高中物理--内能练习题
高中物理竞赛第三阶段 第二讲 理想气体的内能(无答案)
1. 理想气体的压强，温度的微观解释2. 理想气体的内能3. 热力学第一定律知识点拨一．理想气体的微观模型先来作个估算：在标准状态下，1mol 气体体积1330104.22--⨯=moI m V ，分子数1231002.6-⨯=moI N A ，若分子直径m d 10100.2-⨯=，则分子间的平均间距m N V L A 93/101034.3)/(-⨯==，相邻分子间的平均间距与分子直径相比17/≈d L 。
由此可知：气体分子间的距离比较大，在处理某些问题时，可以把气体分子视为没有大小的质点；同时可以认为气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞之外，分子力也忽略不计，分子在空间自由移动，也没有分子势能。
因此理想气体是指分子间没有相互作用和分子可以看作质点的气体。
这一微观模型与气体愈稀薄愈接近于理想气体的宏观概念是一致的。
1．理想气体的压强宏观上测量的气体施给容器壁的压强，是大量气体分子对器壁不断碰撞的结果。
在通常情况下，气体每秒碰撞21cm 的器壁的分子数可达2310。
在数值上，气体的压强等于单位时间内大量分子施给单位面积器壁的平均冲量。
可以用动量定理推导，其表达式为K n P ε32=设气体分子都以平均速率运动，因沿上下、左右、前后各向运动的机会均等，所以各占总数的．若分子的数密度（即单位体积内气体的分子数）为，则单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数应为．每个分子每次与器壁碰撞时将施于器壁的冲量，所以压强，假设每个分子的速率相同．每个分子的平均平动动v 16n 1(1)6n v ×2mv 211(1)263p n v mv nmv ==××知识体系介绍第二讲 理想气体的内能能，所以．，式中n 是单位体积内分子个数，221υεm K=是分子的平均平动动能，n 和K ε增大，意味着单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，分子碰撞器壁一次给予器壁的平均冲量增大，因而气体的压强增加。
高中物理 知识点考点解析含答案 巩固练习 温度、物体的内能
【巩固练习】一、选择题1．当物体的温度升高时，下列说法正确的是（ ）．A ．每个分子的温度都升高B ．每个分子的热运动都加剧C ．每个分子的动能都增大D ．物体分子的平均动能增大2．关于温度，下列说法中正确的是（ ）．A ．热运动速率大的分子，其温度高B ．热运动动能大的分子，其温度高C ．物体若失去一批速率大的分子，则物体的温度必然下降D ．温度相同的物体，它们分子的平均动能相等3．三个系统A 、B 、C 处于热平衡状态，则关于它们的温度的说法正确的是（）． A ．它们的温度可以有较大的差别 B ．它们的温度可以有微小的差别C ．它们的温度一定相同D ．无法判断温度的关系4．关于各种温标的说法正确的是（ ）．A ．摄氏温标和热力学温标的建立依据都是相同的B ．摄氏温标表示的温度值与热力学温标表示的温度值应始终相同C ．热力学温标比其他温标更科学D ．温标只是一种标准，没有什么科学性而言5．有两个温度：T=35 K ，t=35℃，关于它们所表示的温度的高低，则（ ），A ．T ＞tB ．T ＜tC ．T ＝tD ．无法比较6．（2015 南阳期中）关于热力学温度的下列说法中，正确的是（ ）．A ．热力学温度的0K 等于－273.15℃B ．热力学温度与摄氏温度中每一度的大小是相同的C ．热力学温度的0度是不可能达到的D ．物体温度可能低于绝对零度7．关于热力学温标和摄氏温标，下列说法中正确的是（ ）．A ．热力学温标中的每1K 与摄氏温标中每1℃大小相等B ．热力学温度升高1 K 大于摄氏温度升高1℃C ．热力学温度升高1 K 等于摄氏温度升高1℃D ．某物体摄氏温度为10℃，即热力学温度为10 K8．下列关于分子动能的说法，正确的是（ ）．A ．物体的温度升高，每个分子的动能都增大B ．物体的温度升高，分子的总动能增大C ．如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则其平均动能为212mvD ．分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比9．对于分子势能与体积的关系，下列说法中正确的是（）．A．物体体积增大，分子势能增大B．气体分子的距离增大，分子势能减小C．物体体积增大，分子势能有可能增大D．物体体积减小，分子势能增大10．一块10℃的铁与一块10℃的铝相比，以下说法中正确的是（）．A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等D．以上说法均不正确11．当分子间距离大于10r0（r0是分子平衡距离）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，分子势能不是零12．甲、乙两物体由同种物质组成，它们的质量和温度均相同，下列说法正确的是（）．A．甲、乙两物体中每个分子的动能都相同B．甲、乙两物体分子的平均动能相同C．甲、乙两物体的内能一定相同D．甲、乙两物体分子的平均动能有可能不同13．以下说法中正确的是（）．A．物体机械能为零，内能不为零是可能的B．温度相同、质量相同的物体具有相同的动能C．温度越高，物体的内能越大D．0℃的冰的内能比等质量的0℃的水的内能大14．有两个分子，用r表示它们之间的距离，当r=r0时，两分子间的斥力和引力相等，使两个分子从相距很远处（r?r0）逐渐靠近，直至不能靠近为止（r＜r0）．在整个过程两分子间相互作用的势能（）．A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大加15．一定质量的0℃的冰熔化成0℃的水时其分子动能之和E k和分子势能之和E p的变化情况为（）．A．E k变大，E p变大B．E k变小，E p变小C．E k不变，E p变大D．E k不变，E p变小16．（2014 秦淮区一模）下列关于物体内能说法正确的是（）A．只有做功才能改变物体内能B．温度相同的物体内能一定相等C．0℃以上的物体才有内能D．内能小的物体也可以向内能大的物体传递内能17．如图所示，甲分子固定在坐标原点D，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示．图中分子势能的最小值为－E0．若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是（）．A．乙分子在P点（x=x2：）时，加速度最大B．乙分子在P点（x=x2）时，其动能为晶C．乙分子在Q点（x=x1）时，处于平衡状态D．乙分子的运动范围为x≥x118．(2015 德州二模) 下列说法中正确的是( )A．用打气筒给自行车打气需用力向下压活塞，这说明气体分子间有斥力B．物体体积增大时，分子间距增大，分子间势能也增大C．热量可以从低温物体传递到高温物体D．物体中所有分子的热运动动能的总和叫做物体的内能二、填空题19．如图所示为实验室温度计的示意图，它的最小刻度是1℃，此时它所示的温度是________℃．三、解答题20．对于某体积不变的理想气体，温度每升高1℃，压强就增大了t0℃时物体压强的1 273，设t0℃时物体压强为p0，则温度为t时，物体压强为多少？（用两种方式表示）21．天气预报说某地某日的最高气温是27℃，它是多少开尔文？进行低温研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？22．用质量为0.5 kg的铁锤去击打质量为50 g的铁钉，已知铁锤击打铁钉时的速度为12 m／s，且每次击打后铁锤不再弹起．如果在击打时有80％的能量变成内能，并且这些热量有50％被铁钉吸收，现要使铁钉温度升高10℃，问要击打铁钉多少次？[不计铁钉的体积变化，铁的比热容为460 J／(kg·℃)]【答案与解析】一、选择题1．【答案】D【解析】温度是物体分子平均动能的标志，不能表示每一个分子的情况。
高中物理《热力学定律》练习题(附答案解析)
高中物理《热力学定律》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．关于物体内能的变化，下列说法中正确的是（ ）A ．物体吸收了热量，它的内能可以减小B ．物体的机械能变化时，它的内能也一定随着变化C ．外界对物体做功，它的内能一定增加D ．物体既吸收热量，又对外界做功，它的内能一定不变2．一定质量的理想气体在某一过程中，外界对气体做了4810J ⨯的功，气体的内能减少了51.210J ⨯，则下列各式中正确的是（ ）A ．454810J 1.210J 410J W U Q =⨯∆=⨯=⨯，，B ． 455810J 1.210J 210J W U Q =⨯∆=-⨯=-⨯，，C ． 454810J 1.210J 210J W U Q =-⨯∆=⨯=⨯，，D ． 454810J 1.210J 410J W U Q =-⨯∆=-⨯=-⨯，，3．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）A ．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B ．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C ．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D ．由热力学第二定律可知从单一热源吸收热量，完全变成功是可能的4．关于固体、液体和气体，下列说法正确的是（ ）A ．晶体一定有规则的几何形状，形状不规则的金属一定是非晶体B ．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于水表面存在表面张力的缘故C ．木船浮在水面上是由于表面张力D ．外界对物体做功，物体的内能一定增加5．下列说法正确的是（ ）A ．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度6．关于能源，下列说法正确的是（）A．根据能量守恒定律，我们不需要节约能源B．化石能源、水能和风能都是不可再生的能源C．华龙一号（核电技术电站）工作时，它能把核能转化为电能D．能量的转化、转移没有方向性7．关于热现象，下列说法正确的是（）A．固体很难被压缩，是因为分子间存在斥力B．液体分子的无规则运动称为布朗运动C．气体吸热，其内能一定增加D．0°C水结成冰的过程中，其分子势能增加8．加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体（可视为理想气体）（）A．压强增大，内能减小B．压强减小，分子热运动的平均动能增大C．吸收热量，内能增大D．对外做功，分子热运动的平均动能减小二、多选题9．下列关于热力学第二定律的理解正确的是（）A．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的B．空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性C．从微观的角度看，热力学第二定律表明一个孤立系统总是向无序度更大的方向发展D．没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失，热机可以把燃料产生的内能全部转化为机械能10．一定质量的理想气体，其状态变化过程的p-V图像如图所示。
人教版高中物理选修3-3内能 能力训练.docx
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内能能力训练
1．以下关于分子运动或内能的说法，正确的是〔〕
A．布朗运动就是分子的热运动
B．一个物体的内能是可以等于零的
C．外力对物体做功时，物体的内能不一定增加
D．分子热运动的平均速率就是物体运动速度的大小
2．两个温度不同的物体相接触，热平衡后，它们具有的相同物理量是〔〕
内能
分子平均动能
分子势能
D．热量
3．如图所示，直立容器中有被隔板隔开的A、B两部分气体，A的密度较小，B的密度较大．抽去隔板，加热气体并使两部分气体充分混合．设这一过程中，气体吸收的热量为Q，气体内能的增量为ΔU，则Q=_______ΔU（填“＞”、“=”、“＜”）．
4．壶里的水被加热而温度升高，水的内能怎样改变？液体的热膨胀很小，可不予
考虑.
5．一根烧红了的铁棍逐渐冷却下来，铁棍的内能怎样改变？固体的热膨胀很小，可不予考虑.
6．设想我们对固体进行压缩. 当分子间的距离小于r0时，随着固体被压缩，分子势能怎样改变？
7．一颗炮弹在高空中以某一速度v飞行. 有人说：由于炮弹中所有分子都具有这一速度，所以分子具有动能；又由于所有分子都在高处，所以分子又具有势能. 因此，所有分子的上述动能和势能的总和就是炮弹的内能. 上述说法是否正确？为什么？
答案：
1． C
2． B
3．＞
4．水的内能增加.
5．铁棍的内能减小.
6．当分子间的距离小于r0时，随着固体被压缩，分子势能增加.
