（人教2019選擇性必修第三冊 ）高二物理備課必備講義 1.4分子動(dòng)能和分子勢能（原卷版+解析）

第一章分子動(dòng)理論第4節(jié)分子動(dòng)能和分子勢能【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.科學(xué)思維明確分子勢能與分子間距離的關(guān)系.科學(xué)探究理解內(nèi)能的概念，探究內(nèi)容的決定因素科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過分子動(dòng)能和分子勢能知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一分子動(dòng)能【情境導(dǎo)入】(1)為什么研究分子動(dòng)能的時(shí)候主要關(guān)心大量分子的平均動(dòng)能？(2)物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大嗎？(3)物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其分子的平均動(dòng)能也越大嗎？【知識(shí)梳理】1．分子動(dòng)能：由于分子而具有的能量．2．分子的平均動(dòng)能所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的．3．物體的是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．【重難詮釋】1．單個(gè)分子的動(dòng)能(1)定義：組成物體的每個(gè)分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此分子具有動(dòng)能．(2)由于分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義．2．分子的平均動(dòng)能(1)定義：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值．(2)決定因素：物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．溫度升高的物體，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的．3．分子的總動(dòng)能物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是指所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和，它等于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積．物體內(nèi)分子的總動(dòng)能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān)．【典例精析】例1．(多選)當(dāng)氫氣和氧氣溫度相同時(shí)，下列說法中正確的是()A．兩種氣體的分子平均動(dòng)能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能相等D．兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率相等【規(guī)律方法】由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但平均速率一般不同．知識(shí)點(diǎn)二分子勢能【情境導(dǎo)入】(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子間的作用力做功對應(yīng)什么形式的能量變化呢？(2)當(dāng)兩個(gè)分子從相距無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近到不能再靠近的過程中，分子勢能如何變化？【知識(shí)梳理】1．分子勢能：由分子間的決定的能．2.分子勢能Ep隨分子間距離r變化的情況如圖所示．當(dāng)r＝時(shí)，分子勢能最?。?．決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的有關(guān)．(2)微觀上：分子勢能的大小與分子之間的有關(guān)．【重難詮釋】1．分子間作用力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系(如圖所示)分子間距離rr＝r0r>r0r<r0分子間作用力F等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子間作用力做功W分子間距增大時(shí)，分子間作用力做負(fù)功分子間距減小時(shí)，分子間作用力做負(fù)功分子勢能Ep最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2．分子勢能的特點(diǎn)由分子間的相對位置決定，隨分子間距離的變化而變化．分子勢能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)．3．分子勢能的影響因素(1)宏觀上：分子勢能跟物體的體積有關(guān)．(2)微觀上：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的．【典例精析】例2．兩分子間的斥力與引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在F作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，下列說法正確的是()A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能和分子勢能均增大B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢能增大C．在r<r0階段，分子勢能先增大后減小D．在r＝r0時(shí)，分子勢能為零，分子動(dòng)能最大知識(shí)點(diǎn)三內(nèi)能【情境導(dǎo)入】(1)結(jié)合影響分子動(dòng)能和分子勢能的因素，從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些？(2)物體的內(nèi)能隨機(jī)械能的變化而變化嗎？內(nèi)能可能為零嗎？【知識(shí)梳理】1．物體的內(nèi)能：物體中的熱運(yùn)動(dòng)與的總和．任何物體都具有內(nèi)能．2．相關(guān)因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定．