解析:选D 两物体温度相等,说明它们分子的平均动能相等,因为温度是分子运动平均动能的标志;由于没有说明铁与铝的质量,只有当它们所含分子数目一样时,分子总动能才相等,故A错;分子平均动能相等,但对每个分子而言,它运动的速率是变化的,且每个分子的速率都是不同的,有的快也有的慢,所以每个分子的动能相等的说法不正确,故B错;虽然分子的平均动能相等,但铁分子、铝分子质量不同,因此分子平均速率不等,所以C错。故选D。
对分子势能的理解
1.分子势能与分子间距离的关系
分子势能的大小与分子间的距离有关,距离发生变化时,分子力做功,分子势能发生变化。分子势能随分子间距离的变化情况如图所示(取无穷远处Ep为0)。
(1)当分子间的距离r>r0时,分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当分子间的距离r<r0时,分子势能随分子间距离的减小而增大。
(3)当r=r0时,分子势能最小。
[注意]
应注意"分子势能最小"和"分子势能为零"是两个不同的概念,"最小"不一定是"等于零";反之,"等于零"也不一定是"最小"。由于分子势能具有相对性,也可以取"分子势能最小"的位置作为"分子势能为零"的位置。图甲为取无穷远处Ep=0时的Epr图像;图乙为取r=r0处Ep=0时的Epr图像。
2.分子势能的变化与分子力做功的关系
(1)分子力做正功,分子势能减少;
分子力做负功,分子势能增加。
(2)数量关系:W=-ΔEp=Ep1-Ep2
[典例] 如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远a处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲。图中b点合外力表现为引力,且为数值最大处,d点是分子靠得最近处。则下列说法正确的是( )
A.乙分子在a点势能最小
B.乙分子在b点动能最大