shí)，分子力為引力，分子勢能隨著分子間的距離增大而增大；當(dāng)r<r0時(shí)，分子力為斥力，分子勢能隨著分子間的距離減小而增大；當(dāng)rr0時(shí)，分子勢能為最小值，故選D.答案D2在下列敘述中，正確的是 ()A物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子平均動(dòng)能越大B布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)C一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)一定具有相同的溫度D分子間的距離r存在某一值r0，當(dāng)r<r0時(shí)，斥力大于引力，當(dāng)r>r0時(shí)，引力大于斥力答案ACD3當(dāng)兩個(gè)分子間的距離rr0時(shí)，分子處于平衡狀態(tài)，設(shè)r1<r0<r2，則當(dāng)兩個(gè)分子間的距離由r1變?yōu)閞2的過程中 ()A分子力先減小后增加B分子力先減小再增加最后再減小C分子勢能先減小后增加D分子勢能先增大后減小解析r<r0時(shí)，分子力為斥力，r>r0時(shí)，分子力為引力，故分子間距由r1變到r2的過程中，分子力先減小到零，再增加到最大，再減小逐漸趨近零，B正確；分子力先做正功后做負(fù)功，故分子勢能先減小而后增大，C正確答案BC圖14如圖1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)，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖曲線所示圖中分子勢能的最小值為E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是 ()A乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，加速度最大B乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，其動(dòng)能為E0C乙分子在Q點(diǎn)(xx1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)D乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為xx1解析當(dāng)兩分子由無窮遠(yuǎn)處相互靠近的過程中，分子力先表現(xiàn)為引力，后表現(xiàn)為斥力所以整個(gè)過程中，分子力先做正功后做負(fù)功由分子力做功與分子勢能的關(guān)系可知，分子勢能先減小后增大結(jié)合圖線可知：乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)分子力為零，加速度為零，A錯(cuò)；乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)的動(dòng)能與分子勢能之和為零，即動(dòng)能為E0，B正確；乙分子在Q點(diǎn)(xx1)時(shí)，分子勢能為零，動(dòng)能也為零，D正確；乙分子在Q點(diǎn)(xx1)時(shí)受斥力不為零，C錯(cuò)答案BD5分子動(dòng)理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱學(xué)性質(zhì)據(jù)此可判斷下列說法中錯(cuò)誤的是 ()A顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性B分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大C分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大D在真空、高溫條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素解析選項(xiàng)A中小炭粒做布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，故A是正確的B選項(xiàng)中分子間的相互作用力在間距r<r0范圍內(nèi)，隨分子間距的增大而減小，而在r>r0的范圍內(nèi)，隨分子間距的增大而減小，故B是錯(cuò)誤的C選項(xiàng)中分子勢能在r<r0時(shí)，分子勢能隨r的增大而減小，r0處最小，在r>r0時(shí)，分子勢能隨r的增大而增大，故C選項(xiàng)是正確的D選項(xiàng)中真空環(huán)境是為防止其他雜質(zhì)的介入，而高溫條件下，分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈有利于摻入元素分子的擴(kuò)散，故D選項(xiàng)是正確的故錯(cuò)誤選項(xiàng)為B.答案B6關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是 ()A物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，具有的內(nèi)能越多B靜止的物體沒有動(dòng)能，因而也沒有內(nèi)能C溫度高的物體具有內(nèi)能，溫度低的物體沒有內(nèi)能D靜止的冰塊雖不具有動(dòng)能，但具有內(nèi)能解析內(nèi)能是物體所有分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，是不同于機(jī)械能的另一種形式的能；不論物體的溫度高低，組成物體的分子都在不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，因此一切物體都具有內(nèi)能，故A、B、C錯(cuò)誤答案D7下列有關(guān)分子勢能的說法，正確的是 ()A分子間的距離增大，分子勢能也增大B分子間的距離減小，分子勢能增大C當(dāng)分子間的距離rr0時(shí)，分子勢能為零D當(dāng)分子間的距離rr0時(shí)，分子勢能最小解析分子勢能的變化與分子力做功密切相關(guān)，分子力做正功分子勢能減小，分子力做負(fù)功分子勢能增大若rr0，分子間表現(xiàn)為引力，增大r，引力做負(fù)功；若rr0，分子間表現(xiàn)為斥力，增大r，斥力做正功只知道增大或減小r，而不知道r是大于r0還是小于r0就不能判定是做正功還是負(fù)功，即不能確定勢能是增大還是減少由此可見，當(dāng)rr0時(shí)，分子勢能最小，但其值只有在確定零點(diǎn)后才能確定答案D8下列關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能的說法中，正確的是 ()A機(jī)械能很大的物體，其內(nèi)能一定很大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(huì)減少D物體的內(nèi)能為零時(shí)，機(jī)械能可以不為零解析內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能對同一物體(不考慮形變時(shí))機(jī)械能由其整體的宏觀速度和相對地面的高度決定；內(nèi)能則與其內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)及其聚集狀態(tài)有關(guān)，它跟物體整體的宏觀速度(不計(jì)摩擦發(fā)熱時(shí))和高度一般無直接聯(lián)系把物體緩緩地舉得很高，若它處于溫度很低的環(huán)境中，物體的機(jī)械能很大，但內(nèi)能卻不一定大，A錯(cuò)物體在空中因空氣阻力勻速下落時(shí)，機(jī)械能有損失，但因與空氣摩擦使物體溫度升高，內(nèi)能會(huì)增加，B正確使物體保持靜止，降低溫度，當(dāng)忽略物體的體積變化時(shí)，物體的內(nèi)能減少，機(jī)械能可以認(rèn)為不變，C錯(cuò)由于物體分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，物體的內(nèi)能不可能為零，機(jī)械能可以為零，D錯(cuò)答案B9若某種實(shí)際氣體分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，則一定質(zhì)量的該氣體內(nèi)能的大小與氣體體積和溫度的關(guān)系是 ()A如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能增大B如果保持其體積不變，溫度升高，內(nèi)能減少C如果保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能增大D如何保持其溫度不變，體積增大，內(nèi)能減少解析氣體分子之間的作用力表現(xiàn)為分子引力，距離增大，分子引力做負(fù)功，分子勢能增大答案AC10下列說法中正確的是 ()A物體自由下落時(shí)速度增大，所以物體內(nèi)能也增大B物體的機(jī)械能為零時(shí)內(nèi)能也為零C物體的體積減小溫度不變時(shí)，物體內(nèi)能一定減小D氣體體積增大時(shí)氣體分子勢能一定增大解析物體的機(jī)械能和內(nèi)能是兩個(gè)完全不同的概念物體的動(dòng)能由物體的宏觀速率決定，而物體內(nèi)分子的動(dòng)能由分子熱運(yùn)動(dòng)的速率決定分子動(dòng)能不可能為零(溫度不可能達(dá)到絕對零度)，而物體的動(dòng)能可能為零所以A、B不正確物體體積減小時(shí)，分子間距離減小，但分子勢能不一定減小，例如將處于原長的彈簧壓縮，分子勢能將增大，所以C也不正確由于氣體分子間距離一定大于r0，體積增大時(shí)分子間距離增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以D正確答案D二、非選擇題(本題共2小題，每小題15分，共30分計(jì)算題要求有必要的文字?jǐn)⑹?，列出必要的方程和演算步驟)11在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有體積為V的水和體積為V的可認(rèn)為是理想氣體的水蒸氣，已知水的密度為，阿伏伽德羅常數(shù)為NA，水的摩爾質(zhì)量為MA，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下水蒸氣的摩爾體積為VA，求：(1)說明標(biāo)準(zhǔn)狀況下水分子與水蒸氣分子的平均動(dòng)能的大小關(guān)系；(2)它們中各有多少水分子；(3)它們中相鄰兩個(gè)水分子之間的平均距離解析(1)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，它們的溫度均為0 ，所以水分子與水蒸氣分子的平均動(dòng)能相等(2)體積為V的水，質(zhì)量為MV分子個(gè)數(shù)為NNA聯(lián)立、得NNA對體積為V的水蒸氣，分子個(gè)數(shù)為NNA(3)設(shè)相鄰的兩個(gè)水分子之間的平均距離為d，將水分子視為球形，每個(gè)水分子的體積為V0d3解、得：d 設(shè)水蒸氣中相鄰的兩個(gè)水分子之間距離為d，將水分子占的空間視為正方體，則其體積為Vd3聯(lián)立、得d .答案(1)相等(2)NA(3) 12(1)已知某氣體的摩爾體積為VA，摩爾質(zhì)量為MA，阿伏伽德羅常數(shù)NA，由以上數(shù)據(jù)能否估算出每個(gè)分子的質(zhì)量、每個(gè)分子的體積、分子之間的平均距離？(2)當(dāng)物體體積增大時(shí)，分子勢能一定增大嗎？(3)在同一個(gè)坐標(biāo)系中畫出分子力F和分子勢能Ep隨分子間距離的變化圖象，要求表現(xiàn)出Ep最小值的位置及Ep變化的大致趨勢解析(1)可估算出每個(gè)氣體分子的質(zhì)量m0；由于氣體分子間距較大，由V0求得的是一個(gè)分子占據(jù)的空間而不是一個(gè)氣體分子的體積，故不能估算每個(gè)分子的體積；由d 可求出分子之間的平均距離(2)在r>r0范圍內(nèi)，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增大；在r<r0范圍內(nèi)，當(dāng)r增大時(shí)，分子力做正功，分子勢能減小，故不能說物體體積增大，分子勢能一定增大，只能說當(dāng)物體體積變化時(shí)，其對應(yīng)的分子勢能也變化(3)圖像如圖所示答案見解析