(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與有關(guān)．(3)分子勢能與物體的有關(guān)．故物體的內(nèi)能由、、共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響．【重難詮釋】1．溫度、內(nèi)能和熱量的比較(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和．(3)熱量指在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少．2．內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能機(jī)械能對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見的能量形式分子動(dòng)能、分子勢能物體動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對于零勢能面的高度、彈性形變量大小永遠(yuǎn)不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化3.物態(tài)變化對內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵?，溫度不變，此過程中分子的平均動(dòng)能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化．【典例精析】例3．關(guān)于物體的內(nèi)能下列說法中正確的是()A．物體的內(nèi)能與物體的溫度與體積都有關(guān)系B．體積相同的同種氣體，它們的內(nèi)能一定相等C．運(yùn)動(dòng)物體的速度增大，則分子動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能也增大D．溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大【答案】A【解析】任何物體都具有內(nèi)能，內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)有關(guān)，故A正確；體積相同的同種氣體，若溫度、壓強(qiáng)不同，它們的內(nèi)能不一定相等，故B錯(cuò)誤；內(nèi)能的大小與物體宏觀的速度大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤；內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)有關(guān)，溫度高的物體比溫度低的物體的分子平均動(dòng)能大，但內(nèi)能不一定大，故D錯(cuò)誤．針對訓(xùn)練一、單選題1．關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說法中正確的是（）A．不同的物體，若溫度相等，則內(nèi)能也相等B．物體速度增大，則分子動(dòng)能增大，內(nèi)能也增大C．體積相同的同種氣體，它們的內(nèi)能一定相等D．物體的內(nèi)能與物體的質(zhì)量、溫度和體積都有關(guān)系2．假設(shè)一團(tuán)沙塵暴中所含物質(zhì)種類及每種物質(zhì)質(zhì)量均不變，關(guān)于這團(tuán)沙塵暴，以下說法正確的是（）A．該沙塵暴的內(nèi)能是其中所有空氣的氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢能以及其他物質(zhì)顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢能的總和B．沙塵暴中沙塵顆粒的分子之間存在著相互作用的引力和斥力C．該沙塵暴從溫度較低的內(nèi)蒙古高原吹到溫度較高的黃淮地區(qū)，溫度逐漸升高、風(fēng)勢逐漸減弱，則其內(nèi)能逐漸減小D．沙塵暴中的所有沙塵顆粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)3．一定質(zhì)量的乙醚液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w，在這一過程中（）A．分子間作用力增大 B．分子引力、分子斥力均減小C．分子平均動(dòng)能增大 D．分子勢能減小4．王亞平在“天宮課堂”中，將分別粘有水球的兩塊透明板慢慢靠近，直到兩個(gè)水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。如圖甲所示，為我們展示了微重力環(huán)境下液體表面張力的特性?！八畼颉北砻媾c空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力F和分子間距r的關(guān)系如圖乙。下列說法正確的是（）A．可以推斷水和透明板是不浸潤的B．王亞平把兩板慢慢拉開形成“水橋”的過程，“水橋”表面層相鄰水分子間的分子勢能變小C．王亞平把兩板慢慢拉開形成“水橋”的過程，“水橋”表面層相鄰水分子間的分子力做負(fù)功D．王亞平放開雙手兩板吸引到一起，該過程表面層相鄰水分子間的作用力與分子間的距離的關(guān)系與乙圖的A到B過程相對應(yīng)5．如圖所示，將甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O處，乙分子放置于r軸上距離O點(diǎn)很遠(yuǎn)的r4處，r1、r2、r3為r軸上的三個(gè)特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢能Ep隨兩分子間距離r的變化關(guān)系分別如圖中兩條曲線所示，設(shè)兩分子間距離很遠(yuǎn)時(shí)，Ep＝0?，F(xiàn)把乙分子從r4處由靜止釋放，下列說法中正確的是（）A．實(shí)線為圖線、虛線為圖線B．當(dāng)分子間距離時(shí)，甲、乙兩分子間只有斥力，且斥力隨r減小而增大C．乙分子從到做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，從到做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)D．乙分子從到的過程中，分子勢能先增大后減小，在位置時(shí)分子勢能最小6．下列說法正確的是（）A．氣體溫度升高，則每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都將變大B．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小C．用油膜法估測分子大小，如果油膜沒有充分展開，測出來的分子直徑將偏小D．溫度相同，質(zhì)量相同的理想氣體具有相同的內(nèi)能7．