2017_2018学年高中物理第七章分子动理论7.5内能检测新人教版选修3_.doc

7.5 内能
新提升·课时作业
基础达标
1．对温度与内能的关系，描述正确的是(　　)
A．分子平均速率大的物体的温度比分子平均速率小的物体的温度高
B．物体的内能越大，则温度越高
C．物体分子的平均动能越大，物体的温度越高
D．某个分子的平均速率很大，则这种物体的温度一定很高
【解析】　温度是分子平均动能的标志，平均动能大的物体，如果其分子质量大，平均速率可能较小，故A错；物体的内能不单单与温度有关，还与物质的量和体积等有关，内能大，温度不一定高，故B错；温度是分子平均动能的标志，对单个分子不适用，D错．
【答案】　C
2．关于分子运动，下列叙述正确的是(　　)
A．如果氢气的温度低于氧气的温度，则氢分子的平均速率一定小于氧分子的平均速率
B．同质量同温度的氦气和氩气的分子的总动能相等
C．同物质的量的氮气和氧气，当温度相同时，它们的分子的总动能相等
D．二氧化碳气体在60℃时所有分子的运动速率都比它在50℃时任何分子的运动速率大
【解析】　氢气温度低于氧气温度，氢分子的平均动能小于氧分子的平均动能，由于氢分子质量小于氧分子的质量，氢分子的平均速率不一定小于氧分子的平均速率，故A错；同质量同温度的氦气、氩气比较，它们的分子的平均动能相等，但是物质的量不等，分子总数不等，它们的总动能不等，而且氦气分子总动能一定大于氩气总动能，故B错误；同物质的量同温度的氮气与氧气相比，它们分子的平均动能相等，分子总数也相等，故它们的分子总动能一定相等，故C对；高温下的二氧化碳气体比低温下的二氧化碳气体的平均动能大，但不是所有分子的动能都大，因此不能说60℃的二氧化碳的所有分子的运动速率都比50℃的二氧化碳的分子运动速率都大，故D错．
【答案】　C
3．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的(　　)
A．温度和体积 B．体积和压强
C．温度和压强 D．压强和温度
【解析】　由于温度是分子平均动能的标志，所以气体分子的平均动能宏观上取决于温度；分子势能是由分子间引力和分子间距离共同决定，宏观上取决于气体的体积．因此A正确．
【答案】　A
4．一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水时其分子动能之和Ek与分子势能之和Ep及物体内能E的变化情况为(　　)
A．Ek变大，Ep变大，E变大
B．Ek变小，Ep变小，E变小
C．Ek不变，Ep变大，E变大
D．Ek不变，Ep变小，E变小
【解析】　温度是分子平均动能的标志，温度相同，平均动能一定相同.0℃的冰熔化成0℃的水，分子个数不变，总动能Ek相同．但熔化过程中吸收热量，内能E增大，所以分子势能增大，C对，A、B、D错．
【答案】　C
5．关于分子势能，下列说法正确的是(设两分子相距无穷远时分子势能为0)(　　)
A．体积增大，分子势能增大，体积缩小，分子势能减小
B．当分子间距离r＝r0时，分子间合力为0，所以分子势能为0
C．当分子间作用力为引力时，体积越大，分子势能越大
D．当分子间作用力为斥力时，体积越大，分子势能越大
【解析】　设想两个分子相距无穷远(r>10－9m)，此时分子间势能为0，当两个分子越来越近时，分子间引力做正功，分子势能减小，当r＝r0时，分子势能减小到最小为负值，故B错误；分子力为引力时，体积越大，分子间距越大，分子间引力做负功，分子势能增大，故C正确；分子力为斥力时，体积越大，分子间距离越大，分子间斥力做正功，分子势能减小，故A、D错误．
【答案】　C
6．当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)时，分子力可以认为是零，规定此时分子势能为零，当分子间距离是平衡距离r0时，下面的说法中正确的是(　　)
A．分子力是零，分子势能也是零
B．分子力是零，分子势能不是零
C．分子力不是零，分子势能是零
D．分子力不是零，分子势能不是零
【解析】　当分子距离从大于10r0开始靠近，到r0的过程中，分子作用力表现为引力，故分子力作正功，分子势能减小，在分子间距离为r0时分子势能为负值，B选项正确．
【答案】　B
7．关于温度的概念下列说法正确的是(　　)
A．某物体的温度为0℃，则其中每个分子的温度都为0℃
B．温度是物体分子热运动的平均速率的标志
C．温度是物体分子热运动平均动能的标志
D．温度可从高温物体传递到低温物体，达到热平衡时，两物体温度相等
【解析】　温度是对大量分子而言的，每个单分子的温度没有意义，温度是分子热运动平均动能的标志，不是平均速率的标志，A、B错，C对；热传递的是热量不是温度，D错误．
【答案】　C
8．分子间有相互作用的势能，规定两分子相距无穷远时，两分子间的势能为零．设分子a固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直到它们之间的距离最小．在此过程中，a、b之间的势能(　　)
A．先减小，后增大，最后小于零
