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

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

滾動(dòng)檢測(cè)(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(duì)的得7分,選對(duì)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(shì)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(duì)于單個(gè)分子來說,溫度是沒有意義的,因此,A不對(duì),有的同學(xué)認(rèn)為B對(duì),這顯然把內(nèi)能與機(jī)械能混淆了,物體內(nèi)能是對(duì)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(shì)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(duì)物體整體而言,物體整體的動(dòng)能和勢(shì)能不變,物體仍具有內(nèi)能,可見B不對(duì),有的同學(xué)認(rèn)為C對(duì),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(shì)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(shì)能隨著分子間的距離減小而增大;當(dāng)rr0時(shí),分子勢(shì)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(shì)能先減小后增加D分子勢(shì)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)能的關(guān)系可知,分子勢(shì)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)能在r<r0時(shí),分子勢(shì)能隨r的增大而減小,r0處最小,在r>r0時(shí),分子勢(shì)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(shì)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(shì)能的說法,正確的是 ()A分子間的距離增大,分子勢(shì)能也增大B分子間的距離減小,分子勢(shì)能增大C當(dāng)分子間的距離rr0時(shí),分子勢(shì)能為零D當(dāng)分子間的距離rr0時(shí),分子勢(shì)能最小解析分子勢(shì)能的變化與分子力做功密切相關(guān),分子力做正功分子勢(shì)能減小,分子力做負(fù)功分子勢(shì)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(shì)能是增大還是減少由此可見,當(dāng)rr0時(shí),分子勢(shì)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(duì)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(duì)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(shì)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(shì)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(duì)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(shì)能不一定減小,例如將處于原長(zhǎng)的彈簧壓縮,分子勢(shì)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(shì)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(duì)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)能減小,故不能說物體體積增大,分子勢(shì)能一定增大,只能說當(dāng)物體體積變化時(shí),其對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能也變化(3)圖像如圖所示答案見解析

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