Question

【題目】如圖1所示，a、b為某種物質的兩個分子，以a為原點，沿兩分子連線建立r軸。如果選取兩個分子相距無窮遠時的勢能為零，則作出的兩個分子之間的勢能與它們之間距離r的關系圖線如圖2所示。假設分子a固定不動，分子b只在ab間分子力的作用下運動（在x軸上）。當兩分子間距離為時，b分子的動能為（）。

(1)求a、b分子間的最大勢能；

(2)并利用圖2，結合畫圖說明分子b在x軸上的運動范圍；

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

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)見解析

【解析】

(1)當b分子速度為零時，此時兩分子間勢能最大，根據(jù)能量守恒定律可有

(2)由圖像可知，當兩分子間勢能為時，b分子對應和兩個位置坐標，b分子的活動范圍為

如圖所示

(3)當物體溫度升高時，分子在時的平均動能增大，分子的活動范圍將增大，由可以看出，曲線兩邊不對稱，當時曲線較陡，當時曲線較緩，導致分子的活動范圍主要向方向偏移，從宏觀來看物體的體積膨脹。