一塊10℃的鐵與一塊10℃的鋁相比，以下說法中正確的是（）A．鐵的分子動(dòng)能之和與鋁的分子動(dòng)能之和相等B．鐵的每個(gè)分子動(dòng)能與鋁的每個(gè)分子的動(dòng)能相等C．鐵的分子平均速率與鋁的分子平均速率相等D．以上說法均不正確8．由于分子間存在著分子力，而分子力做功與路徑無關(guān)，因此分子間存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能。如圖所示為分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖像，取r趨近于無窮大時(shí)Ep為零。通過功能關(guān)系可以從分子勢能的圖像中得到有關(guān)分子力的信息，則下列說法正確的是（）A．圖中r1是平衡位置B．假設(shè)將兩個(gè)分子從它們相距r2時(shí)釋放，它們將相互靠近C．當(dāng)分子間的距離r=r3時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力D．當(dāng)分子間的距離從r3減小到r2時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，且先增大后減小二、多選題9．如圖所示，F(xiàn)表示兩分子間的作用力，表示分子間的勢能，圖中兩條圖像分別表示分子間作用力和分子勢能隨分子間距離變化的規(guī)律，圖中是分子勢能為0時(shí)對應(yīng)的距離，是分子間作用力為0時(shí)對應(yīng)的距離，是分子間作用力隨分子間距離變化的圖像最低點(diǎn)對應(yīng)的距離，是分子間作用力及分子勢能均可視為0的足夠遠(yuǎn)的某一距離。下列說法正確的是（

）A．對應(yīng)著分子勢能的最小值B．從到，先增大后減小C．從到，F(xiàn)一直減小D．從到，F(xiàn)先增大后減小，不斷增大E．在僅受分子力的情況下，若將兩個(gè)相距的分子由靜止釋放，分子間能達(dá)到距離10．如圖甲所示，讓A分子不動(dòng)，B分子從無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。兩個(gè)分子間的作用力F隨r的變化關(guān)系如圖乙所示，取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep=0。在這個(gè)過程中，關(guān)于分子間的作用力和分子勢能說法正確的是（）A．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子間的作用力做正功，分子勢能減小C．當(dāng)分子間距離r=r0時(shí)，分子間的作用力為0，分子勢能也為0D．當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大11．如圖是分子間引力（或斥力）大小隨分子間距離變化的圖像，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)b表示斥力圖線，cd表示引力圖線B．當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢能為零C．當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力為零D．當(dāng)分子間距離小于兩曲線交點(diǎn)橫坐標(biāo)時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力12．下列與熱現(xiàn)象有關(guān)的說法中正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象說明分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．兩個(gè)分子間距離減小時(shí)，分子間的引力減小，斥力增大C．沸水中的胡椒粉不斷翻滾，說明溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈D．冰融化成水的過程中，水分子的平均動(dòng)能不變，分子勢能增大13．下列關(guān)于分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是（）A．氣體失去了容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子間距較大、相互作用力微弱的緣故B．一定量的水變成的水蒸氣，其分子之間的勢能增加C．向一杯清水中滴入幾滴紅墨水，紅墨水向周圍的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)D．如果氣體分子總數(shù)不變，溫度升高，則氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體壓強(qiáng)增大E．一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子之間勢能的總和14．如圖甲所示是分子間作用力與分子間距之間的關(guān)系，分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)為正，一般地，分子間距大于10r0時(shí)，分子間作用力就可以忽略；如圖乙所示是分子勢能與分子間距之間的關(guān)系，a是圖線上一點(diǎn)，ab是在a點(diǎn)的圖線切線。下列說法中正確的有（）A．分子勢能選擇了無窮遠(yuǎn)處或大于10r0處為零勢能參考點(diǎn)B．圖甲中陰影部分面積表示分子勢能差值，與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)C．圖乙中Oa的斜率大小表示分子間距離在該間距時(shí)的分子間作用力大小D．圖乙中ab的斜率大小表示分子間距離在該間距時(shí)的分子間作用力大小