7．不对.物体的内能是物体内分子具有的动能和势能的和，而不是宏观物体具有的动能和势能的和. 物体的内能仅与分子运动快慢和分子间的相对位置有关.。
2023年人教版高中物理复习考点培优训练 考点三十六分子动理论内能
三十六分子动理论内能(40分钟100分)一、选择题(共9小题，每小题7分，共63分)1．关于布朗运动，下列说法正确的是( )A．布朗运动只能在液体中发生B．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动C．布朗研究悬浮在水中的花粉颗粒时，用放大镜看到了花粉的无规则运动D．我们把墨汁滴在水中，不能用肉眼看到炭粒做布朗运动【解析】选D。
布朗运动产生的原因是周围液体(或气体)分子对悬浮颗粒撞击的不均衡造成的，在气体中也能发生，A错误。
从阳光中看到的尘埃，其尺寸往往比布朗运动中固体微粒的尺寸大得多，它们在空中的无序翻滚主要是在重力、浮力和气流的共同影响下形成的，不是布朗运动，B错误。
要观察布朗运动必须借助于显微镜，用放大镜不能看到，更不可能用肉眼直接观察到，故C错误，D正确。
2．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的( )A.引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大【解析】选D。
露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠，液化过程中，分子间的距离变小，引力与斥力都增大，D正确。
3．(2021·太原模拟)如图所示为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法中正确的是( )A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r1时，分子间的作用力为零D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功【解析】选B。
因为当分子间相互作用力为零时，分子势能最小，从图中可知分子势能最小时，分子间的距离为r2，故当r等于r2时分子间作用力为零，C错误；当r小于r1时，随着距离的减小，分子势能增大，即减小分子间距离分子力做负功，所以表现为斥力，B正确；当r大于r1而小于r2时分子力表现为斥力，故r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功，当r大于r2时分子力表现为引力，A、D错误。
2018-2019学年人教版高中物理 必修二 7
2018-2019学年人教版高中物理必修二7.7 动能动能定理同步练习(共20题；共20分)1．（1分）关于物体的动能，下列说法正确的是（）A．质量大的物体，动能一定大B．速度大的物体，动能一定大C．速度方向变化，动能一定变化D．物体的质量不变，速度变为原来的两倍，动能将变为原来的四倍2．（1分）改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列几种情况下，汽车的动能可以变为原来4倍的是（）A．质量不变，速度增大到原来2倍B．速度不变，质量增大到原来2倍C．质量减半，速度增大到原来4倍D．速度减半，质量增大到原来4倍3．（1分）某物体做变速直线运动，在t1时刻速率为v，在t2时刻速率为nv，则在t2时刻的动能是t1时刻的（）A．n倍B．n/2倍C．n2倍D．n2/4倍4．（1分）子弹以水平速度v射入静止在光滑水平面上的木块M，并留在其中，则（）A．子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B．阻力对子弹做功小于子弹动能的减少C．子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D．子弹克服阻力做功大于子弹对木块做功5．（1分）下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是（）A．如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化D．物体的动能不变，所受合外力一定为零6．（1分）关于做功和物体动能变化的关系，正确的是（）A．只有动力对物体做功时，物体动能可能减少B．物体克服阻力做功时，它的动能一定减少C．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化D．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差7．（1分）用起重机将质量为m的物体匀速地吊起一段距离，那么作用在物体上各力的做功情况应该是下面的哪种说法（）A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功8．（1分）若物体在运动过程中受到的合外力不为零，则()A．物体的动能不可能总是不变的B．物体的加速度一定变化C．物体的速度方向一定变化D．物体所受合外力做的功可能为零9．（1分）质量不等，但具有相同初动能的两个物体，在摩擦系数相同的水平地面上滑行，直到停止，则（）A．质量大的物体滑行的距离大B．质量小的物体滑行的距离大C．它们滑行的距离一样大D．它们克服摩擦力所做的功一样多10．（1分）两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，最后都静止，它们滑行的距离是（）A．乙大B．甲大C．一样大D．无法比较11．（1分）质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上，若物体受水平力F的作用从静止起通过位移s时的动能为E1，当物体受水平力2F作用，从静止开始通过相同位移s，它的动能为E2，则（）A．E2＝E1B．E2＝2 E1C．E2＞E1D．E1＜E2＜2 E112．（1分）质量为m，速度为v的子弹，能射入固定的木板L深。
高考物理动能与动能定理及其解题技巧及练习题(含答案)及解析
高考物理动能与动能定理及其解题技巧及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示是一种特殊的游戏装置，CD 是一段位于竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧半径为10m ，末端D 处的切线方向水平，一辆玩具滑车从轨道的C 点处下滑，滑到D 点时速度大小为10m/s ，从D 点飞出后落到水面上的B 点。
已知它落到水面上时相对于O 点（D 点正下方）的水平距离10m OB =。
为了能让滑车抛到水面上的更远处，有人在轨道的下方紧贴D 点安装一水平传送带，传送带右端轮子的圆心与D 点的水平距离为8m ，轮子半径为0.4m （传送带的厚度不计），若传送带与玩具滑车之间的动摩擦因数为0.4，玩具滑车的质量为4kg ，不计空气阻力（把玩具滑车作质点处理），求 (1)玩具滑车到达D 点时对D 点的压力大小。
(2)如果传送带保持不动，玩具滑车到达传送带右端轮子最高点时的速度和落水点位置。
(3)如果传送带是在以某一速度匀速运动的（右端轮子顺时针转），试讨论玩具滑车落水点与传送带速度大小之间的关系。
【答案】(1)80N ；(2)6m/s ，6m ；(3)见解析。
【解析】 【详解】(1)玩具滑车到达D 点时，由牛顿第二定律：2DD v F mg m R-=解得2210=404=80N 10D D v F mg m R =++⨯；(2)若无传送带时，由平抛知识可知：D x v t =解得1s t =如果传送带保持不动，则当小车滑到最右端时，由动能定理：221122D mv mv mgL μ-=- 解得v =6m/s因为6m/s 2m/s v gR =>=，则小车从右端轮子最高点做平抛运动，则落水点距离传送带右端的水平距离：'6m x vt ==(3)①若传送带的速度v ≤6m/s ，则小车在传送带上运动时一直减速，则到达右端的速度为6m/s ，落水点距离传送带右端的水平距离为6m ； ②若小车在传送带上一直加速，则到达右端时的速度满足'221122D mv mv mgL μ-= 解得'241m/s v =若传送带的速度241m/s v ≥，则小车在传送带上运动时一直加速，则到达右端的速度为241m/s ，落水点距离传送带右端的水平距离为241m x vt ==；③若传送带的速度10m/s≥v ≥6m/s ，则小车在传送带上运动时先减速到v ，然后以速度v 匀速，则到达右端的速度为v ，落水点距离传送带右端的水平距离为vt=v m ；④若传送带的速度241m/s ≥v ≥10m/s ，则小车在传送带上运动时先加速到v ，然后以速度v 匀速，则到达右端的速度为v ，落水点距离传送带右端的水平距离为vt =v m 。
【高中物理】内能典型例题
【高中物理】内能典型例题例 1 下列关于物体内能的说法中正确的是（）A．物体运动速度越大，内能越大B．静止的物体没有动能，但有内能C．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大知识点考查对内能概念的理解闯关点拨本题考查内能与机械能的本质区别，解答问题的关键是明确内能与哪些因素有关及内能与机械能的区别．分析和解物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能．对于同一物体，温度越高，内能越大．答选D例2 关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确的是（）A．物体吸收热量，温度一定升高B．物体温度升高，一定是吸收了热量C．物体温度不变，就没有吸热或放热D．物体温度升高，内能增加知识点正确理解热量、内能和温度的概念闯关点拨解答本题时，要正确理解热量、内能和温度的概念，并明确它们之间的关系．解物体吸收热量使物体的内能增加，可以是分子的动能增加，也可以是分子势能增加．在物态变化过程中的晶体的熔化和液体的沸腾过程中，物体要吸收热量，但物体的温度不变，这时物体的内能增加主要表现在内部分子势能的增加．所以A不正确．改变物体内能有两种方式：做功和热传递．在没有明确说明是通过哪种方式改变物体内能的情况下，不能不能不假思索地做出判断．所以B不正确．物体的温度不变，只能说明物体内部分子的动能没有发生变化，并不能说明物体的内能没有发生变化，因为分子间的势能可能发生变化．C也不正确．答选D例3 下列事例中，属于做功改变物体内能的是（）A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高B．冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和C．两手互相摩擦，手感觉暖和D．在阳光照射下，水盆里的水温度升高知识点区分改变内能的两种方式闯关点拨 A、B、D都是通过热传递使物体的内能增加，C是由于双手克服摩擦做功，将机械能转化为内能使手的内能增加的．答选C例4 以下现象中，由内能转化为其他形式能的现象是（）A．古代人“钻木取火”B．电炉通电后，电炉丝发红了C．晒太阳时感到暖和D．水壶中水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起来知识点考查做功改变内能的过程中能量的转化闯关点拨做功改变物体的内能实质上是物体的内能与其他形式能的相互转化过程，分两种情况：一是外界对物体做功，将其他形式能转化为内能；二是物体对外界做功，将内能转化为其他形式能．解“钻木取火”是机械能转化为内能，A错；电流做功，也属于做功改变物体的内能，它是电能转化为内能，B错；C是通过热传递方式改变了内能，只是内能发生了转移，C也错；水壶中水沸腾时，生成大量高温高压的水蒸气，顶起壶盖，对壶盖做了功，使水蒸气的内能减少，是内能转化为机械能，故D正确．答选D例5 关于物体的内能，下列说法正确的是（）A．物体运动得越快，内能越大B．物体举得越高，内能越大C．物体运动得越快，举得越高，内能越大D．物体温度越高，内能越大闯关点拨本题考查内能与机械能的本质区别，解答问题的关键是明确内能与哪些因素有关及内能与机械能的区别．解在分析物体内能大小时，应注意物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能．对于同一物体，温度越高，内能越大．答选D例6 关于内能、温度和热量的下列说法中，正确的是（）A．高温物体具有的一定比低温物体具有的内能多B．物体的温度越高，含有的热量越多C．在内能转移的过程中，越多有热传递发生D．物体的内能增加，一定是对物体做了功闯关点拨内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，可见物体的内能大小，不仅与分子的热运动有关，还与分子数目的多少和分子势能有关，而物体的温度越高时，分子无规则运动越剧烈，只说明分子动能较大．故选项A不正确；热量是物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，离开热传递，说一个物体含热量的多少是错误的．故选项B不正确；做功、热传递在改变物体内能的效果上是相同的，宏观上表现为物体温度的变化或物态的变化，但做功和热传递的实质是不同的，做功是内能和其他形式能的相互转化，而热传递是物体间内能的转移．选项C正确．答选C来源：范丰梅的物理博客感谢您的阅读，祝您生活愉快。
安徽省2020届中考物理大一轮素养突破 练习题：第15讲 内能 内能的利用
第15讲内能内能的利用练习1基础训练一、填空题1.(2019合肥50中二模)合肥市环境监测中心会对市区环境进行监测，并对地区环境质量进行综合分析.4 月23日12 时更新的合肥PM2.5 指数为27，空气质量优．PM2.5 是指大气中直径小于等于2.5 μm 的颗粒物，它们在空气中做无规则运动，很难沉降到地面．PM2.5 在空气中的运动________(选填“属于”或“不属于”)分子的热运动．2．(2019江西)当液体温度升高时，其分子________加剧，以致于表层中有更多的分子脱离液体分子的束缚跑到空气中去．气体分子间距很大，相互作用力很小，表现为气体没有固定的________和体积．3．(2019凉山州)南极洲的冰川________内能(选填“具有”或“不具有”)，古人钻木取火是通过________的方式来改变物体内能的．4. (2019怀化)云南省罗富县具有一长达27 km的连续下坡山区公路，有经验的老司机在下坡前往往先在汽车的各个轮胎上浇水，防止在下坡时因连续刹车使轮胎和刹车片过热，容易造成交通事故．用水作冷却剂是利用了水的________大的特点.5. (2019广东改编)某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程．如图为________冲程工作示意图，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为________．第5题图6. (2019合肥46中模拟)电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远(如图)，此过程中的能量转化方式与汽油机的________冲程类似．实验时在盒内滴入2 g酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是________ J．(q酒精＝2×107 J/kg)第6题图7. (2019无锡)用煤气灶将质量为4 kg的水，从25 ℃加热到50 ℃，水吸收的热量为______J．若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量，则需要完全燃烧______kg的煤气．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]8. (2020原创)用两个相同的加热器给质量相等的物质甲和水加热，它们的温度随时间变化的关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为______J/(kg·℃)．[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，不计热量损失]第8题图二、选择题9. (2019盐城)将红墨水滴入水中，一会儿整杯水变红了．