Question

【題目】如圖1所示，a、b為某種物質(zhì)的兩個(gè)分子，以a為原點(diǎn)，沿兩分子連線建立r軸。如果選取兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的勢(shì)能為零，則作出的兩個(gè)分子之間的勢(shì)能與它們之間距離r的關(guān)系圖線如圖2所示。假設(shè)分子a固定不動(dòng)，分子b只在ab間分子力的作用下運(yùn)動(dòng)（在x軸上）。當(dāng)兩分子間距離為時(shí)，b分子的動(dòng)能為（）。

(1)求a、b分子間的最大勢(shì)能；

(2)并利用圖2，結(jié)合畫(huà)圖說(shuō)明分子b在x軸上的運(yùn)動(dòng)范圍；

(3)若某固體由大量這種分子組成，當(dāng)溫度升高時(shí)，物體體積膨脹。試結(jié)合圖2所示的關(guān)系圖線，分析說(shuō)明這種物體受熱后體積膨脹的原因。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)見(jiàn)解析

【解析】

(1)當(dāng)b分子速度為零時(shí)，此時(shí)兩分子間勢(shì)能最大，根據(jù)能量守恒定律可有

(2)由圖像可知，當(dāng)兩分子間勢(shì)能為時(shí)，b分子對(duì)應(yīng)和兩個(gè)位置坐標(biāo)，b分子的活動(dòng)范圍為

如圖所示

(3)當(dāng)物體溫度升高時(shí)，分子在時(shí)的平均動(dòng)能增大，分子的活動(dòng)范圍將增大，由可以看出，曲線兩邊不對(duì)稱，當(dāng)時(shí)曲線較陡，當(dāng)時(shí)曲線較緩，導(dǎo)致分子的活動(dòng)范圍主要向方向偏移，從宏觀來(lái)看物體的體積膨脹。