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3.分析物体内能问题的四点提醒
(1)内能是对物体的大量分子而言的,对于单个分子的内能没有意义。 (2)决定内能大小的因素为:物质的量、温度、体积、以及物质状态。 (3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。
(4)温度是分子平均动能的标志,相同温度的任何物体,分子的平均动能相同。 [课时跟踪检测]
1.(多选)某气体的摩尔质量为M,分子质量为m 。若1摩尔该气体的体积为Vm,密度为ρ,则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为NA)( )
NA
A. VmC.
MB. mVmD.ρNA
M
ρNA
m
NA
解析:选ABC 1摩尔该气体的体积为Vm,则单位体积分子数为n＝,气体的摩尔质量
Vm
MM
为M,分子质量为m,则1 mol气体的分子数为NA＝,可得n＝,气体的密度为ρ,则1摩
mmVm
ρNAM
尔该气体的体积Vm＝,则有n＝,故D错误,A、B、C正确。
Mρ2.PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物,其飘浮在空中做无规则运动,很难自然沉降到地面。下列说法中不正确的是( )
A.气温越高,PM2.5运动越剧烈 B.PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C.PM2.5在空气中的运动就是分子的热运动 D.倡导低碳生活有利于减小PM2.5在空气中的浓度
解析:选C 由于PM2.5颗粒很小,PM2.5在空气中的运动是由于周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动,是布朗运动,只是空气分子热运动的反映,B正确,C错误；温度越高,分子运动越剧烈,PM2.5运动也越剧烈,A正确；因为矿物燃料燃烧的废气排放是形成PM2.5的主要原因,所以倡导低碳生活、减少化石燃料的使用能有效减小PM2.5在空气中的浓度,D正确。
3.(多选)关于分子间的作用力和分子势能,下列说法正确的是( ) A.分子之间的斥力和引力同时存在
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B.分子之间的引力随分子间距离的增大而增大,斥力则减小,所以在大于平衡距离时,分子力表现为引力
C.分子之间的距离减小时,分子力一直做正功 D.分子之间的距离增大时,分子势能可能增加
解析:选AD 分子间既存在引力,也存在斥力,引力和斥力都随分子间距离的减小而增大,随分子间距离的增大而减小,只是斥力变化的快,所以当分子间距离大于r0时分子力表现为引力,小于r0时表现为斥力,故A正确、B错误；当分子力表现为引力,相互靠近时分子力做正功,当分子力表现为斥力,相互靠近时分子力做负功,故C错误；当分子力表现为引力,分子之间的距离增大时分子力做负功,分子势能增加,故D正确。
4.(多选)关于物体的内能,下列叙述正确的是( ) A.温度高的物体比温度低的物体内能大 B.物体的内能不可能为零
C.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同 D.物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关
解析:选BD 温度高低反映分子平均动能的大小,但由于物体不同,分子数目不同,所处状态不同,无法反映内能大小,选项A错误；由于分子都在做无规则运动,因此,任何物体内能都不可能为零,选项B正确；内能相同的物体,它们的分子平均动能不一定相同,选项C错误；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关,故选项D正确。
5.(2019·河北省“名校联盟”质监)下列选项正确的是( ) A.液体温度越高,悬浮颗粒越大,布朗运动越剧烈
B.布朗运动是指悬浮在液体中固体颗粒的分子的无规则运动 C.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 D.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
解析:选D 温度越高,分子运动越剧烈,悬浮在液体中的颗粒越小,撞击越容易不平衡,则它的布朗运动就越显著,A错误；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,不是分子的无规则运动,B错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的,液体中的扩散现象是由于液体分子的
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无规则运动引起的,C错误,D正确。
6.(2019·山西省长治、运城市联考)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动从A点开始,他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D等这些点,把这些点连线形成如图所示折线图,则关于该粉笔末的运动,下列说法正确的是( )
A.该折线图是粉笔末的运动轨迹
B.粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动 C.经过B点后10 s,粉笔末应该在BC的中点处
D.粉笔末由B到C的平均速度大于由C到D的平均速度
