3．（内能）关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）
A．机械能可以为零，但内能永远不为零
B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能
C．温度越高，物体的内能越大
D．0°C的冰的内能与等质量的0°C的水的内能相等
答案 A
解析 机械能是宏观能量，当物体的动能和势能均为零时，机械能就为零；而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A项对；物体的内能与物质的量、温度和体积有关，B、C、D三项错误，故选A.
4．（气体分子运动的统计规律）如图3是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布图，由图可得（ ）
图3
A．同一温度下，氧气分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律
B．随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大
C．随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增加
D．随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小
答案 A
解析 温度升高后，并不是每一个气体分子的速率都增大，而是气体分子的平均速率变大，并且速率小的分子所占比例减小，则B、C、D错误；同一温度下，气体分子呈现出“中间多、两头少”的分布规律，A正确．
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，每个分子的动能都变大
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．（多选）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，物体体积增大（减小），分子势能不一定增大（减小），而体积不变，分子势能一定不变．
4．下列情况分子势能一定减小的是（ ）
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，引力可能做正功，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Ep随分子间距离r变化关系的图线是（ ）
答案 B
解析 当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep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．
题组三 内能
6．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．
7．下列关于物体内能和机械能的说法正确的是（ ）
A．物体的内能大，则机械能也一定大
B．一切物体都具有内能
C．当物体静止时，物体的内能为零
D．内能是物体的机械能的另一种说法
答案 B
解析 内能和机械能是两种不同形式的能，二者没有必然的联系，A、C、D错误；由于分子永不停息地做无规则运动，故一切物体皆有内能，B正确．
8．以下说法正确的是（ ）
A．温度相等的两块铁（固体），其内能一定相等
B．温度不等的两物体，其内能一定不等
C．两物体的内能相等，其分子平均动能一定相等
D．两块相同物质组成的物体（固体），质量相等，温度相同，体积相同，则内能一样大
答案 D
解析 温度相等的两块铁，因为不知道其质量、体积是否相等，那么其内能不一定相等，所以A错；而对于温度不等的两物体，分子平均动能不一样大，但由于分子势能、质量等因素不确定，就有可能使内能一样大，因此B错；同样的道理可知C也错．物体的内能由物质的量、温度、体积决定，故选项D正确．
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
mOvO2＝
mNvN2＝
mHvH2，而分子质量的大小关系为mO>mN>mH，所以有vH>vN>vO，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
k可知，氢气内能最大．
题组四 气体分子运动的统计规律
10.伽耳顿板可以演示统计规律．如图1所示，让大量小球从上方漏斗形入口落下，则下图中能正确反映最终落在槽内小球的分布情况的是（ ）
图1
答案 C
解析 如果从入口处投入单个小球，与铁钉碰撞后会落入哪一个狭槽是偶然的、随机的，少量小球投入后，落入各狭槽的分布情况也带有偶然性．但是，从入口处同时（或先后）投入大量小球，落入各槽的分布情况则是确定的．多次重复实验可知，小球在各槽内的分布是不均匀的，以中间槽最多，两边最少，故C正确．
11．（多选）关于封闭在容器内的一定质量的气体，当温度升高时，下列说法中正确的是（ ）
A．气体中的每个分子的速率必定增大
B．有的分子的速率可能减小
C．速率大的分子数目增加
D．“中间多、两头少”的分布规律改变
答案 BC
解析 对每个分子无法判断速率的变化，A项错误，B项正确；但总体上速率大的分子数目在增加，C项正确；无论温度如何变化，“中间多、两头少”的分布规律不会变化，D项错误．
12．下表反映了氧气分子的速率分布：
速率区间
v/（m·s－1）
不同温度下各速率区间的分子数占总分子数的百分率
（%）
0℃
100℃
100以下
1.4
0.7
100～200
8.1
5.4
200～300
17.0
11.9
300～400
21.4
17.4
400～500
20.4
18.6
500～600
15.1
16.7
600～700
9.2
12.9
700～800
4.5
7.9
800～900
2.0
4.6
900以上
0.9
3.9
如果以横坐标上的各等长区间表示相应的速率范围，以纵坐标表示单位速率间隔分子数占总分子数的比率，那么可以用直方图表示出一定温度下分子速率的分布，如图2所示．
图2
由以上表格和图象，从两个方面论述一下所反映出的物理规律．
答案
（1）一定温度下（0℃），气体分子速率在中间（300～400m·s－1）最多，大于400m·s－1或小于300m·s－1较少，即反映出“中间多、两头少”的统计规律．
（2）温度升高，由0℃升到100℃，速率大的占的比例增多，分布曲线的峰值向速率大的一方移动，但“中间多、两头少”的分布规律不变．
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