Question

【题目】如图1所示，a、b为某种物质的两个分子，以a为原点，沿两分子连线建立r轴。如果选取两个分子相距无穷远时的势能为零，则作出的两个分子之间的势能与它们之间距离r的关系图线如图2所示。假设分子a固定不动，分子b只在ab间分子力的作用下运动（在x轴上）。当两分子间距离为时，b分子的动能为（）。

(1)求a、b分子间的最大势能；

(2)并利用图2，结合画图说明分子b在x轴上的运动范围；

(3)若某固体由大量这种分子组成，当温度升高时，物体体积膨胀。试结合图2所示的关系图线，分析说明这种物体受热后体积膨胀的原因。

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)见解析

【解析】

(1)当b分子速度为零时，此时两分子间势能最大，根据能量守恒定律可有

(2)由图像可知，当两分子间势能为时，b分子对应和两个位置坐标，b分子的活动范围为

如图所示

(3)当物体温度升高时，分子在时的平均动能增大，分子的活动范围将增大，由可以看出，曲线两边不对称，当时曲线较陡，当时曲线较缓，导致分子的活动范围主要向方向偏移，从宏观来看物体的体积膨胀。