解析:选B 该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹,分子运动是无规则的,故A错误；粉笔末受到水分子的碰撞,做无规则运动,所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动,故B正确；由于运动的无规则性,所以经过B点后10 s,我们不知道粉笔末在哪个位置,故C错误；任意两点之间的时间间隔是相等的,所以位移越大,则平均速度就越大,故粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度,故D错误。
7.(多选)(2020·河北省张家口市模拟)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大 B.外界对物体做功,物体内能一定增加 C.温度越高,布朗运动越明显
D.当分子间的距离增大时,分子间作用力就一直减小
解析:选AC 温度高的物体内能不一定大,内能还与质量、体积有关,但分子平均动能一定大,因为温度是分子平均动能的标志,故A正确；改变内能的方式有做功和热传递,若外界对物体做功的同时物体放热,内能不一定增加,故B错误；布朗运动是由液体分子碰撞的不平衡造成的,液体温度越高,液体分子热运动越激烈,布朗运动越显著,故C正确；当分子间的距离从平衡位置增大时,分子间作用力先增大后减小,故D错误。
8.如图所示,将甲分子固定于坐标原点O处,乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处,r1、
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r2、r3为r轴上的三个特殊的位置,甲、乙两分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示,设两分子间距离很远时,Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止释放,下列说法中正确的是( )
A.虚线为Ep-r图线、实线为F-r图线
B.当分子间距离r C.乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动,从r2到r1做加速度增大的加速运动 D.乙分子从r4到r2的过程中,分子势能先增大后减小,在r1位置时分子势能最小 解析:选A 由于分子间的距离等于平衡位置的距离时,分子势能最小,所以虚线为分子势能图线(Ep-r图线),实线为分子间作用力图线(F-r图线),选项A正确；由于分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成,所以无论两个分子之间的距离多大,分子之间既存在斥力,又存在引力,选项B错误；乙分子从r4到r2所受的分子力(表现为引力)先增大后减小,根据牛顿第二定律,乙分子做加速度先增大后减小的加速运动,乙分子从r2到r1所受的分子力(表现为斥力)一直增大,根据牛顿第二定律,乙分子做加速度增大的减速运动,选项C错误；根据分子势能图线可知,乙分子从r4到r1的过程中,分子势能先减小后增大,在r2位置时分子势能最小,选项D错误。 9.(2019·威海模拟)根据分子动理论,物质分子之间的距离为r0时,分子所受的斥力和引力相等,以下关于分子力和分子势能的说法正确的是( ) A.当分子间距离为r0时,分子具有最大势能 B.当分子间距离为r0时,分子具有最小势能 C.当分子间距离大于r0时,分子引力小于分子斥力 D.当分子间距离小于r0时,分子间距离越小,分子势能越小 解析:选B 可以根据分子力做功判断分子势能的变化,分子力做正功,分子势能减小,分 第 15 页 共 70 页 子力做负功,分子势能增加。r＞r0时,分子力表现为引力,r＜r0时,分子力表现为斥力,当r从无穷大开始减小,分子力做正功,分子势能减小,当r减小到r0后继续减小时,分子力做负功,分子势能增加,所以在r0处有最小势能。在r＞r0时,r越大,分子势能越大,在r＜r0时,r越小,分子势能越大。故B正确,A、C、D错误。 10.(多选)甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴方向运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示,设乙分子在移动过程中所具有的总能量为0,则下列说法正确的是( ) A.乙分子在P点时加速度为0 B.乙分子在Q点时分子势能最小 C.乙分子在Q点时处于平衡状态 D.乙分子在P点时动能最大 解析:选AD 由题图可知,乙分子在P点时分子势能最小,此时乙分子受力平衡,甲、乙两分子间引力和斥力相等,乙分子所受合力为0,加速度为0,选项A正确；乙分子在Q点时分子势能为0,大于乙分子在P点时的分子势能,选项B错误；乙分子在Q点时与甲分子间的距离小于平衡距离,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,所以乙分子在Q点所受合力不为0,故不处于平衡状态,选项C错误；乙分子在P点时,其分子势能最小,由能量守恒可知此时乙分子动能最大,选项D正确。 11.(2020·山东省德州质检)关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是( ) A.热量不能从低温物体传递到高温物体 B.物体放出热量,其内能一定减少 C.温度高的物体的内能一定大,但分子平均动能不一定大 D.若两分子间的距离减小,则分子间的引力和分子间的斥力均增大 解析:选D 根据热力学第二定律可知,热量可以从低温物体传递到高温物体,但要引起其他的变化,选项A错误；根据热力学第一定律,ΔU＝W＋Q,若物体放出热量且外界对物体
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