这一现象中()A. 只有水分子运动，进入墨水分子间隙B. 只有墨水分子运动，进入水分子间隙C. 水分子和墨水分子都在运动，彼此进入对方的分子间隙D. 水分子和墨水分子都在运动，只是墨水分子进入水分子间隙10. (2019南京)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是()A. 温度相同的物体内能一定相等B. 汽油机做功冲程中燃气的内能减小C. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多D. 电能可以使灯泡发光，同时产生内能，这些内能又可以自动地转化为电能11. (2019自贡)下面实例采用做功方式使划横线物体之内能逐渐减小的是()A. 热水倒入茶杯，茶杯的温度升高B. 水蒸气冲开水瓶塞子C. 电炉通电后，电阻丝逐渐变红D. 汽油机压缩冲程中燃料混合物的温度发生变化12. (2019福建)下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是()A. 不同物质的比热容一定不同B. 物质的物态发生变化，比热容不变C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多13. (2019昆明)如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示排气冲程的是()第13题图A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁14.(2019陕西)如图所示，用酒精灯给烧瓶中的水加热直到沸腾．撤去酒精灯，用橡皮塞塞紧瓶口，将烧瓶倒置，向瓶底浇冷水，瓶内水再次沸腾．关于实验中的现象，下列说法正确的是()第14题图A. 瓶口出现的“白气”是汽化形成的B. 水沸腾过程中，吸收热量，温度升高C. 水再次沸腾说明水的沸点与水面上方气压大小有关D. 用酒精灯加热水是通过做功的方式改变水的内能15.(2019成都)用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3 min时各记录一次温度，如下表所示．已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ油＝0.8×103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点．下列说法正确的是()A. 这种油的比热容为1.68×10 J/(kg·℃)B. 这种油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)C. 因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小D. 加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能三、实验题16.(2019泰州)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器(图中用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热．第16题图(1)从实验效果考虑，本实验选择________(选填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是______________．(2)两种液体吸收热量的多少可通过________(选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较．(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，______(选填“A”或“B”)吸收的热量较多；质量相等的A 和B两种液体，在吸收相同热量时，______(选填“A”或“B”)升温较高．(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择______(选填“A”或“B”)．四、计算题17. (2020原创)干热岩的温度极其高(236 ℃)，遇水直接将水汽化，可以用来发电，全国陆域干热岩可采资源量相当于1.7×1016 kg的标准煤．(1)1.7×1016 kg标准煤完全燃烧放出的热量是多少？(煤的热值3.0×107 J/kg)(2)1 kg、236 ℃的干热岩和16 ℃的水接触，假设干热岩放出的热量只有10%被水吸收，可以使多少千克的水从初温16 ℃升高到26 ℃？[不考虑水的汽化，干热岩比热容为 1 000 J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]练习2能力提升一、填空题1. (2020原创)如图所示，2019年6月25日，我国用长征三号乙运载火箭成功发射第46颗北斗导航卫星，该运载火箭发动机用热值很大的液氢作为燃料，已知液氢的热值为 1.43×108 J/kg，该热值表示的物理含义是______________________________________．2．如图所示在硅板表面覆盖陶瓷薄层，持续加热一段时间后，硅板中的硅分子居然能穿透陶瓷薄层从而形成单层硅分子薄膜．加热使得硅分子穿透陶瓷薄膜，这说明温度越高，分子运动越__________．第2题图3. (2019济宁改编)将踩瘪但没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体通过________方式增加内能使气压增大，瘪下去的部分很快恢复了原状．4. (2019包河区二模)如图所示，一定质量的空气被密封在一个绝热(指与外界环境无热量交换)的容器中，已知活塞与容器壁之间无摩擦．当用力F快速向右推动活塞，使活塞向右移动一段距离，则在此过程中，容器内空气的温度将不断________(选填“升高”或“降低”)．第4题图5. (2019贵阳)柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内空气密度不断________(选填“增大”、“减小”或“不变”)，这时活塞的机械能转化为被压缩空气的________能，使其温度更高、压强更大．6. (2019合肥168中学一模)海滩上进行“沙疗”时，把人体埋在沙子里，沙子放出热量，人体吸收热量后体温升高，10 kg的沙子温度降低2 ℃放出的热量是________J．[c沙＝0.9×103 J/(kg·℃)]7.(2019宜宾)我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题．某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则这些燃油完全燃烧放出的热量为________J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为________能．8. (2019郴州)用液化气灶烧水，把1.5 kg初温为20 ℃的水加热到100 ℃，需要吸收的热量为________J．若上述过程中完全燃烧了0.021 kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为________J/kg.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]二、选择题9. (2019南通)下列实例中，属于内能转化为机械能的是()10.(2019长沙)“端午节”吃粽子的习俗中，蕴含了丰富的物理知识．下列说法中正确的是()A. 煮粽子的过程利用做功的方法提高了粽子的内能B. 闻到粽子的香味表明分子在不停地做无规则的运动C. 剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在斥力D. 蒸粽子时用的铁锅的比热容比水的大11. (2018台州)下列是关于水蒸发制冷现象的解释：①水分子运动速度有大有小；②剩余的水内能减少，温度降低；③剩余的水分子运动速度相对较小；④速度大的水分子动能大，更易摆脱周围分子的“束缚”，跑到空气中．此解释合理的顺序是()A. ①④③②B. ②③①④C. ③①④②D. ④③②①12. (2019成都)我们的生产与生活总离不开能量及其转化．下列说法正确的是()A. 提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心B. 全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能C. 吊装码头上，只要货物受到的合力为0，它的能量就不变D. 用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高13. (2019合肥38中模拟)如图所示是街边师傅利用葫芦形压力锅崩爆米花的情景，关于这个过程，如下说法正确的是()第13题图A. 加热过程是通过做功改变锅内玉米的内能B. 打开锅盖将爆米花崩出的瞬间，锅口出现的“白气”是液化现象C. 打开锅盖将爆米花崩出的过程，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同D. 玉米膨胀变成爆米花时，体积变大，内能增大三、计算题14. (2019安顺改编)如图所示是一款新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600 kg，每个车轮与沙滩接触的面积为500 cm2，卡丁车满载时在水平沙滩上匀速直线运动，10 min行驶6 km，它的发动机功率恒为11.5 kW.第14题图(1)此次行驶中卡丁车所受的阻力为多少牛？(2)该卡丁车以汽油为燃料，若在这次行驶中消耗汽油0.6 kg，求该卡丁车汽油机的效率．(q7 J/kg)汽油＝4.6×1015.2019年1月，搭载中国今年首颗卫星“中星2D”的长征三号乙运载火箭成功发射升空．如图所示．铍是一种高效率的火箭燃料，铍在燃烧时能释放出巨大的能量．[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q铍＝6.3×107 J/kg]求：(1)5 kg铍完全燃烧放出的热量为多少J?(2)若这些热量的60%被水吸收，可以使多少kg的水的温度升高50 ℃.第15题图初高中知识衔接题16．(2019瑶海区二模)1827年，物理学家布朗用显微镜观察到悬浮在水里的花粉颗粒不停地做无规则运动，又叫布朗运动，根据分子动理论的观点，这是因为水分子在__________________，从各个方向不断撞击花粉颗粒造成的．17. (2019绵阳)分子之间既有引力又有斥力．其中，分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示．根据图像可知：分子之间斥力的大小()第17题图A. 随着分子间距离的增大先增大后减小B. 随着分子间距离的增大先减小后增大C. 随着分子间距离的减小而减小D. 随着分子间距离的减小而增大参考答案及解析第15讲 内能 内能的利用练习1 基础训练1. 不属于2. 热运动 形状 【解析】温度越高，分子的热运动越剧烈；气体分子间间距很大，所以分子间作用力较弱，其宏观表现就是气体容易被压缩，没有固定的形状和体积．3. 具有 做功4. 比热容5. 压缩 内能6. 做功 4×104 【解析】内能转化为机械能，相当于热机的做功冲程；酒精释放的热量Q ＝mq ＝2×10－3 kg ×2×107 J/kg ＝4×104 J. 7. 4.2×105 J 0.01 【解析】水吸收的热量为：Q 吸＝c 水m 水Δt ＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg ×(50－25) ℃＝4.2×105J ；需要的煤气为：m 气＝Q 放q 煤气＝Q 吸q 煤气＝ 4.2×105 J 4.2×107 J/kg ＝0.01 kg. 8. 2.1×103 【解析】由图像可知，不计热量损失：用两个相同的加热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60 ℃需要20 min ，物质甲温度升高60 ℃需要10 min.所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q 水吸＝2Q 甲吸．由热量计算公式Q ＝cmΔt ，得：c ＝Q m Δt.所以c 水＝2c 甲，因为c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)，所以c 甲＝2.1×103 J/(kg·℃)． 9. C 【解析】红墨水滴入水中，水分子和墨水分子都在做无规则的运动，彼此进入对方的分子间隙，这是扩散现象．故选C.10. B 【解析】内能的大小跟质量、温度、状态有关，温度相同的物体，其内能不一定相等，A 错误；汽油机做功冲程，内能转化为机械能，燃气本身的内能减小，B 正确；热量只存在于热传递或热交换过程中，只能说吸收或放出热量，热量传递等；热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，C 错误；能量的转化或转移是有方向的，因此电灯工作产生的内能不能自动地转化为电能，D 错误．故选B.11. B 【解析】选项A 中通过热传递使茶杯温度上升，内能增加；B 选项水蒸气对瓶塞子做功，自身内能减小；选项C 电阻丝温度升高而内能增加；D 选项压缩冲程对燃料进行压缩，燃料温度升高而内能增加．故选B.12. C 【解析】由表中数据可知，煤油和冰的比热容相同，所以说不同物质的比热容一定不同的说法是错误的，A 错误；由水变成冰，比热容发生了变化，所以说物质的物态发生变化时，比热容可能发生变化，B 错误；由于铝的比热容比铜的比热容大，由Q ＝cm Δt 可知，质量相等的铝和铜升高相同的温度时，铝吸收的热量多，C 正确；由于水的比热容比煤油的比热容大，由Δt ＝Q cm可知，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度比煤油低，D 错误．故选C.13. C14. C15. B 【解析】因为相同的电加热器功率相等，加热时间都是3 min ，所以根据W ＝Pt 可知消耗的电能也相等，而加热的效率都为90%，所以由Q 吸＝ηW 可得水和油吸收的热量也相等，因此有c 水m 水Δt 水＝c 油m 油Δt 油，即：c 水ρ水V Δt 水＝c 油ρ油V Δt 油，化简可得油的比热容c油＝Δt 水Δt 油×ρ水ρ油×c 水＝28 ℃－18 ℃43 ℃－18 ℃×1.0×103 kg/m 30.8×103 kg/m 3×4.2×103 J/(kg·℃)＝2.1×103 J/(kg·℃)，A 错误、B 正确；物质的比热容与密度的大小无关，所以C 错误；加热效率没有达到100%，主要是因为电加热器产生的热量不能完全被水或油吸收，D 错误．故选B.16. (1)易拉罐 使液体均匀受热 (2)加热时间 (3)A B (4)A【解析】(1)从实验效果考虑，本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好，因为易拉罐比烧杯吸热少；实验中使用玻璃棒的目的是搅拌液体使均匀受热；(2)两种液体吸收热量的多少可通过加热时间进行比较；(3)分析图像可知：质量相等的A 和B 两种液体，在升高相同温度时，A 需要加热的时间长，吸收的热量较多；质量相等的A 和B 两种液体，在吸收相同热量时，B 升温较高；(4)自制暖手袋，应选用比热容较大的A 物质作为供热物质．17. 解：(1)Q 放＝mq ＝1.7×1016 kg ×3.0×107 J/kg ＝5.1×1023 J(2)干热岩放出的热量的10%被水吸收，即Q 吸＝ηQ 放′c 水m 水Δt 水＝ηc 干m 干Δt 干代入数据m 水＝ηc 干Δt 干c 水Δt 水m 干＝10%× 1 000 J/（kg·℃）×（236 ℃－26 ℃）4.2×103 J/（kg·℃）×（26℃－16℃）×1 kg ＝0.5 kg 练习2 能力提升1. 1 kg 液氢完全燃烧放出的热量是1.43×108 J2. 剧烈3. 热传递4. 升高5. 增大 内 【解析】压缩冲程中，空气质量一定，被压缩后体积变小，密度变大；压缩冲程机械能转化为内能．6. 