4、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 rr0時,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功,故分子勢能先減小而后增大,C正確.
答案 BC
圖1
4.如圖1所示,甲分子固定在坐標(biāo)原點O,乙分子沿x軸運動,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(x=x2)時,加速度最大
5、
B.乙分子在P點(x=x2)時,其動能為E0
C.乙分子在Q點(x=x1)時,處于平衡狀態(tài)
D.乙分子的運動范圍為x≥x1
解析 當(dāng)兩分子由無窮遠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.所以整個過程中,分子力先做正功后做負功.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(x=x2)時分子力為零,加速度為零,A錯;乙分子在P點(x=x2)時的動能與分子勢能之和為零,即動能為E0,B正確;乙分子在Q點(x=x1)時,分子勢能為零,動能也為零,D正確;乙分子在Q點(x=x1)時受斥力不為零,C錯.
答案 BD
5.分子動理論較好地解釋
6、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)則運動,這反映了液體分子運動的無規(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,可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素
解析 選項A中小炭粒做布朗運動反映了液體分子的無規(guī)則熱運動,故A是正確的.B選項中分子間的相互作用力在間距rr0的范圍內(nèi),隨分子間距的增大而減小,故B是錯誤的.C選項中分子勢能在r
7、r0時,分子勢能隨r的增大而增大,故C選項是正確的.D選項中真空環(huán)境是為防止其他雜質(zhì)的介入,而高溫條件下,分子熱運動劇烈.有利于摻入元素分子的擴散,故D選項是正確的.故錯誤選項為B.
答案 B
6.關(guān)于內(nèi)能,下列說法正確的是 ( ).
A.物體的運動速度越大,具有的內(nèi)能越多
B.靜止的物體沒有動能,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)則熱運動的動能和分子勢能的總和,是不同于機械能的另一種形式的能;不論物體的
8、溫度高低,組成物體的分子都在不停息地做無規(guī)則熱運動,因此一切物體都具有內(nèi)能,故A、B、C錯誤.
答案 D
7.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r=r0時,分子勢能為零
D.當(dāng)分子間的距離r=r0時,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,分子力做負功分子勢能增大.若r>r0,分子間表現(xiàn)為引力,增大r,引力做負功;若r<r0,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
9、能判定是做正功還是負功,即不能確定勢能是增大還是減少.由此可見,當(dāng)r=r0時,分子勢能最小,但其值只有在確定零點后才能確定.
答案 D
8.下列關(guān)于內(nèi)能和機械能的說法中,正確的是 ( ).
A.機械能很大的物體,其內(nèi)能一定很大
B.物體的機械能損失時,內(nèi)能卻可能增加
C.物體的內(nèi)能損失時,機械能必然會減少
D.物體的內(nèi)能為零時,機械能可以不為零
解析 內(nèi)能和機械能是兩種不同形式的能.對同一物體(不考慮形變時)機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)則運動及其聚集狀態(tài)有關(guān),它跟物體整體的宏觀速度(不計摩擦發(fā)熱時)和高度一般無直接聯(lián)系.
10、把物體緩緩地舉得很高,若它處于溫度很低的環(huán)境中,物體的機械能很大,但內(nèi)能卻不一定大,A錯.物體在空中因空氣阻力勻速下落時,機械能有損失,但因與空氣摩擦使物體溫度升高,內(nèi)能會增加,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,物體的內(nèi)能減少,機械能可以認為不變,C錯.由于物體分子永不停息地做無規(guī)則運動,物體的內(nèi)能不可能為零,機械能可以為零,D錯.
答案 B
9.若某種實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
11、
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,分子引力做負功,分子勢能增大.
答案 AC
10.下列說法中正確的是 ( ).
A.物體自由下落時速度增大,所以物體內(nèi)能也增大
B.物體的機械能為零時內(nèi)能也為零
C.物體的體積減小溫度不變時,物體內(nèi)能一定減小
D.氣體體積增大時氣體分子勢能一定增大
解析 物體的機械能和內(nèi)能是兩個完全不同的概念.物體的動能由物體的宏觀速率決定,而物體內(nèi)分子的動能由分子熱運動的速率決定.分子動能不可能為零(溫度不可能達到絕對
12、零度),而物體的動能可能為零.所以A、B不正確.物體體積減小時,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,體積增大時分子間距離增大,分子力做負功,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.計算題要求有必要的文字敘述,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的可認為是理想氣體的水蒸氣,已知水的密度為ρ,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
13、的平均動能的大小關(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能相等.
(2)體積為V的水,質(zhì)量為M=ρV ①
分子個數(shù)為N=NA ②
聯(lián)立①、②得N=NA ③
對體積為V的水蒸氣,分子個數(shù)為N′=NA ④
(3)設(shè)相鄰的兩個水分子之間的平均距離為d,將水分子視為球形,每個水分子的體積為
V0==πd3 ⑤
解③、⑤得:d= ⑥
設(shè)
14、水蒸氣中相鄰的兩個水分子之間距離為d′,將水分子占的空間視為正方體,則其體積為
V′==d′3 ⑦
聯(lián)立④、⑦得d′= . ⑧
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)能否估算出每個分子的質(zhì)量、每個分子的體積、分子之間的平均距離?
(2)當(dāng)物體體積增大時,分子勢能一定增大嗎?
(3)在同一個坐標(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=求得的是一個分子占據(jù)的空間而不是一個氣體分子的體積,故不能估算每個分子的體積;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,分子力做負功,分子勢能增大;在r