第一章分子動(dòng)理論第4節(jié)分子動(dòng)能和分子勢能【核心素養(yǎng)目標(biāo)】物理觀念知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.科學(xué)思維明確分子勢能與分子間距離的關(guān)系.科學(xué)探究理解內(nèi)能的概念，探究內(nèi)容的決定因素科學(xué)態(tài)度與責(zé)任通過分子動(dòng)能和分子勢能知識(shí)應(yīng)用的實(shí)例，感受物理中科學(xué)技術(shù)與社會(huì)的緊密聯(lián)系，體會(huì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和科學(xué)意識(shí)。知識(shí)點(diǎn)一分子動(dòng)能【情境導(dǎo)入】(1)為什么研究分子動(dòng)能的時(shí)候主要關(guān)心大量分子的平均動(dòng)能？(2)物體溫度升高時(shí)，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大嗎？(3)物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其分子的平均動(dòng)能也越大嗎？答案(1)分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，因此各個(gè)分子的動(dòng)能以及一個(gè)分子在不同時(shí)刻的動(dòng)能都不盡相同，所以研究單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義，我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能．(2)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，對于個(gè)別分子，溫度是沒有意義的．所以物體溫度升高時(shí)，大部分分子的動(dòng)能增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小，也可能不變．(3)不是．分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)．【知識(shí)梳理】1．分子動(dòng)能：由于分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量．2．分子的平均動(dòng)能所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值．3．物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．【重難詮釋】1．單個(gè)分子的動(dòng)能(1)定義：組成物體的每個(gè)分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此分子具有動(dòng)能．(2)由于分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義．2．分子的平均動(dòng)能(1)定義：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值．(2)決定因素：物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．溫度升高的物體，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的．3．分子的總動(dòng)能物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是指所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和，它等于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積．物體內(nèi)分子的總動(dòng)能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān)．【典例精析】例1．(多選)當(dāng)氫氣和氧氣溫度相同時(shí)，下列說法中正確的是()A．兩種氣體的分子平均動(dòng)能相等B．氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C．兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能相等D．兩種氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率相等【答案】AB【解析】因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，溫度相同，兩種氣體的分子平均動(dòng)能相同，故選項(xiàng)A正確；因?yàn)闅錃夂脱鯕獾姆肿淤|(zhì)量不同，所以兩種氣體分子的平均速率不同，由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，分子質(zhì)量大的平均速率小，故選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；雖然兩種氣體分子平均動(dòng)能相等，【規(guī)律方法】由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但平均速率一般不同．知識(shí)點(diǎn)二分子勢能【情境導(dǎo)入】(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子間的作用力做功對應(yīng)什么形式的能量變化呢？(2)當(dāng)兩個(gè)分子從相距無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近到不能再靠近的過程中，分子勢能如何變化？答案(1)分子間的作用力做功對應(yīng)分子勢能的變化．(2)分子勢能先減小后增大．【知識(shí)梳理】1．分子勢能：由分子間的相對位置決定的能．2.分子勢能Ep隨分子間距離r變化的情況如圖所示．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢能最?。?．決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)．(2)微觀上：分子勢能的大小與分子之間的距離有關(guān)．【重難詮釋】1．分子間作用力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系(如圖所示)分子間距離rr＝r0r>r0r<r0分子間作用力F等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子間作用力做功W分子間距增大時(shí)，分子間作用力做負(fù)功分子間距減小時(shí)，分子間作用力做負(fù)功分子勢能Ep最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2．分子勢能的特點(diǎn)由分子間的相對位置決定，隨分子間距離的變化而變化．分子勢能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)．3．分子勢能的影響因素(1)宏觀上：分子勢能跟物體的體積有關(guān)．(2)微觀上：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的．【典例精析】例2．