1.8×104 【解析】10 kg 的沙子温度降低 2 ℃放出的热量：Q放＝c 沙m Δt ＝0.9×103 J/(kg·℃)×10 kg ×2 ℃＝1.8×104 J.7. 8×109 内 【解析】200 kg 燃料油完全燃烧放出的热量为：Q 放＝mq ＝200 kg ×4.0×107 J/kg ＝8×109 J ；燃料油在完全燃烧的过程中将化学能转化为内能．8. 5.04×105 4×107 【解析】Q 吸＝c 水m (t －t 0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J ，Q 放＝Q 吸η＝5.04×105 J 60%＝8.4×105 J ，q ＝Q 放m 液化气＝8.4×105 J 0.021 kg ＝4×107 J/kg9. C10. B 【解析】端午节煮粽子时，是通过热传递的方式增加了粽子的内能，A 错误；能闻到粽子的香味是扩散现象，这说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，B 正确；剥开粽子叶总有一些糯米粘到粽子叶上，是因为分子间有引力，C 错误；蒸粽子时用的铁锅的比热容比水的比热容小，D 错误．故选B.11. A12. A13. B14. 解：(1)卡丁车此次的行驶速度：v ＝s t ＝6 000 m 10×60 s＝10 m/s 由P ＝W t ＝F ·s t ＝F v 得牵引力F ＝P v ＝11 500 W 10 m/s＝1 150 N 由于卡丁车在沙滩上匀速直线运动，故f ＝F ＝1 150 N(2)牵引力做的功W ＝Pt ＝11 500 W ×10 ×60 s ＝6.9×106 J汽油完全燃烧放出的热量Q 放＝mq 汽油＝0.6 kg ×4.6×107 J/kg ＝2.76×107 J则卡丁车汽油机的效率为η＝W Q 放×100%＝6.9×106 J 2.76×107 J×100%＝25% 15. 解：(1)5 kg 铍完全燃烧放出的热量：Q 放＝mq 铍＝5 kg ×6.3×107 J/kg ＝3.15×108 J(2)由题知，水吸收的热量，Q 吸＝ηQ 放＝60%×3.15×108 J ＝1.89×108 J由Q 吸＝cm Δt 得水的质量：m ＝ Q 吸c Δt ＝ 1.89×108 J 4.2×103 J/（kg·℃）×50 ℃＝900 kg 16. 不停的做无规则运动17. D 【解析】根据分子之间的斥力大小F 斥随着分子间距离r 变化的图像可知：分子之间斥力的大小随着分子间距离的增大而减小，故A 、B 、C 错误，D 正确．故选D.。
高考物理动能与动能定理解题技巧分析及练习题(含答案)
高考物理动能与动能定理解题技巧分析及练习题(含答案)一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理1．如图所示，斜面ABC 下端与光滑的圆弧轨道CDE 相切于C ，整个装置竖直固定，D 是最低点，圆心角∠DOC ＝37°，E 、B 与圆心O 等高，圆弧轨道半径R ＝0.30m ，斜面长L ＝1.90m ，AB 部分光滑，BC 部分粗糙．现有一个质量m ＝0.10kg 的小物块P 从斜面上端A 点无初速下滑，物块P 与斜面BC 部分之间的动摩擦因数μ＝0.75．取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g ＝10m/s 2，忽略空气阻力．求：（1）物块第一次通过C 点时的速度大小v C ．（2）物块第一次通过D 点时受到轨道的支持力大小F D ． （3）物块最终所处的位置．【答案】（1）32m/s （2）7.4N （3）0.35m 【解析】 【分析】由题中“斜面ABC 下端与光滑的圆弧轨道CDE 相切于C”可知，本题考查动能定理、圆周运动和机械能守恒，根据过程分析，运用动能定理、机械能守恒和牛顿第二定律可以解答． 【详解】（1）BC 长度tan 530.4m l R ==o ，由动能定理可得21()sin 372B mg L l mv -=o代入数据的32m/s B v =物块在BC 部分所受的摩擦力大小为cos370.60N f mg μ==o所受合力为sin 370F mg f =-=o故32m/s C B v v ==（2）设物块第一次通过D 点的速度为D v ，由动能定理得2211(1cos37)22D C mgR mv mv -=-o有牛顿第二定律得2D D v F mg m R-= 联立解得7.4N D F =（3）物块每次通过BC 所损失的机械能为0.24J E fl ∆==物块在B 点的动能为212kB B E mv =解得0.9J kB E = 物块经过BC 次数0.9J=3.750.24Jn =设物块最终停在距离C 点x 处，可得()sin 37(3+)0mg L x f l x --=o代入数据可得0.35m x =2．如图所示，水平地面上一木板质量M ＝1 kg ，长度L ＝3.5 m ，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R ＝1 m ，最低点P 的切线与木板上表面相平．质量m ＝2 kg 的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以0v 39m /s =的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g 取10 m/s 2．求： (1)滑块对P 点压力的大小；(2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小； (3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间．【答案】(1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【解析】 【分析】 【详解】(1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得： －μ1mgL ＝12mv 2－1220mv解得：v ＝5 m/s在P 点由牛顿第二定律得：F －mg ＝m 2v r解得：F ＝70 N由牛顿第三定律，滑块对P 点的压力大小是70 N (2)滑块对木板的摩擦力F f 1＝μ1mg ＝4 N 地面对木板的摩擦力 F f 2＝μ2(M ＋m )g ＝3 N对木板由牛顿第二定律得：F f 1－F f 2＝Ma a ＝12f f F F M－＝1 m/s 2(3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v ＝5 m/s 对滑块有：(x ＋L )＝vt －12μ1gt 2 对木板有：x ＝12at 2 解得：t ＝1 s 或t ＝73s(不合题意，舍去) 故本题答案是： (1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【点睛】分析受力找到运动状态，结合运动学公式求解即可．3．滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来．如图所示是滑板运动的轨道，BC 和DE 是两段光滑圆弧形轨道，BC 段的圆心为O 点、圆心角 θ＝60°，半径OC 与水平轨道CD 垂直，滑板与水平轨道CD 间的动摩擦因数μ＝0.2．某运动员从轨道上的A 点以v 0＝3m/s 的速度水平滑出，在B 点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC ，经CD 轨道后冲上DE 轨道，到达E 点时速度减为零，然后返回.已知运动员和滑板的总质量为m ＝60kg ，B 、E 两点与水平轨道CD 的竖直高度分别为h ＝2m 和H ＝2.5m.求：(1)运动员从A 点运动到B 点过程中，到达B 点时的速度大小v B ； (2)水平轨道CD 段的长度L ；(3)通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B 点？如能，请求出回到B 点时速度的大小；如不能，请求出最后停止的位置距C 点的距离.【答案】(1)v B ＝6m/s (2) L ＝6.5m (3)停在C 点右侧6m 处 【解析】 【分析】 【详解】（1）在B 点时有v B ＝cos60︒v ，得v B ＝6m/s （2）从B 点到E 点有2102B mgh mgL mgH mv μ--=-，得L ＝6.5m （3）设运动员能到达左侧的最大高度为h ′，从B 到第一次返回左侧最高处有21'202B mgh mgh mg L mv μ--⋅=-，得h ′＝1.2m<h ＝2 m ，故第一次返回时，运动员不能回到B 点，从B 点运动到停止，在CD 段的总路程为s ，由动能定理可得2102B mgh mgs mv μ-=-，得s ＝19m ，s ＝2L ＋6 m ，故运动员最后停在C 点右侧6m 处.4．如图所示，倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R 的光滑圆环轨道相切，切点为B ，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m 的小滑块从导轨上离地面高为h=3R 的D 处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P 点，不计空气阻力.求：（1）滑块运动到圆环最高点C 时的速度的大小； （2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小； （3）滑块在斜面轨道BD 间运动的过程中克服摩擦力做的功． 【答案】（1）Rg （2）6mg （3）12mgR 【解析】 【分析】 【详解】（1）小滑块从C 点飞出来做平抛运动，水平速度为v 0，竖直方向上：，水平方向上：，解得（2）小滑块在最低点时速度为v C 由机械能守恒定律得牛顿第二定律：由牛顿第三定律得：，方向竖直向下（3）从D 到最低点过程中，设DB 过程中克服摩擦力做功W 1，由动能定理h=3R【点睛】对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小，小滑块从圆环最高点C 水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O 等高的P 点，运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度．在对最低点运用牛顿第二定律求解．5．如图所示，质量m =2kg 的小物块从倾角θ=37°的光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入粗糙水平面，已知AB 长度为3m ，斜面末端B 处与粗糙水平面平滑连接．试求：（1）小物块滑到B 点时的速度大小．（2）若小物块从A 点开始运动到C 点停下，一共经历时间t =2.5s ，求BC 的距离． （3）上问中，小物块与水平面的动摩擦因数μ多大？（4）若在小物块上始终施加一个水平向左的恒力F ，小物块从A 点由静止出发，沿ABC 路径运动到C 点左侧3.1m 处的D 点停下．求F 的大小．（sin37°=0.6，cos37°=0.8 ） 【答案】（1）6m/s （2）1.5s （3）0.4μ=（4） 2.48N F = 【解析】 【详解】(1)根据机械能守恒得：21sin 372AB B mgs mv ︒=解得：2sin3721030.6m/s 6m/s B AB v gs =︒=⨯⨯⨯=；(2)物块在斜面上的加速度为：21sin 6m/s a g θ==在斜面上有：2112AB s a t =代入数据解得：11s t =物块在BC 段的运动时间为：21 1.5s t t t =-=BC 段的位移为：21(0) 4.5m 2BC B s v t =+=（3）在水平面上，有：220B v a t =﹣解得：2224m/s Bv a t -==-． 根据牛顿第二定律有：2mg ma μ=﹣代入数据解得：0.4μ=．(4)从A 到D 的过程，根据动能定理得：()sin cos 0AB BD AB BD mgs F s s mgs θθμ++-=代入数据解得：2.48N F = 【点睛】连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力.6．如图所示,水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点,右端与一倾角为的光滑斜面轨道在点平滑连接(即物体经过点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次可将弹簧压缩至点,已知光滑圆轨道的半径,水平轨道长为,其动摩擦因数,光滑斜面轨道上长为,取,求(1)滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小;(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势能;(3)滑块在水平轨道上运动的总时间及滑块几次经过点.【答案】(1) (2) (3) 3次【解析】本题考查机械能与曲线运动相结合的问题，需运用动能定理、牛顿运动定律、运动学公式、功能关系等知识。
高中物理 选修三(2019)第三章 热力学定律 第1节 功、热和内能的改变练习(含答案)
功、热和内能的改变练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．金属筒内装有与外界温度相同的压缩空气，打开筒的开关，筒内高压空气迅速向外逸出，待筒内外压强相等时，立即关闭开关。
在外界保持恒温的条件下，经过一段较长时间后，再次打开开关，这时出现的现象是（）A．筒外空气流向筒内B．筒内空气流向筒外C．筒内外有空气变换，处于动态平衡，筒内空气质量不变D．筒内外无空气交换2．两个温度不同的物体相互接触，达到热平衡后，它们具有相同的物理量是() A．质量B．密度C．温度D．重力3．关于内能，以下说法正确的是（）A．做功和热传递在改变物体内能的效果上是等效的B．只要物体的温度不变，它的内能就不变C．每个分子的内能等于这个分子的势能和动能的总和D．焦耳通过大量实验提出了热和能的当量关系4．关于物体的内能，下列说法正确的是（）A．做功可以改变物体的内能B．只有通过热传递才能改变物体的内能C．对同一物体的不同物态，固态比液态的内能大D．在物体内相邻的分子与分子之间距离越大，物体的内能越大5．热传递的实质是（）A．内能多的物体把热量传递给内能少的物体B．热量多的物体把热量传递给热量少的物体C．高温物体把热量传递给低温物体D．质量大的物体把热量传递给质量小的物体6．如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞．今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小．若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体( )图13－2－4A．温度升高，压强增大，内能减少B．温度降低，压强增大，内能减少C．温度升高，压强增大，内能增加D．温度降低，压强减小，内能增加7．绝热过程中，外界压缩气体做功20J，下列说法中正确的是()A．气体内能一定增加20J B．气体内能增加必定小于20JC．气体内能增加可能小于20J D．气体内能可能不变8．下列说法正确的是（）A．只有通过做功，才能改变物体的内能B．气体被压缩时，外界对气体做功，气体内能减少C．物体的温度越高，分子热运动的平均动能越大D．物体分子热运动的动能的总和，就是物体的内能9．关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是( ).A．温度是分子平均动能的标志，物体温度升高，则物体每一个分子的动能都增大B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能C．1g100℃水的内能小于1g100℃水蒸气的内能D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的10．关于内能，下列说法正确的是A．物体的内能包括物体运动的动能B．0℃C的水结冰过程中温度不变，内能减小C．