(5分)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示, r =…——2020 高考物理第 13 题答案解析

2020_新课标I卷

2020 全国 第 13 题 解答题 区分题
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13.(5分)分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示, $\mathbf { r } { = } \mathbf { r } _ { 1 }$ 时, $\mathrm { F } { = } 0$ .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 $\mathbf { r } _ { 2 }$ 的过程中,势能 减小 (填“减小”“不变”或“增大”);在间距由 $\mathbf { r } _ { 2 }$ 减小到 $\mathbf { r } _ { 1 }$ 的过程中,势能 减小 (填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于 $\mathbf { r } _ { 1 }$ 处,势能 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)零。

参考答案

减小;减小;小于

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【分析】当分子间距离等于平衡距离时,分子力为零,分子势能最小;根据图象可知,分子间距与分子引力与斥力关系,再结合分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增大,从而即可判定。

【解答】解: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 $\mathbf { r } _ { 2 }$ 的过程中,分子体现引力,分子力做正功,分子势能减小;

在间距由 $\mathbf { r } _ { 2 }$ 减小到 $\mathbf { r } _ { 1 }$ 的过程中,分子体现引力,分子做正功,分子势能减小;

规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零,在间距小于 $\mathbf { r } _ { 1 }$ 过程中,分子体现斥力,分子力负功,分子势能增加,因此在间距等于 $\mathbf { r } _ { 1 }$ 处,势能小于零,

故答案为:减小;减小;小于。

【点评】分子间的势能及分子力虽然属于微观世界的关系,但是可运用我们所学过的力学中功能关系进行分析,注意分子体现引力还是斥力是解题的关键,同时理解分子力做功与分子势能的关系。

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