高中物理选修3-3课时作业3：7.5 内能

题组一分子动能
1.关于温度，下列说法正确的是()
A.温度升高，每个分子的动能都增大
B.物体运动速度越大，分子总动能越大，因而物体温度也越高
C.一个分子运动的速率越大，该分子的温度越高
D.温度是大量分子无规则热运动的平均动能的标志
答案 D
解析温度升高，分子的平均动能变大，而不是每个分子的动能都变大，故A错.物体宏观运动的速度对应的是机械能(动能)，与分子无规则热运动的平均动能无关，与物体的温度无关，B错；温度是对大量分子而言的，是统计、平均的概念，对单个分子无意义，C错.
2.下列说法中正确的是()
A.只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同
B.分子动能指的是由于分子定向运动具有的能
C.10个分子的动能和分子势能的总和就是这10个分子的内能
D.温度高的物体中的每一个分子的运动速率一定大于温度低的物体中的每一个分子的运动速率
答案 A
解析温度相同，物体分子的平均动能相同，故A正确；分子动能指的是由于分子做无规则热运动而具有的能，B错误；物体内能是对大量分子而言的，对于10个分子无意义，故C错误；温度高的物体分子的平均运动速率大(相同物质)，但具体的每一个分子的运动速率是不确定的，可能大于平均运动速率，也可能等于平均运动速率，也可能小于平均运动速率，故D错误.
题组二分子势能
3.关于分子势能和物体体积的关系，下列说法中正确的是()
A.当物体体积增大时，其分子势能必定增大
B.当物体体积增大时，其分子势能不一定增大
C.当物体体积减小时，其分子势能必定减小
D.当物体体积不变时，其分子势能一定不变
答案BD
解析物体的分子势能与体积不是单值对应的关系，分子势能相同，体积不一定相同，而体积不变，分子势能一定不变.
4.下列分子势能一定减小的情况是()
A.分子间距离减小时
B.分子间表现为斥力且分子间距离增大时
C.分子动能增大时
D.分子间作用力做负功时
答案 B
解析当分子间距离减小时，分子间的作用力可能做正功，也可能做负功，所以分子势能可能增大也可能减小，A错误；当分子间表现为斥力且分子间距离增大时，分子间的作用力做正功，分子势能减小，B正确；分子动能与分子势能没有关系，C错误；分子间的作用力做负功时，分子势能增大，D错误.
5.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是()
答案 B
解析当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小.故选项B正确.
6.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法正确的是()
A.分子力先增大，后一直减小
B.分子力先做正功，后做负功
C.分子动能先增大，后减小
D.分子势能先增大，后减小
E.分子势能和分子动能之和不变
答案BCE
解析两分子从相距较远处仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近的过程中，分子力先表现为分子引力后表现为分子斥力，分子间距离r>r0时，随着距离r的减小，分子力先增大后减小，分子间距离r<r0时，分子力一直增大至最大，故选项A错；在两分子靠近的过程中，分子引力做正功、分子斥力做负功，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，所以选项B、C正确，选项D错；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和分子动能之和不变，选项E正确.
题组三内能
7.下列说法正确的是()
A.分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能
B.物体的分子势能由物体的温度和体积决定
C.物体的速度增大时，物体的内能增大
D.物体的动能减小时，物体的温度可能增加
答案 D
解析内能是对物体内所有分子而言的，单个分子无内能可言，选项A错误；物体的分子势能由分子间距离决定，宏观上表现为由物体的体积决定，所以选项B错误；物体的宏观速度与物体的内能没有关系，物体的动能与物体的温度没有关系，故选项C错误，D正确.
8.下列说法中正确的是()
A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大
B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大
C.物体温度降低，其内能一定增大
D.物体温度不变，其内能一定不变
答案 B
解析温度是物体分子平均动能的标志，所以物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大，A错，B对；影响物体内能的因素是温度、体积和物质的量，所以只根据温度的变化情况无法判断内能的变化情况，C、D错.
9.三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是；在不计分子势能的情况下，气体内能最大的是.
答案氢气氢气
解析它们的平均动能相同，即1
2m O v
2
O
＝
1
2m N v
2
N
＝
1
2m H v
2
H
，而分子质量的大小关系为
m O>m N>m H，所
以有v H>v N>v O，又因三种气体的质量相同，氢气的分子总数最多，由气体内能E内＝N E k 可知，氢气内能最大.
10.飞机从地面由静止起飞，随后在高空做高速航行.有人说：“在这段时间内，飞机中乘客的势能、动能都增大了，他的所有分子的动能和势能也都增大了，因此乘客的内能增大了.”这种说法对吗？为什么？
答案见解析
解析这种说法不对.因为机械能与内能是两个不同的概念，与机械能相关的是物体宏观上的机械运动，其大小因素由物体的质量、速度及相对高度决定，题中乘客的机械能增加了，但是物体的内能是由它的物质的量、温度、体积决定，乘客的体积、物质的量不变，也没有明确温度怎么变化，所以无法判断乘客内能的变化.
11.(1)1kg的40℃的水跟1kg的80℃的水哪个内能多？
(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水哪个内能多？
(3)一杯100℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？
(4)1kg的100℃的水跟1kg的100℃的水蒸气哪个内能多？
答案(1)1kg的80℃的水(2)2kg的40℃的水(3)一池塘常温下的水(4)1kg的100℃的水蒸气
解析(1)两者质量一样，同种物质，所以分子数目一样，而80℃的水比40℃的水的水分子平均动能大，所以1kg的80℃的水的总动能比1kg的40℃的水大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1kg的80℃的水的内能多.
(2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水比较，2kg的40℃的水内能多，因为后者分子数目多.
(3)虽然100℃的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯100℃的开水的内能多.
(4)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但100℃的水蒸气分子
势能比100℃的水大，故1kg的100℃的水蒸气的内能比1kg的100℃的水的内能多.。