提起重物，因为提力做正功，所以物体内能增大D．摩擦冰块使其融化是采用热传递的方式改变物体的内能二、多选题11．下列说法正确的是（）A．将一块品体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．晶体的分子（或原子、离子）排列是有规则的C．单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点D．在完全失重的状态下，一定质量的理想气体压强为零E.热量总是自发地从分子平均动能大的物体传递到分子平均动能小的物体12．对内能的理解，下列说法正确的是( )A．系统的内能是由物质的质量，种类及状态参量温度体积决定的B．做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C．若不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D．1g的100℃水的内能小于1g的100℃水蒸气的内能13．下列说法正确的是A．温度由摄氏温度t升至2t，对应的热力学温度便由T升至2TB．相同温度下液体中悬浮的花粉小颗粒越小，布朗运动越剧烈C．做功和热传递是改变物体内能的两种方式D．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E.晶体具有固定的熔点，物理性质可表现为各向同性14．下列说法中正确的是（）A．做功和传热是改变物体内能的两种本质不同的物理过程，做功是其他形式的能和内能之间的转化，传热是物体内能的转移B．外界对物体做功，物体的内能一定增大C．物体向外界放热，物体的内能一定增大D．物体内能发生了改变，可能是做功引起的，也可能是传热引起的，还可能是两者共同引起的15．关于热量、功和内能的下列说法中正确的是（）A．热量、功、内能三者的物理意义等同B．热量、功都可以作为物体内能的量度C．热量、功都可以作为物体内能变化的量度D．热量、功、内能的单位相同16．下列说法正确的是A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则热运动B．理想气体的温度升高时，分子的平均动能一定增大C．同一种化学元素构成的固体可能会于原子的列方式不同而成为不同的晶体D．晶体在熔化时需要吸热，说明品体在熔化过程中分子动能增加E.做功利热传递的本质在于做功是能量的转化，热传递是内能的转移17．在下述现象中没有做功而使物体内能改变的是()A．电流通过电炉而使温度升高B．在阳光照射下，水的温度升高C．铁锤打铁块，使铁块温度升高D．夏天在室内放几块冰，室内温度会降低18．我们用手不断反复弯折铅丝，铅丝被折断的同时温度也升高了，这一事实说明（）A．铅丝不吸收热量，温度也能升高B．对物体做功，能使物体内能增加C．做功和热传递对物体内能的改变是等效的D．机械功可以转化成热量，铅丝吸收了热量，温度升高参考答案1．B【详解】因高压空气急剧外逸时，气体没有时间充分与外界发生热交换，可近似看成绝热膨胀过程。
高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析
高中物理动能定理的综合应用题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB 底端与半径R=0.4 m 的光滑半圆轨道BC 平滑相连,O 点为轨道圆心,BC 为圆轨道直径且处于竖直方向,A 、C 两点等高．质量m=1 kg 的滑块从A 点由静止开始下滑,恰能滑到与O 点等高的D 点,g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8．求:(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;(2)要使滑块能到达C 点,求滑块从A 点沿斜面滑下时初速度v 0的最小值;(3)若滑块离开C 点的速度为4 m/s ,求滑块从C 点飞出至落到斜面上所经历的时间． 【答案】（1）0.375（2）3/m s （3）0.2s 【解析】试题分析：⑴滑块在整个运动过程中，受重力mg 、接触面的弹力N 和斜面的摩擦力f 作用，弹力始终不做功，因此在滑块由A 运动至D 的过程中，根据动能定理有：mgR －μmgcos37°2sin 37R︒＝0－0 解得：μ＝0.375⑵滑块要能通过最高点C ，则在C 点所受圆轨道的弹力N 需满足：N≥0 ①在C 点时，根据牛顿第二定律有：mg ＋N ＝2Cv m R② 在滑块由A 运动至C 的过程中，根据动能定理有：－μmgcos37°2sin 37R ︒＝212C mv －2012mv ③ 由①②③式联立解得滑块从A 点沿斜面滑下时的初速度v 0需满足：v 03gR ＝23 即v 0的最小值为：v 0min ＝3⑶滑块从C 点离开后将做平抛运动，根据平抛运动规律可知，在水平方向上的位移为：x ＝vt ④在竖直方向的位移为：y ＝212gt ⑤ 根据图中几何关系有：tan37°＝2R yx-⑥ 由④⑤⑥式联立解得：t ＝0.2s考点：本题主要考查了牛顿第二定律、平抛运动规律、动能定理的应用问题，属于中档题．2．为了备战2022年北京冬奥会，一名滑雪运动员在倾角θ=30°的山坡滑道上进行训练，运动员及装备的总质量m=70 kg ．滑道与水平地面平滑连接，如图所示．他从滑道上由静止开始匀加速下滑，经过t=5s 到达坡底，滑下的路程 x=50 m ．滑雪运动员到达坡底后又在水平面上滑行了一段距离后静止．运动员视为质点,重力加速度g=10m/s2，求：（1）滑雪运动员沿山坡下滑时的加速度大小a ； （2）滑雪运动员沿山坡下滑过程中受到的阻力大小f ； （3）滑雪运动员在全过程中克服阻力做的功W f ． 【答案】（1）4m/s 2（2）f = 70N （3）1.75×104J 【解析】 【分析】（1）运动员沿山坡下滑时做初速度为零的匀加速直线运动，已知时间和位移，根据匀变速直线运动的位移时间公式求出下滑的加速度．（2）对运动员进行受力分析，根据牛顿第二定律求出下滑过程中受到的阻力大小． （3）对全过程，根据动能定理求滑雪运动员克服阻力做的功． 【详解】（1）根据匀变速直线运动规律得：x=12at 2 解得：a=4m/s 2（2）运动员受力如图，根据牛顿第二定律得：mgsinθ-f=ma解得：f=70N（3）全程应用动能定理，得：mgxsinθ-W f =0 解得：W f =1.75×104J 【点睛】解决本题的关键要掌握两种求功的方法，对于恒力可运用功的计算公式求．对于变力可根据动能定理求功．3．如图所示，AC 为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A 端的竖直墙壁上.质量1m kg =的小物块将弹簧的另一端压缩到B 点，之后由静止释放，离开弹簧后从C 点水平飞出，恰好从D 点以10/D v m s =的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道(DEF 小物体与轨道间无碰撞).O 为圆弧轨道的圆心，E 为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径1R m =，60DOE ∠=o ，37.EOF ∠=o小物块运动到F 点后，冲上足够长的斜面FG ，斜面FG 与圆轨道相切于F 点，小物体与斜面间的动摩擦因数0.5.sin370.6μ==o ，cos370.8=o ，取210/.g m s =不计空气阻力.求：（1）弹簧最初具有的弹性势能；（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E 点时对圆弧轨道的压力大小；（3）判断小物块沿斜面FG 第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D 点？若能，求解小物块回到D 点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E 的速度大小．【答案】()11?.25J ；()2 30N ；()3 2/m s ． 【解析】 【分析】 【详解】（1）设小物块在C 点的速度为C v ，则在D 点有：C D v v cos60o=设弹簧最初具有的弹性势能为p E ，则：2P C 1E mv 2= 代入数据联立解得：p E 1.25J =；()2设小物块在E 点的速度为E v ，则从D 到E 的过程中有：()22E D 11mgR 1cos60mv mv 22-=-o 设在E 点，圆轨道对小物块的支持力为N ，则有：2E v N mg R-=代入数据解得：E v 25m /s =，N 30N =由牛顿第三定律可知，小物块到达圆轨道的E 点时对圆轨道的压力为30 N ；()3设小物体沿斜面FG 上滑的最大距离为x ，从E 到最大距离的过程中有：()()2E 1mgR 1cos37mgsin37μmgcos37x 0mv 2o o o ---+=-小物体第一次沿斜面上滑并返回F 的过程克服摩擦力做的功为f W ，则f W 2x μmgcos37=o小物体在D 点的动能为KD E ，则：2KD D 1E mv 2=代入数据解得：x 0.8m =，f W 6.4J =，KD E 5J =因为KD f E W <，故小物体不能返回D 点.小物体最终将在F 点与关于过圆轨道圆心的竖直线对称的点之间做往复运动，小物体的机械能守恒，设最终在最低点的速度为Em v ，则有：()2Em 1mgR 1cos37mv 2-=o 代入数据解得：Em v 2m /s =答：()1弹簧最初具有的弹性势能为1.25J ；()2小物块第一次到达圆弧轨道的E 点时对圆弧轨道的压力大小是30 N ；()3小物块沿斜面FG 第一次返回圆弧轨道后不能回到圆弧轨道的D 点.经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E 的速度大小为2 m /s ． 【点睛】（1）物块离开C 点后做平抛运动，由D 点沿圆轨道切线方向进入圆轨道，知道了到达D 点的速度方向，将D 点的速度分解为水平方向和竖直方向，根据角度关系求出水平分速度，即离开C 点时的速度，再研究弹簧释放的过程，由机械能守恒定律求弹簧最初具有的弹性势能；()2物块从D 到E ，运用机械能守恒定律求出通过E 点的速度，在E 点，由牛顿定律和向心力知识结合求物块对轨道的压力；()3假设物块能回到D 点，对物块从A 到返回D 点的整个过程，运用动能定理求出D 点的速度，再作出判断，最后由机械能守恒定律求出最低点的速度．4．某物理小组为了研究过山车的原理提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为θ=53°，长为L 1=7.5m 的倾斜轨道AB ，通过微小圆弧与足够长的光滑水平轨道BC 相连，然后在C 处连接一个竖直的光滑圆轨道．如图所示．高为h =0.8m 光滑的平台上有一根轻质弹簧，一端被固定在左面的墙上，另一端通过一个可视为质点的质量m =1kg 的小球压紧弹簧，现由静止释放小球，小球离开台面时已离开弹簧，到达A 点时速度方向恰沿AB 方向，并沿倾斜轨道滑下．已知小物块与AB 间的动摩擦因数为μ=0.5，g 取10m/s 2，sin53°=0.8．求：(1)弹簧被压缩时的弹性势能； (2)小球到达C 点时速度v C 的大小；(3)小球进入圆轨道后，要使其不脱离轨道，则竖直圆弧轨道的半径R 应该满足什么条件． 【答案】(1)4.5J ；(2)10m/s ；(3)R ≥5m 或0＜R ≤2m 。
高中物理高考 第15章 第1讲 分子动理论 内能 2023年高考物理一轮复习(新高考新教材)
自主命题卷全国卷考情分析2021·广东卷·T15(1)气体实验定律分子平均动能2021·广东卷·T15(2)气体实验定律2021·湖南卷·T15(1)内能热力学第一定律2021·湖南卷·T15(2)气体实验定律2021·河北卷·T15(1)热力学第一定律气体分子速率特点2021·河北卷·T15(2)气体实验定律2020·山东卷·T15理想气体状态方程气体实验定律2020·北京卷·T10分子力与分子间距离的关系2020·江苏卷·T13A(1)固体2020·江苏卷·T13A(3)热力学第一定律2021·全国甲卷·T33(1)V－t图像2021·全国甲卷·T33(2)气体实验定律2021·全国乙卷·T33(1)p－V图像热力学第一定律2021·全国乙卷·T33(2)气体实验定律2020·全国卷Ⅰ·T33(1)分子力与分子间距离的关系2020·全国卷Ⅰ·T33(2)气体实验定律2020·全国卷Ⅱ·T33(1)热力学定律2020·全国卷Ⅱ·T33(2)气体实验定律2020·全国卷Ⅲ·T33(1)气体实验定律热力学第一定律2020·全国卷Ⅲ·T33(2)气体实验定律2019·全国卷Ⅲ·T33(1)实验：用油膜法估测油酸分子的大小试题情境生活实践类雾霾天气、高压锅、气压计、蛟龙号深海探测器、喷雾器、拔罐、保温杯、输液瓶、测温电子天平等学习探究类分子动理论、固体和液体的性质、气体实验定律、热力学定律、用油膜法估测油酸分子的大小、探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系第1讲分子动理论内能目标要求 1.掌握分子模型的构建与分子直径的估算方法，了解分子动理论的基本观点.2.了解扩散现象并能解释布朗运动.3.知道分子力随分子间距离变化的图像.4.了解物体内能的决定因素．考点一 微观量估算的两种“模型”1．分子的大小(1)分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m ；(2)分子的质量：数量级为10－26kg.2．阿伏加德罗常数(1)1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A ＝6.02×1023 mol －1； (2)阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．1．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的直径．( × ) 2．已知铜的密度、摩尔质量以及阿伏加德罗常数，可以估算铜分子的直径．( √ )1．微观量与宏观量(1)微观量：分子质量m 0、分子体积V 0、分子直径d 等．(2)宏观量：物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ、物体的体积V 、摩尔体积V mol 等． 2．分子的两种模型(1)球模型：V 0＝16πd 3，得直径d ＝36V 0π(常用于固体和液体)． (2)立方体模型：V 0＝d 3，得边长d ＝3V 0(常用于气体)． 3．几个重要关系(1)一个分子的质量：m 0＝MN A.(2)一个分子的体积：V 0＝V molN A (注意：对于气体，V 0表示一个气体分子占有的空间)．(3)1 mol 物体的体积：V mol ＝Mρ.考向1 微观量估算的球体模型例1 (多选)钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2 g ，则下列选项正确的是( )A ．a 克拉钻石物质的量为0.2aMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m)D ．a 克拉钻石的体积为aρ答案 ABC解析 a 克拉钻石的质量为0.2a 克，得物质的量为0.2a M ，所含分子数为0.2aM ×N A ，故A 、B正确；每个钻石分子的体积为M ×10－3ρN A ，固体分子看作球体，V ＝43πR 3＝43π⎝⎛⎭⎫d 23＝16πd 3，联立解得分子直径d ＝36M ×10－3N A ρπ，故C 正确；a 克拉钻石的体积为0.2a ×10－3ρ，D 错误．考向2 微观量估算的立方体模型例2 (2022·河北衡水市月考)轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全．轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠(亦称“三氮化钠”，化学式NaN 3)受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊．若充入氮气后安全气囊的容积V ＝56 L ，气囊中氮气的密度ρ＝1.25 kg/m 3，已知氮气的摩尔质量M ＝28 g/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6×1023 mol －1，请估算：(结果保留一位有效数字)(1)一个氮气分子的质量m ； (2)气囊中氮气分子的总个数N ； (3)气囊中氮气分子间的平均距离r . 答案 (1)5×10－26kg (2)2×1024 (3)3×10－9 m解析 (1)一个氮气分子的质量m ＝MN A解得m ≈5×10－26 kg(2)设气囊内氮气的物质的量为n ，则有n ＝ρVMN＝nN A解得N≈2×1024(个)(3)气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体，则有r3＝VN解得r≈3×10－9 m.考点二布朗运动与分子热运动1．分子热运动分子做永不停息的无规则运动．2．扩散现象(1)扩散现象是相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．(2)扩散现象就是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间．(3)温度越高，扩散越快．3．布朗运动(1)布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动．(2)布朗运动不是分子的运动，但它反映了液体(或气体)分子的无规则运动．(3)微粒越小，温度越高，布朗运动越明显．1．布朗运动是液体分子的无规则运动．(×)2．温度越高，布朗运动越明显．(√)3．扩散现象和布朗运动都是分子热运动．(×)4．运动物体中的分子热运动比静止物体中的分子热运动剧烈．(×)考向1布朗运动的特点及应用例3研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播．气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动．下列说法正确的是()A．布朗运动是气体介质分子的无规则的运动B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹D．在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈答案 D解析布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则的运动，可以间接反映气体分子的无规则运动；颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故A、B错误；在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是很多分子组成的，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误；在布朗运动中，环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗运动越剧烈，故D正确．考向2分子热运动的特点及应用例4以下关于热运动的说法正确的是()A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大答案 C解析分子热运动与宏观运动无关，只与温度有关，故A错误；温度升高，分子热运动更剧烈，分子平均动能增大，并不是每一个分子运动速率都会增大，故C正确，D错误；水凝结成冰后，水分子的热运动不会停止，故B错误．考点三分子力和内能1．分子间的作用力分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得较快．2．分子动能与分子势能(1)分子平均动能①所有分子动能的平均值．②温度是分子平均动能的标志．(2)分子势能由分子间的相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．(3)影响因素：物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关．(4)改变物体内能的两种方式：做功和热传递．4．温度(1)一切达到热平衡的系统都具有相同的温度．(2)两种温标摄氏温标和热力学温标．关系：T＝t＋273.15 K.1．分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大．(×)2．分子动能指的是由于分子定向移动具有的能．(×)3．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大．(√)4．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同．(×)5．若不计分子势能，则质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能．(×)6．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能．(√)1.分子间的作用力、分子势能与分子间距离的关系分子间的作用力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．(1)当r＞r0时，分子间的作用力表现为引力，当r增大时，分子间的作用力做负功，分子势能增大．(2)当r＜r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r减小时，分子间的作用力做负功，分子势能增大．(3)当r＝r0时，分子势能最小.2．分析物体内能问题的五点提醒(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关．(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，分子的平均动能都相同．(5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关．任何物体都具有内能，恒不为零．例5(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是()A．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高B．两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同C．质量和温度相同的冰和水，内能不同D．温度高的物体不一定比温度低的物体内能大答案CD解析温度是大量分子热运动的宏观体现，单个分子不能比较温度高低，选项A错误；物体的内能由温度、体积、物质的量及物态共同决定，选项B错误，C正确；质量不确定，只知道温度的关系，不能确定内能的大小，选项D正确．例6(多选)如图所示为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是()A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子间的作用力为零D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功答案BC例7(2020·全国卷Ⅰ·33(1))分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r＝r1时，F ＝0.分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零．若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距由r2减小到r1的过程中，势能________(填“减小”“不变”或“增大”)；在间距等于r1处，势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零．答案减小减小小于解析分子势能与分子间距离变化的关系图像如图所示，两分子间距减小到r2的过程中及由r2减小到r1的过程中，分子间作用力做正功，分子势能减小；在间距等于r1处，分子势能最小，小于零．课时精练1．(多选)下列说法正确的是()A．液体温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越剧烈B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒分子的无规则运动C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．当分子间距离减小时，分子间的引力和斥力都增大答案ACD解析温度越高，分子热运动越剧烈，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剧烈，A正确；布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，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，C正确；当分子间距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，D正确．2．乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精．下列说法正确的是()A．酒精由液体变为同温度的气体的过程中，分子间距不变B．在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布朗运动的结果C．在房间内喷洒乙醇消毒液后，当环境温度升高时，每一个酒精分子运动速率都变快了D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到了空气中答案 D解析酒精由液体变为同温度的气体的过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是分子之间的距离变大，A错误；在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子扩散的结果，证明了酒精分子在不停地运动，B错误；在房间内喷洒乙醇消毒液后，当环境温度升高时，大部分分子运动速率都增大，但可能有部分分子速率减小，C错误；因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液时，手部很快就干爽了，这是扩散现象，D正确．3．人们在抗击新冠病毒过程中常使用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，84消毒液的主要成分是次氯酸钠(NaClO)，在喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，下列说法正确的是()A．说明分子间存在斥力B．这是次氯酸钠分子做布朗运动的结果C．如果场所温度降到0 ℃以下，就闻不到刺鼻的味道了D．如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道答案 D解析用84消毒液对一些场所的地面等进行消毒，喷洒过程中人们常闻到一些刺鼻的味道，这是分子扩散的结果，扩散现象的本质就是分子的无规则运动，不能说明分子间存在斥力，故A、B错误；如果场所温度降到0 ℃以下，依然有分子在运动，依然能闻到刺鼻的味道，故C错误；分子的运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，如果场所温度升高，能更快闻到刺鼻的味道，故D正确．4．(多选)下列关于内能的说法正确的是()A．系统的内能是由系统的状态决定的B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能C．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能D．内能少的物体也可能自发地将一部分内能转移给内能多的物体答案ACD解析内能是指物体内部的所有分子所具有的分子动能和分子势能的总和，系统的内能是由系统的状态决定的，A正确；温度相同，则分子的平均动能相同，但是质量相同的氢气和氧气的分子数不相同，因此内能不相同，B错误；相同温度下的水变成水蒸气需要吸收热量，因此1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能，C正确；内能与温度、体积和物质的量等因素都有关系，内能少的物体的温度可能高于内能多的物体，D正确．5．下列各组物理量中，可以估算出一定体积气体中分子间的平均距离的是()A．该气体的密度、体积和摩尔质量B．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量C．阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度D．阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积答案 C解析已知该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏加德罗常数，无法计算分子间的平均距离，故A错误；知道该气体的摩尔质量和质量，可得到物质的量，又知道阿伏加德罗常数，可计算出分子数，但不知道体积，无法计算分子间的平均距离，故B错误；知道阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度，用摩尔质量除以密度可以得到摩尔体积，再除以阿伏加德罗常数得到每个气体分子平均占有的体积，用正方体模型得到边长，即分子间的平均距离，故C正确；阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积已知，可以得到密度，但不知道摩尔体积和摩尔质量，无法计算分子间的平均距离，故D错误．6.如图所示，让一个分子A不动，另一个分子B从无穷远处逐渐靠近A.设两个分子相距无穷远时它们的分子势能为0；B分子运动到距A为r0时，分子间作用力为零．在这个过程中()A．分子B受力的方向与运动方向相同时，分子势能减小B．分子间距离减小到r0的过程中，分子间的作用力增大C．分子之间的引力达到最大时，分子势能最小D．分子势能为零时，分子间的作用力一定为零答案 A解析B分子由无穷远靠近A分子，直至两分子间距为r0，这个过程中，分子力表现为引力，与运动方向相同，引力做正功，分子势能减小，A 正确；分子间距离减小到r 0的过程中，分子间的作用力先增大后减小，B 错误；分子间的距离等于r 0时，分子力为零，此时分子势能最小，但不为零，C 、D 错误．7．(多选)若以μ表示水的摩尔质量，V 表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状况下水蒸气的密度，N A 表示阿伏加德罗常数，m 0、V 0分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的有( )A ．N A ＝ρV m 0B ．ρ＝μN A V 0C ．ρ<μN A V 0D ．m 0＝μN A 答案 ACD解析 由于μ＝ρV ，则N A ＝μm 0＝ρV m 0，变形得m 0＝μN A，故A 、D 正确；由于水蒸气中水分子之间有空隙，所以N A V 0<V ，则水蒸气的密度为ρ＝μV <μN A V 0，故B 错误，C 正确． 8．(多选)已知铜的摩尔质量为M (kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m 3)，阿伏加德罗常数为N A (mol －1)．下列说法正确的是( )A ．1 kg 铜所含的原子数为N A MB ．1 m 3铜所含的原子数为MN A ρC ．1个铜原子的质量为M N A(kg) D ．1个铜原子的体积为M ρN A(m 3) 答案 ACD解析 1 kg 铜所含的原子数N ＝m M N A ＝N A M ，A 正确；同理1 m 3铜所含的原子数N ＝ρV M N A ＝ρN A M，B 错误；1个铜原子的质量m 0＝M N A (kg)，C 正确；1个铜原子的体积V 0＝V mol N A ＝M ρN A(m 3)，D 正确．