B．先减小，后增大，最后大于零
C．先增大，后减小，最后大于零
D．先增大，后减小，最后小于零

【解析】　当分子b从无穷远处向a运动时，开始b受到分子力的合力是引力，分子力做正功，分子势能减小；当分子间距离为r0时，分子力为零，分子势能最小，b分子的动能最大；由于惯性，b分子将继续向a运动，此时r＜r0，分子力为斥力，分子力对b做负功，分子势能增大，当它们之间的距离最小时，b的动能为零，设此时分子势能为Ep，b在无穷远处的动能为Ek，由于整个过程中只有分子力做功，所以分子的势能和动能的总和保持不变，有Ep＝Ek＞0，其分子势能与分子之间距离关系如图所示，所以此过程中，a、b间的势能变化是：先减少，后增大，最后大于零．
【答案】　B
9．(1)1 g 100 ℃的水和1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法是否正确？
①分子的平均动能和分子的总动能都相同．
②它们的内能相同．
(2)液体汽化时吸收的热量转化为哪种能量？
【解析】　(1)①正确.1 g水与1 g水蒸气的分子数一样多，两者的温度都是100 ℃.因温度是分子平均动能的标志，故两者分子的平均动能和分子的总动能都相同．
②不正确．水变为水蒸气时要吸收热量，吸收的热量转化为水蒸气的内能，因此1 g 100 ℃的水蒸气要比1 g 100 ℃的水的内能大．
(2)液体汽化时都要吸收一定的热量，吸收的热量并没有增大物体内分子的平均动能，而是使分子势能增大，从而使物体的内能增大．
【答案】　见解析
能力提升
1．下列说法正确的是(　　)
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，则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】　
选项
个性分析
结论
A
铁块熔化过程中，温度不变，吸收的热量用于增加分子势能
错误
B
宏观物体的速度和分子运动的动能无关
错误
C
热量是从高温物体传到低温物体，并非从内能大的物体传到内能小的物体
错误
D
温度相同，分子的平均动能相同，内能还与分子数和分子势能有关，故内能可能不同；温度相同，分子的平均动能相同，但分子质量可能不同，故分子的平均速率可能不同
正确
【答案】　D
2．雨滴下落，温度逐渐升高，在这个过程中(　　)
A．雨滴内分子的势能在减小，动能在增加
B．雨滴内每个分子的动能都在不断增加
C．雨滴内水分子的平均速率不断增大
D．雨滴内水分子的势能在不断增大
【解析】　温度是分子平均动能的标志，温度升高时，水分子的平均动能增加，平均速率增加，但每个分子的动能和速率不一定增加，应选C.
【答案】　C
3．下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是(　　)
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．物体的内能越大，热量越多
C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D．物体的温度不变，其内能就不变化
【解析】　热量只是传热过程中的物理量，故A、B错．温度是分子平均动能的标志，故C对．温度不变，分子平均动能不变，分子势能可能变化，D错．
【答案】　C
4．(多选)氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是(　　)
A．氧气的内能较大
B．氢气的内能较大
C．两者内能相等
D．氢气分子的平均速率较大
【解析】　温度相同分子的平均动能相同，由于质量相同，而氧气分子的质量大于氢气分子的质量，所以氢气的物质的量多，分子个数多，所以氢气的内能较大，氢气分子的平均速率较大，故B、D选项正确．
【答案】　BD
5．(多选)关于内能和机械能下列说法中不正确的是(　　)
A．内能和机械能各自含动能和势能，因此，它们在本质上是一样的
B．运动物体的内能和机械能均不为零
C．一个物体的机械能可以为零，但它们的内能永远不可能为零
D．物体的机械能变化时，它的内能可以保持不变
【解析】　机械能是指宏观物体动能、重力势能和弹性势能等；内能是指分子动能、分子势能，有本质区别，故A选项错误；分子永不停息地做热运动，所以物体的内能不能为零，但物体的机械能具有相对性，可以为零，所以B选项错误．
【答案】　AB
6．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，若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摄氏度？子弹比热容为130 J/(kg·℃)
【解析】　设子弹的质量为m，由题意得
η＝mcΔt，
子弹升高温度Δt＝，
代入已知数据得Δt＝57.7℃.
【答案】　57.7 ℃
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