课后作业4一分子动能和分子势能-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第三册）

课后作业(四) 分子动能和分子势能

1．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是(　　)

A．从a到b B．从b到c

C．从b至d D．从c到d

解析 根据分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加，可判D选项正确。

答案 D

2．对于物体的“热胀冷缩”现象下列说法正确的是(　　)

A．物体受热后温度升高，分子的平均动能增大；降低温度后，分子的平均动能减小

B．受热后物体膨胀，体积增大，分子势能增大，收缩后，体积减小，分子势能减小，分子的平均动能不会改变

C．受热膨胀，温度升高，分子平均动能增大；体积增大，分子势能也增大。遇冷收缩，温度降低，分子平均动能减小；体积减小；分子势能也减小

D．受热膨胀，分子平均动能增大，分子势能也增大；遇冷收缩，分子平均动能减小，但分子势能增大

解析 温度升高，分子平均动能增加，反之，温度降低，分子平均动能减小，而体积与分子势能间关系复杂，因而选A。

答案 A

3．一绝热容器内封闭着一些气体，容器在高速运输途中突然停下来，则(　　)

A．因气体温度与机械运动速度无关，故容器内气体温度不变

B．因容器是绝热的，故容器中气体内能不变

C．因容器突然停止运动，气体分子运动速度亦随之减小，故容器中气体温度降低

D．容器停止运动时，由于分子和容器壁的碰撞，容器中气体温度将升高

解析 容器里的分子除做无规则的热运动外，还随容器做机械运动，当容器停止机械运动时，气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞，使热运动加剧，气体的温度升高，故D选项正确。

答案 D

4．关于物体的内能，下列说法正确的是(　　)

A．热水的内能一定比冷水的大

B．当温度等于0℃时，分子动能为零

C．分子间距离为r0时，分子势能不一定为零

D．温度相等的氢气和氧气，它们的分子平均动能相等

解析 物体内能的多少除了与温度有关之外，还与物体的质量、体积等因素有关，仅根据某一个方面不能比较两个物体内能的大小，因此热水的内能不一定比冷水大，选项A的说法错误。0℃是人为规定的一个温度标准，即使在零摄氏度以下，分子也在不停地做无规则运动，因此零摄氏度时分子动能不会等于零。选项B的说法错误。分子势能是相对的，零势能点的选取是任意的，在理论分析和计算中都以无穷远为零势能点。因此当分子间距离为r0时，分子势能不一定为零，选项C的说法正确。选项D的说法是正确的，因为“温度是分子平均动能的标志”。这个结论在中学的知识范围内还不能严格的证明，要把它作为一个结论记住，这是一个非常有用的结论，在很多问题中要利用它进行判断。

答案 CD

5．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，则下列说法中正确的是(　　)

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E0

C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态

D．乙分子的运动范围为x≥x1

解析 分子处于r0位置时所受分子合力为零，加速度为零，此时分子势能最小，分子的动能最大，总能量保持不变。由题图可知x2位置即是r0位置，此时加速度为零，A错误；x＝x2位置，势能为－E0，因总能量为0，则动能为E0，B项正确；在Q点，Ep＝0，但分子力不为零，分子并非处于平衡状态，C项错误；在乙分子沿x轴向甲分子靠近的过程中，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，即分子的速度先增大后减小，到Q点分子的速度刚好减为零，此时由于分子斥力作用，乙分子再远离甲分子返回，即乙分子运动的范围为x≥x1，D项正确。

答案 BD

6．物体的内能是指(　　)

A．物体的动能和分子势能的总和

B．物体的分子平均动能和分子势能的和

C．物体内所有分子的动能和分子势能的总和

D．物体的动能、势能以及物体内所有分子的动能和势能的总和

解析 物体的内能与机械能不同，内能是物体内所有分子的动能和分子势能的总和，C正确．

答案 C

7．温度相同的氧气和氢气分子平均动能之比为(　　)

A．1∶16　　　　　　 B．16∶1

C．1∶1  D．以上结论都不对

解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体分子平均动能一定相同．

答案 C

8．有的太空中的卫星在太空中将会迎来月食的考验，陷入黑暗和严寒当中，卫星在月