9.(2022·山东日照市高三模拟)分子间势能由分子间距r 决定．规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r 的关系如图所示．若一分子固定于原点O ，另一分子从距O 点无限远向O 点运动．下列说法正确的是( )A ．在两分子间距从无限远减小到r 2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小B ．在两分子间距从无限远减小到r 1的过程中，分子之间的作用力表现为引力C ．在两分子间距等于r 1处，分子之间的作用力等于0D ．对于标准状况下的单分子理想气体，绝大部分分子的间距约为r 2答案 A解析 由题图可知，r 2处分子势能最小，则r 2处的分子间距为平衡位置r 0，引力与斥力相等，即分子之间的作用力等于0，所以在两分子间距从无限远减小到r 2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小，选项A 正确；由于r 1<r 0，分子间作用力表现为斥力，选项B 、C 错误；对于标准状况下的单分子理想气体，绝大部分分子的间距约为10r 2，选项D 错误．10．空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管) 液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V ，水的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则液化水中分子的总数N 和水分子的直径d 分别为( )A ．N ＝M ρVN A，d ＝36M πρN A B ．N ＝ρVN A M，d ＝3πρN A 6M C ．N ＝ρVN A M，d ＝36M πρN A D ．N ＝M ρVN A ，d ＝3πρN A 6M答案 C解析 水的摩尔体积 V mol ＝M ρ；水分子数 N ＝V V mol N A ＝ρVN A M；将水分子看成球形，由一个水分子的体积：V mol N A ＝16πd 3，解得水分子直径为d ＝36M πρN A，C 正确． 11.如图所示，甲分子固定在坐标原点O ，乙分子位于x 轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示．F >0为斥力，F <0为引力．A 、B 、C 、D 为x 轴上四个特定的位置，现把乙分子从A 处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是( )答案 B解析 经过C 点前后乙分子的运动方向不变，A 错误；加速度大小与力的大小成正比，方向与力相同，故B 正确；分子动能不可能为负值，故C 错误；乙分子从A 处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故D 错误．12．(2022·江苏扬州市扬州中学月考)晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的、非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁质晶须，直径为d ，用大小为F 的力恰好将它拉断，断面呈垂直于轴线的圆形．已知铁的密度为ρ，铁的摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力是( ) A.132A ()πF M d N ρ B.132A6()πF M d N ρ C.232A6()πF M d N ρ D.232A()πF M d N ρ 答案 C 解析 铁的摩尔体积V ＝M ρ，单个分子的体积V 0＝M ρN A ，又V 0＝43πr 3，所以分子的半径r ＝12·13A 6()πM N ρ，分子的最大截面积S 0＝πr 2＝π423A 6()πM N ρ，铁质晶须的横截面上的分子数n ＝πd 24S 0，拉断过程中相邻铁原子之间的相互作用力F 0＝F n ＝232A 6()πF M d N ρ，故C 正确．。
【人教版】2020高中物理 第7章 分子动理论 第5节 内能课堂作业 新人教版选修3-3
第七章第五节内能基础夯实一、选择题(1～2题为单选题，3～6题为多选题)1．(江苏苏州高新区一中2017～2018学年高二下学期期中)关于分子势能，下列说法中正确的是( D )A．物体体积增大，分子势能一定增大B．气体分子的距离增大，分子间的势能减小C．分子间表现为引力时，距离越小，分子势能越大D．分子间表现为斥力时，距离越小，分子势能越大解析：物体的体积增大，分子的平均距离增加；如果分子力是斥力，则分子力做正功，分子势能减小，故A错误；气体分子间的距离较大，分子间表现为引力，则气体分子间的距离增大时，分子力做负功，分子势能增大，故B错误；分子间表现为引力时，距离减小时，分子力做正功，分子势能减小，故C错误；分子力表现斥力时，距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，故D正确。
2．(山东潍坊市2016年高二下学期期中)下列说法正确的是( A )A．温度越高，物体分子的平均动能越大B．温度升高，物体内的每一个分子的热运动速率都增大C．当氢气和氧气的温度相同时，它们分子的平均速率相同D．随着低温技术的发展，可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度解析：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能有可能减小，A对、B错，温度相同，分子的平均动能相等，但氢气和氧气的分子质量不同，它们的分子平均速率不同，C错；绝对零度不可能达到，D错。
3．下列说法中正确的是( CD )A．在10℃时，一个氧气分子的分子动能为E k，当温度升高到20℃时，这个分子的分子动能为E k′，则E k′<E k B．在10℃时，每个氧气分子的温度都是10℃C．在10℃时，氧气分子平均速率为v1，氢气分子平均速率为v2，则v1<v2D．在任何温度下，各种气体分子的平均速度都为零解析：单个分子的动能、速率是随时变化的，因而是没有意义的，温度是大量分子做热运动时分子平均动能的标志，对单个分子也是没有意义的。
高中物理(新人教版)选择性必修三课后习题：功、热和内能的改变(课后习题)【含答案及解析】
第三章热力学定律功、热和内能的改变课后篇素养形成必备知识基础练1.下列哪个实例说明做功改变了系统的内能()A.热水袋取暖B.用双手摩擦给手取暖C.把手放在火炉旁取暖D.用嘴对手呵气给手取暖,使手的内能增加,感到暖和;A、C、D都是通过传热来改变系统的内能,选项B正确。
2.如图所示,活塞将一定质量的气体封闭在直立圆筒形导热的汽缸中,活塞上堆放细沙,活塞处于静止,现逐渐取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部取走。
若活塞与汽缸之间的摩擦可忽略,则在此过程中()A.气体对外做功,气体温度一定降低B.气体对外做功,内能一定减少C.气体压强减小,内能可能不变D.气体从外界吸热,内能一定增加,则可与外界进行热交换,细沙减少时,气体膨胀对外做功,可能由于与外界进行热交换吸热使内能不变。
故只有选项C正确。
3.如图所示,A、B是两个完全相同的球,分别浸没在水和水银的同一深度内,A、B两球用同一种材料制成,当温度稍微升高时,球的体积会明显变大,如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓慢升高同一值,两球膨胀后,体积相等,则()A.A球吸收的热量较多B.B球吸收的热量较多C.两球吸收的热量一样多D.无法确定,初、末态体积也相同,所以内能增量相同,但水银中的B球膨胀时对外做功多,所以吸热较多,故选B。
4.如图是压力保温瓶的结构简图,活塞a与液面之间密闭了一定质量的气体。
假设封闭气体为理想气体且与外界没有热交换,则向下压a的过程中,瓶内气体()A.内能增大B.体积增大C.压强不变D.温度不变a的过程中,外界对气体做功,瓶内气体内能增大,选项A正确;向下压a的过程中,瓶内气体体积减小,压强增大,温度升高,选项B、C、D错误。
5.(多选)早些年小孩子常用旧圆珠笔芯做一种玩具,铁丝的一端缠绕棉花,用水打湿后从一端塞入笔芯内,将笔芯的另一端用力在马铃薯上触一下拔出来,然后用力快速推铁丝,马铃薯小块高速飞出,能打出十几米远。
下列说法正确的是()A.在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,笔芯内密封的气体的温度升高B.在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,气体对外做功C.马铃薯小块高速飞出的动能来自气体内能D.马铃薯小块高速飞出时,外界对笔芯内气体做功,笔芯内密封的气体经历绝热压缩的过程,外界对气体做功,内能增加,故笔芯内密封的气体的温度升高,故A正确;在推铁丝而马铃薯小块未飞出的过程中,气体被压缩,是外界对气体做功,故B错误;封闭气体经历绝热膨胀过程,推出马铃薯,对外做功,马铃薯小块高速飞出的动能来自气体内能的转化,故C正确,D错误。
同步练习：7_5 内能(解析版)
预习+知识梳理人教版高中物理选修3-3学案 第七章：分子动理论7.5 内能 一、探究气体等温变化的规律1．气体的三个状态参量：压强p 、体积V 、温度T .2．等温变化：一定质量的气体，在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系．3．实验探究(1)实验器材：铁架台、注射器、气压计、刻度尺等．(2)研究对象(系统)：注射器内被封闭的空气柱．(3)实验方法：控制气体温度和质量不变，研究气体压强与体积的关系．(4)数据收集：压强由气压计读出，空气柱长度由刻度尺读出，空气柱长度与横截面积的乘积即为体积．(5)数据处理：以压强p 为纵坐标，以体积的倒数1V 为横坐标作出p －1V 图象．图象结果：p －1V图象是一条过原点的直线． (6)实验结论：压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比．二、玻意耳定律1．内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p 与体积V 成反比．2．公式 pV ＝C 或p 1V 1＝p 2V 2.3．条件气体的质量一定，温度不变．4．气体等温变化的p －V 图象气体的压强p 随体积V 的变化关系如图1所示，图线的形状为双曲线，它描述的是温度不变时的p －V 关系，称为等温线．一定质量的气体，不同温度下的等温线是不同的．图11．下列说法中正确的是（ ）A ．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定增大B ．分子间的平均距离增大时，其分子势能一定减小C ．物体的体积增大时，其分子势能一定增大D ．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小【答案】D【详解】AB ．若分子间的平均距离在大于r 0（r 0约为10-10 m ）的范围内增大，由于分子间的作用力表现为引力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做负功，分子势能将增大。
若分子间的平均距离在小于r 0的范围内增大，由于分子间的作用力表现为斥力，分子间平均距离增大时，分子力对分子做正功，分子势能将减小，选项A 、B 错误；C ．由于物体的体积随分子间的平均距离的增大而增大，所以其分子势能随分子距离的变化，与分子势能随物体的体积的变化规律相同，选项C 错误；D ．水在0℃~4℃的范围内温度升高时，表现出反常膨胀的特性，温度升高，体积反而减小，0℃的冰体积最大，0℃的水变成0℃的冰时，由于要放热，而且温度不变，所以水的分子势能减小，选项D 正确。
高考物理动能定理的综合应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析
高考物理动能定理的综合应用解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析一、高中物理精讲专题测试动能定理的综合应用1．一辆汽车发动机的额定功率P =200kW ，若其总质量为m =103kg ，在水平路面上行驶时，汽车以加速度a 1=5m/s 2从静止开始匀加速运动能够持续的最大时间为t 1=4s ，然后保持恒定的功率继续加速t 2=14s 达到最大速度。
设汽车行驶过程中受到的阻力恒定，取g =10m/s 2.求：(1)汽车所能达到的最大速度；(2)汽车从启动至到达最大速度的过程中运动的位移。
【答案】(1)40m/s ；(2)480m 【解析】 【分析】 【详解】(1)汽车匀加速结束时的速度11120m /s v a t ==由P=Fv 可知，匀加速结束时汽车的牵引力11F Pv ==1×104N 由牛顿第二定律得11F f ma -=解得f =5000N汽车速度最大时做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知， 此时汽车的牵引力F=f =5000N由P Fv =可知，汽车的最大速度：v=P PF f==40m/s (2)汽车匀加速运动的位移x 1=1140m 2v t = 对汽车，由动能定理得2112102F x Pt fs mv =--+解得s =480m2．如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB ，与水平光滑轨道BC 相连，竖直墙壁CD 高0.2H m =，紧靠墙壁在地面固定一个和CD 等高，底边长0.3L m =的斜面，一个质量0.1m kg =的小物块(视为质点)在轨道AB 上从距离B 点4l m =处由静止释放，从C 点水平抛出，已知小物块在AB 段与轨道间的动摩擦因数为0.5，达到B 点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为37.(o 重力加速度210/g m s =，sin370.6=o ，cos370.8)o =(1)求小物块运动到B 点时的速度大小； (2)求小物块从C 点抛出到击中斜面的时间；(3)改变小物块从轨道上释放的初位置，求小物块击中斜面时动能的最小值. 【答案】(1) 4/m s (2)115s (3) 0.15J 【解析】 【分析】(1)对滑块从A 到B 过程，根据动能定理列式求解末速度；(2)从C 点画出后做平抛运动，根据分位移公式并结合几何关系列式分析即可； (3)动能最小时末速度最小，求解末速度表达式分析即可. 【详解】()1对滑块从A 到B 过程，根据动能定理，有：2B 1mglsin37μmgcos37mv 2-=o o ，解得：B v 4m /s =；()2设物体落在斜面上时水平位移为x ，竖直位移为y ，画出轨迹，如图所示：对平抛运动，根据分位移公式，有：0x v t =，21y gt 2=， 结合几何关系，有：H y H 2x L 3-==， 解得：1t s 15=； ()3对滑块从A 到B 过程，根据动能定理，有：2B 1mglsin37μmgcos37mv 2-=o o ，对平抛运动，根据分位移公式，有：0x v t =，21y gt 2=， 结合几何关系，有：H y H 2x L 3-==， 从A 到碰撞到斜面过程,根据动能定理有：21mglsin37μmgcos37l mgy mv 02-⋅+=-oo联立解得：22125y 9H 18H mv mg 21616y 16⎛⎫=+- ⎪⎝⎭，故当225y 9H 1616y =，即3y H 0.12m 5==时，动能k E 最小为：km E 0.15J =； 【点睛】本题是力学综合问题，关键是正确的受力分析，明确各个阶段的受力情况和运动性质，根据动能定理和平抛运动的规律列式分析，第三问较难，要结合数学不等式知识分析.3．如图甲所示，倾斜的传送带以恒定的速率逆时针运行．在t ＝0时刻，将质量为1.0 kg 的物块(可视为质点)无初速度地放在传送带的最上端A 点，经过1.0 s ，物块从最下端的B 点离开传送带．取沿传送带向下为速度的正方向，则物块的对地速度随时间变化的图象如图乙所示(g ＝10 m/s 2)，求：(1)物块与传送带间的动摩擦因数；(2)物块从A 到B 的过程中，传送带对物块做的功． 【答案】3－3.75 J 【解析】解：(1)由图象可知，物块在前0.5 s 的加速度为：2111a =8?m/s v t = 后0.5 s 的加速度为：222222?/v v a m s t -== 物块在前0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向下，由牛顿第二定律得：1mgsin mgcos ma θμθ+=物块在后0.5 s 受到的滑动摩擦力沿传送带向上，由牛顿第二定律得：2mgsin mgcos ma θμθ-=联立解得：3μ=(2)由v －t 图象面积意义可知，在前0.5 s ，物块对地位移为：1112v t x =则摩擦力对物块做功：11·W mgcos x μθ= 在后0.5 s ，物块对地位移为：12122v v x t +=则摩擦力对物块做功22·W mgcos x μθ=－ 所以传送带对物块做的总功：12W W W =+ 联立解得：W ＝－3.75 J4．质量为m =0.5kg 、可视为质点的小滑块，从光滑斜面上高h 0=0.6m 的A 点由静止开始自由滑下。
