- 高三物理分子势能题目
高三物理中涉及到分子势能的题目有很多，以下是一些例子：
1. 一定质量的理想气体，保持压强不变，当体积增大时，气体的分子势能增加。
2. 一定质量的理想气体，保持温度不变，当体积增大时，气体的分子势能增加。
3. 在真空容器中，一容器内一定质量的理想气体温度升高，体积增大，则分子势能如何变化？
4. 一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，压强增大时，分子势能如何变化？
5. 一定质量的理想气体，在压强不变的情况下，体积增大时，分子势能如何变化？
需要注意的是，分子势能的变化与分子力做功有关。当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增加。因此，在做题时要注意分析分子力的变化情况。
相关例题：
题目：
已知某理想气体分子的势能为：
E(p) = - p^2/2k
其中，p为气体压强，k为玻尔兹曼常数。
现在，该气体被压缩到距离原位置d的距离，求压缩过程中气体分子势能的变化量。
解：
根据题意，气体被压缩到距离原位置d的距离，因此气体分子之间的距离从r1变到r2。由于气体分子之间的相互作用力表现为引力，因此需要用到微元法来求解。
首先，我们需要知道气体分子在距离原位置d处的势能函数为：
E(r) = - k(r - r2)^2/2r1r2
其中，r为气体分子之间的距离。
对于一个微小的距离变化Δr，气体分子的势能变化为：
ΔE = - k(r1 + Δr - r2)^2/2r1r2
由于气体被压缩，因此Δr为负值。同时，由于气体被压缩，r1和r2都减小了。因此，需要将负号取反。
ΔE = k(r2 - r1 - Δr)^2/2r1r2
由于气体被压缩，因此Δr和r2都减小了，而r1保持不变。因此，ΔE为正值。
根据题意，气体被压缩到距离原位置d的距离，因此Δr = d。代入上式可得：
ΔE = k(r2 - r1 - d)^2/2r1d^2
由于气体分子之间的距离从r1变到r2，因此需要用到积分来求解整个压缩过程的气体分子势能变化量。根据微元法，整个压缩过程的气体分子势能变化量为：
ΔE = ∫(k(r2 - r)^2/r1d^3r) (其中r的范围是从原点到无穷大)
代入数值计算可得：ΔE = 3k/4πd^2。因此，压缩过程中气体分子势能的变化量为正值，表示气体分子势能增加了。
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