- 分子势能
- 共49题
右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离的关系曲线。下列说法正确的是
正确答案
解析
分子间距等于r0时分子势能最小,即r0= r2。当r小于r1时分子力表现为斥力;当r大于r1小于r2时分子力表现为斥力;当r大于r2时分子力表现为引力,A错BC对。在r由r1变到r2的过程中,分子斥力做正功分子势能减小,D错误。
知识点
关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是____。
正确答案
解析
改变内能有热传递和做功,如果吸热比对外做功要少得话,物体的内能会减小,所以答案A错;在引起变化的条件下,热量可以从低温传给高温如空调等所以答案B错;在分子力为排斥力时距离增大分子势能减小,答案C错,正确答案选D.
知识点
(1)(6分)下列叙述中,正确的是________(填入正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A. 布朗运动是固体小颗粒的运动,是液体分子的热运动的反映
B. 分子间距离越大,分子势能越大;分子间距离越小,分子势能也越小
C. 两个铅块紧压后能连在一起,说明分子间有引力
D. 用打气筒向篮球充气时需用力,说明气体分子间有斥力
2E温度升高,物体的内能却不一定增大
(2)(9分)两个完全相同的钢瓶,甲装有3 L的液体和1 L、6个大气压的高压气体;乙内有1个大气压的4 L气体;现将甲瓶倒置按如图所示连接,将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)。
①试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少,甲瓶内部气体压强如何变化,试用分子动理论做出解释。
②甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体?
正确答案
(1)ACE
(2)①压强变小,理由见解析;②2L
解析
(1)布朗运动不是液体分子的运动,而是悬浮在液体中的小颗粒的运动,它反映了液体分子的运动,A正确;若取两分子相距无穷远时的分子势能为零,则当两分子间距离大于r0时,分子力表现为引力,分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功),当分子间距离小于r0时,分子力表现为斥力,分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功),故B错误;用打气筒向篮球充气时需用力,是由于篮球内气体压强在增大,不能说明分子间有斥力,D也不正确,物体的内能取决于温度、体积及物体的质量,温度升高,内能不一定增大,E正确。
(2)①缓慢压装过程中甲瓶内气体膨胀,单位体积内的分子数减少,温度不变,分子的平均动能不变,单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数减少,压强变小,(3分)
②设甲瓶内最多有体积为x的液体进入乙瓶,乙瓶中灌装液体前,气体压强为p乙=1 atm,体积为V乙=4 L;灌装后体积最小变为=4 L-x,此时乙瓶中气体压强与甲瓶内气体压强相等为p,由等温变化得:p乙V乙=p (2分)
甲瓶中气体开始时气压为p甲=6 atm,体积为V甲=1 L,结束后压强为p,体积为=1 L+x
由等温变化得p甲V甲=p (2分)
联立并代入数据解得x=2L(2分)
知识点
(1)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是_____________(填入正确选项前的字母)。
A在>阶段,F做正功,分子动能增加,势能减小
B在<阶段,F做负功,分子动能减小,势能减小
C在=时,分子势能最小,动能最大
D在=时,分子势能为零
E分子动能和势能之和在整个过程中不变
(2)如图,一气缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、面积为S的活塞将一定量的气体封闭在气缸内,平衡时活塞与气缸底相距L,现让小车以一较小的水平恒定加速度向右运动,稳定时发现活塞相对于气缸移动了距离d,已知大气压强为,不计气缸和活塞间的摩擦;且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为;整个过程中温度保持不变,求小车加速度的大小。
正确答案
见解析。
解析
(1)在>阶段,分子力为引力,相互靠近时分子力做正功,分子动能增加,势能减小,A项正确;同理,在<阶段,F做负功,分子动能减小,势能增大,B错;在=时,分子力做正功最多,所以分子势能最小且为负值,动能最大,C项正确D错误;分子力做功,分子势能和动能相互转化,总和不变,E项正确。
(2)设小车加速度大小为,稳定时气缸内气体的压强为,活塞受到气缸内外气体的压力分别为
①
. ②
由牛顿第二定律得
③
小车静止时,在平衡情况下,气缸内气体的压强为,由玻意耳定律得
④
式中 ⑤
⑥
联立①②③④⑤⑥式得
⑦
知识点
(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是_______。
a. 液体的分子势能与体积有关
b. 晶体的物理性质都是各向异性的
c. 温度升高,每个分子的动能都增大
d. 露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点h1=14cm。后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点h2=44cm。(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能_______填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将_______(填“吸热”或“放热”)。
正确答案
(1)a、d
(2)①364K ②增大;吸热
解析
(1)物体体积变化时,分子间的距离将发生改变,分子势能随之改变,所以分子势能与体积有关,a正确。晶体分为单晶体和多晶体,单晶体的物理性质各向异性,多晶体的物理性质各向同性,b错误。温度是分子平均动能的标志,具有统计的意义,c错误。液体表面的张力具有使液体表面收缩到最小的趋势,d正确。
(2)①设恒温槽的温度为,由题意知A内气体发生等容变化
由查理定律得①
②
③
联立①②③式解得 ④
②理想气体的内能只由温度决定,A气体的温度升高,所以内能增大。
由热力学第一定律知,气体不对外做功,气体将吸热。
知识点
扫码查看完整答案与解析