高中物理12第一章分子动理论内能(含解析)
高中物理12第一章分子动理论内能（含解析）一、单选题1.一开口向下导热平均直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h ，下列情形中能使细绳拉力增大的是（）A.大气压强增加B.环境温度升高C.向水银槽内注入水银 D.略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移2.关于分子动理论和物体的内能，下列说法中正确的是（）A.液体分子的无规则运动称为布朗运动B.物体的温度升高，物体内大量分子热运动的平均动能增大C.物体从外界吸取热量，其内能一定增加D.气体的温度升高，气体的压强一定增大3.下列现象中，最能恰当地说明分子间有相互作用力的是（）A.气体容易被压缩B.高压密闭的钢管中的油从筒壁渗出C.两块纯洁的铅块紧压后合在一起 D.滴入水中的墨汁微粒向不同方向运动4.如图所示，密闭气缸左侧导热，其余部分绝热性能良好，绝热轻活塞K把气缸分隔成体积相等的两部分，K与气缸壁的接触是光滑的，两部分中分别有相同质量、相同温度的同种气体a和b ，气体分子之间相互作用力可忽略，当外界环境温度缓慢降低到某一值的过程中，以下说法不正确的是（）A.a的体积减小，压强降低B.b的温度降低C.散失热量后a的分子热运动比b的分子热运动猛烈D.a减少的内能大于b减少的内能5.关于一定质量的理想气体，下列说法正确的是（）A.当气体温度升高，气体的压强一定增大 B.当气体温度升高，气体的内能可能增大也可能减小C.当外界对气体做功，气体的内能一定增大D.当气体在绝热条件下膨胀，气体的温度一定降低6.关于一定质量的理想气体，下面表述正确的是（）A.当分子热运动变剧烈时，压强一定增大 B.等温压缩过程，气体压强一定增大C.等容变化过程，气体温度一定不变 D.压强增大，体积一定减少7.如图所示，一定质量的理想气体，从状态1变化到状态2，其P﹣图像为倾斜直线，下述正确的是（）A.密度不变 B.压强不变 C.体积不变D.温度不变8.下列说法中错误的是()A.用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隙B.煤堆在墙角时刻长了，墙内部也变黑了，证明分子在永不停息地运动C.打开香水瓶后，专门远的地点能闻到香味，说明分子在不停地运动D.封闭在容器中的液体专门难被压缩，证明分子间有斥力9.关于固体的相关说法中正确的是（）A.所有固体都具有固定的熔点B.固体和液体之间形成的附着层只有收缩的可能C.只有单晶体具有固定的几何外形，多晶体和非晶体都不具有固定的几何外形D.晶体具有固定的几何外形，非晶体不具有固定的几何外形10.下列关于温度的各种说法中，正确的是（）A.某物体温度升高了200 K ，也确实是升高了200℃B.某物体温度升高了200℃，也确实是升高了473 KC.﹣200℃比﹣250℃温度低D.200℃和200 K的温度相同11.气体温度升高，则该气体（）A.每个分子的体积都增大B.每个分子的动能都增大C.速率大的分子数量增多D.分子间引力和斥力都增大二、多选题12.一定质量的理想气体（）A.先等压膨胀，再等容降温，其温度必低于起始温度B.先等温膨胀，再等压压缩，其体积必小于起始体积C.先等容升温，再等压压缩，其温度有可能等于起始温度D.先等容加热，再绝热压缩，其内能必大于起始内能13.当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是（）A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等 D.两种气体分子热运动的平均速率相等14.1g、100℃的水与1g、100℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是()A.分子的平均动能与分子的总动能都相同 B.分子的平均动能相同，分子的总动能不同C.内能相同D.1g、100℃的水的内能小于1g、100℃的水蒸气的内能15.把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观看，如图所示，下列说法中正确的是()A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B.小炭粒在不停地做无规则运动，这确实是所说的布朗运动C.越小的炭粒，运动越明显D.在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上确实是由许许多多的静止不动的水分子组成的16.关于封闭的某种理想气体，下列说法正确的是（）A.压强是由气体的重力产生的B.气体温度不变，压强可能增大C.气体分子平均动能增大，体积减小，压强一定增大D.压强与体积成反比E.单位体积分子数增多，气体的压强可能减小17.某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，图中f （v）表示v处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知（）A.气体的所有分子，其速率都在某个数值邻近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范畴相对较小三、填空题18.扩散现象和布朗运动与温度有关，温度越高，分子运动越________ ，我们把分子的无规则运动叫做________。
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高中物理--内能练习题我夯基我达标1.下列对物体内能的说法中,正确的有( )A.0 ℃的水比0 ℃的冰的内能大B.物体运动的速度越大,则内能越大C.水分子的内能比冰分子的内能大D.100 g 0 ℃的冰比100 g 0 ℃的水的内能小思路解析：内能与分子个数有关,因不知道0 ℃的水与0 ℃的冰哪一个质量大,所以无法比较其内能,A错.物体整体运动的动能属于机械能,与内能无关,B错.内能也是统计概念,只对大量分子有意义,是对物体而言的,一个分子没有内能,C 错.冰熔化成水要吸收热量,内能增加,所以D正确.答案：D2.关于机械能和内能,下列说法中正确的是( )A.机械能大的物体,其内能一定很大B.物体的机械能损失时,内能却可以增加C.物体的内能损失时,机械能必然减小D.物体的内能为零时,机械能可以不为零思路解析：内能和机械能是两种不同形式的能,对同一物体,不考虑形变时,机械能由其宏观速度和相对地面的高度决定,内能则与其内部分子无规则运动及其聚集状态有关,它跟物体整体的宏观速度和高度无直接联系.答案：B3.关于分子的动能,下列说法中正确的是( )A.物体运动速度大,物体内分子的动能一定大B.物体的温度升高,物体内每个分子的动能都增大C.物体的温度降低,物体内大量分子的平均动能一定减小D.物体内分子的平均动能与物体做机械运动的速度大小无关思路解析：分子的动能与机械运动的速度无关,温度升高,分子的平均动能一定增加,但对单个分子来讲,其动能可能增加也可能减小.答案：CD4.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.两者的内能相等D.氢气分子的平均速率较大思路解析：氢气和氧气的温度相同,分子的平均动能相同,由于氧分子质量比氢分子质量大,所以氢分子的平均速率更大.又因为两种气体的总质量相等,氢分子质量比氧分子质量小,所以氢分子数大于氧分子数,氢气的分子动能总和大于氧气的分子动能总和,由于不计分子势能,所以氢气的内能更大.答案：BD5.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,两物体温度相等思路解析：温度是大量分子热运动平均动能的量度,对单个分子无意义,所以A、B错误,C正确.不能说温度从高温物体传递到低温物体,而是热量从高温物体传递到低温物体,D错误.答案：C6.关于物体内能,下列说法正确的是( )A.物体有内能,必有机械能B.物体的机械能可以为零,内能不能为零C.物体内能永远不能为零D.温度相同的物体,内能必相等思路解析：物体的机械能可以为零,但由于分子做永不停息的热运动,所以内能不可能为零,A错,B、C正确.温度相同时,分子个数和体积不一定相同,所以内能也不一定相同,D错误.答案：BC7.以下说法中正确的是( )A.悬浮在液体中的小颗粒做无规则运动就是分子的运动B.温度越高的物体,分子的平均速率就越大C.分子势能一定随着分子间距离的增大而增大D.物体受到拉伸时,分子间引力和斥力都减小,但斥力比引力减小得快,因而阻碍物体被拉伸思路解析：小颗粒是由大量分子组成的,它的无规则运动应属于机械运动,但它反映了分子的规则运动,A 错.温度越高的物体分子平均动能越大,但分子动能还和分子质量有关,所以分子的平均速度不一定大,B 错.分子间距离增大时,如果分子力在斥力范围内,分子做正功,分子势能要减小,如果分子力在引力范围内,分子力做负功,分子势能会增大,C 错.根据分子间引力和斥力都随分子间距离变化关系可知D 对.答案：D8.重1 000 kg 的气锤从2.5 m 高处落下,打在质量为200 kg 的铁块上,要使铁块的温度升高40 ℃以上,气锤至少应落下多少次？设气锤撞击铁块时做的功有60%用来升高铁块的温度.〔取g=10 m/s 2,铁的比热容c=0.462×103 J/(kg ·℃)〕. 思路解析：由机械能守恒得气锤下落到刚撞击铁块时刻的动能E k =mgh=103×10×2.5 J=2.5×104J由动能定理得,气锤撞击铁块所做的功为W=E k -0=2.5×104 J使铁块温度升高40 ℃所需的热量Q=cmΔt=0.462×103×200×40 J=3.696×106 J设气锤应下落n 次,才能使铁块温度升高40 ℃,则由能的转化和守恒定律得 n·Wη=Q所以46105.26.010696.3⨯⨯⨯=ηW Q =246.4(次). 答案：约247次我综合 我发展9.下列说法中正确的是( )A.只要温度相同,任何分子的平均速率都相同B.不管分子间距离是否大于r0(r是平衡位置分子距离),只要分子力做正功,分子势能就减小,反之分子势能就增加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每一个分子的速率思路解析：温度相同,物体分子平均动能相同,而平均速率不一定相同,故A错.因为分子势能是由分子间相互作用才产生的,而分子力做负功,即外力对分子做正功,分子势能增加,反之,分子势能减小,故B对.物体内能是对大量分子而言对于10个这样少的分子无意义,故C错.温度高的物体分子的平均速率大(相同物质),但具体到每一个分子的速率是不确定的,可能大于平均速率,也可能小于平均速率,故B错.答案：B10.质量相同的铁块和铜块,它们的温度相同,下列说法正确的是( )A.铁块和铜块内所有分子热运动的速度都相同B.铁块和铜块内分子的平均速率相同C.铁块和铜块内分子的平均动能相同D.铁块和铜块内分子动能的总和相同思路解析：温度相同,两金属块的分子平均动能相同,并不是所有分子的速率都相同,即使在同一金属块中也是如此,A错. 由于铁块分子的质量比铜块中分子的质量小,而它们的平均动能相等,所以铁块中分子的平均速率要比铜块中分子的平均速率大,所以B错,选项C对.铁块中的分子数比铜块中的分子数多,而它们分子的平均动能相同,所以铁块分子的动能的总和大于铜块中分子动能的总和,D 错.答案：C11.对于同一物体的内能,下列说法正确的是( )A.温度升高时,内能一定增大B.温度不变时,内能一定不变C.体积增大时,内能一定增大D.体积增大时,内能可能不变思路解析：同一物体所含物质的量不变,物体的内能在宏观上取决于物体的温度,物体的体积和物体所处的状态,只有一个因素的变化情况不能确定它的内能变化情况,温度升高时物体内分子热运动的平均动能要增大,但分子势能可能会由于体积的变化而减小,所以A错.温度不变时,分子平均动能不变,但可能由于物体的体积发生改变或由于状态发生变化而使内能发生变化,所以B错.体积增大分子势能可能增大,也可能减小,并且温度也有可能发生变化,因此不能确定物体的内能是否变化,怎样变化,所以C错,D对.答案：D12.放在光滑水平面上的物体,受到一个水平方向的作用力而做匀加速直线运动,有人说：“随着物体运动加快,物体内分子的运动也加快,因此分子的平均动能增大,物体的温度升高.”这种说法是否正确？为什么？思路解析：这种说法是错误的.热运动是物体内分子的无规则运动,这种无规则的运动是相对于物体本身的运动.物体运动时,物体中所有分子在无规则运动的基础上又叠加了一个“整体有序”的运动.这个“整体有序”的运动就是物体的机械运动.而物体的温度跟无规则运动有关,无规则运动越激烈,物体的温度越高,所以把这种运动叫热运动,物体的机械运动不会影响物体的温度,所以物体的温度不会因物体的运动速度增大而升高.分子的热运动和物体的机械运动是两种不同形式的运动,简单说,热运动是物体内大量分子的无序运动,而机械运动则是由于大量分子组成的整体的有序运动,这两种运动形式可以相互转化,这对应与它们相联系的两种形式的能量之间的转化,即内能和机械能之间的转化.13.用质量为0.5 kg的铁锤去打击质量为50 g的铁钉,已知锤打击铁钉时的速率为12 m/s,且每次打击后铁锤不再弹起,如果在打击时有80%的能量变成内能,并且这些热量有50%被铁钉吸收,现要使铁钉温度升高10 ℃,问要打多少次铁钉？〔不计铁钉的体积变化,铁的比热容为460 J/(kg·℃)〕思路解析：铁锤击打铁钉,要对铁钉做功,机械能转化为内能,铁钉温度升高,每次击打后铁锤不再弹起,意味着铁锤的机械能全部损失掉,由转化效率和吸收效率便可计算每一次打击铁钉内能的增加量,而铁钉的体积不变,分子势能不变,所以内能的增加全部是分子动能的增加,也就是温度升高.设铁钉温度升高Δt=10 ℃需要打击n 次,则有n ×η1×η2×m 1v 2/2=cm 2Δt 代入已知数据可解得打击次数为：n=2cm 2Δt /(η1×η2×m 1v 2)=16次.答案：16次我创新 我超越14.如图7-5-4所示,在质量为M 的玻璃管中盛有少量的乙醚液体,用质量为m 的软木塞将管口塞住,加热玻璃管使软木塞在乙醚蒸气的压力下水平飞出,玻璃管悬于长为L 的轻杆上,轻杆可绕O 端无摩擦地转动,欲使玻璃管在竖直面内做圆周运动,在忽略热损失的情况下,乙醚最少要消耗多少内能？(设飞出时木塞和玻璃管的速度分别为v 1、v 2,且有mv 1=Mv 2)7-5-4思路解析:软木塞飞出时的动能和玻璃管反冲时的动能来源于玻璃管内乙醚膨胀做功时消耗的内能,由能量守恒定律,计算出软木塞飞出时的动能和玻璃管反冲时的动能,即可求出乙醚消耗的内能.玻璃管恰能在坚直面内做圆周运动的条件是在最高点时速度为零,由机械能守恒定律,有21•22υM =L Mg •代入21υυM m =可求得gL m M 21=υ由能量守恒定律,乙醚消耗的内量为m m M MgL m m E +=+=∆221212221υυ 在热学中涉及的能量守恒问题,同样可以用热力学第一定律来解决,从这个意义上让,热力学第一定律等同于能量守恒定律,但能量守恒定律比热学第一守律有着更深刻\更广泛的含义,它包含了所有运动形式所遵循的规律.答案:mm M MgL +2。