兩分子間的斥力與引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0.相距很遠(yuǎn)的兩分子在F作用下，由靜止開始相互接近．若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢能為零，下列說法正確的是()A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能和分子勢能均增大B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢能增大C．在r<r0階段，分子勢能先增大后減小D．在r＝r0時(shí)，分子勢能為零，分子動(dòng)能最大【答案】B【解析】在r>r0階段，F(xiàn)為引力，相互接近過程中，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增大，分子勢能減小，所以A錯(cuò)誤；在r<r0階段，F(xiàn)為斥力，相互接近過程中，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，分子勢能增大，所以B正確，C錯(cuò)誤；由于在r>r0階段，分子勢能減小，在r<r0階段，分子勢能增大，則在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，且一定小于0，動(dòng)能最大，所以D錯(cuò)誤．知識(shí)點(diǎn)三內(nèi)能【情境導(dǎo)入】(1)結(jié)合影響分子動(dòng)能和分子勢能的因素，從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些？(2)物體的內(nèi)能隨機(jī)械能的變化而變化嗎？內(nèi)能可能為零嗎？答案(1)微觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動(dòng)能和分子間的距離．宏觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)．(2)物體的機(jī)械能變化時(shí)其溫度和體積不一定變化，因此其內(nèi)能不一定變化，兩者之間沒有必然聯(lián)系．組成物體的分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此物體的內(nèi)能不可能為零．【知識(shí)梳理】1．物體的內(nèi)能：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和．任何物體都具有內(nèi)能．2．相關(guān)因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定．(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與溫度有關(guān)．(3)分子勢能與物體的體積有關(guān)．故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響．【重難詮釋】1．溫度、內(nèi)能和熱量的比較(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和．(3)熱量指在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少．2．內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能機(jī)械能對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見的能量形式分子動(dòng)能、分子勢能物體動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對于零勢能面的高度、彈性形變量大小永遠(yuǎn)不等于零一定條件下可以等于零聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化3.物態(tài)變化對內(nèi)能的影響一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵猓瑴囟炔蛔?，此過程中分子的平均動(dòng)能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化．【典例精析】例3．關(guān)于物體的內(nèi)能下列說法中正確的是()A．物體的內(nèi)能與物體的溫度與體積都有關(guān)系B．體積相同的同種氣體，它們的內(nèi)能一定相等C．運(yùn)動(dòng)物體的速度增大，則分子動(dòng)能增大，物體的內(nèi)能也增大D．溫度高的物體一定比溫度低的物體內(nèi)能大【答案】A【解析】任何物體都具有內(nèi)能，內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)有關(guān)，故A正確；體積相同的同種氣體，若溫度、壓強(qiáng)不同，它們的內(nèi)能不一定相等，故B錯(cuò)誤；內(nèi)能的大小與物體宏觀的速度大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤；內(nèi)能與物體的物質(zhì)的量、溫度、體積及物態(tài)有關(guān)，溫度高的物體比溫度低的物體的分子平均動(dòng)能大，但內(nèi)能不一定大，故D錯(cuò)誤．針對訓(xùn)練一、單選題1．關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說法中正確的是（）A．不同的物體，若溫度相等，則內(nèi)能也相等B．物體速度增大，則分子動(dòng)能增大，內(nèi)能也增大C．體積相同的同種氣體，它們的內(nèi)能一定相等D．物體的內(nèi)能與物體的質(zhì)量、溫度和體積都有關(guān)系【答案】D【解析】D．物體的內(nèi)能是指組成物體的所有分子動(dòng)能與分子勢能的總和，分子平均動(dòng)能取決于物體的溫度，分子勢能大小與分子間距離有關(guān)，從宏觀角度來看就是與物體的體積有關(guān)，而對于一種物質(zhì)來說，質(zhì)量決定著分子數(shù)目的多少。故D正確；A．溫度相同，只是分子的平均動(dòng)能相同，不能說明內(nèi)能也相等。故A錯(cuò)誤；B．分子動(dòng)能取決于分子的熱運(yùn)動(dòng)，與物體的宏觀運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。故B錯(cuò)誤；C．體積相同的同種氣體，既不知溫度關(guān)系也不知密度關(guān)系，也就不能確定內(nèi)能關(guān)系。故C錯(cuò)誤。故選D。2．假設(shè)一團(tuán)沙塵暴中所含物質(zhì)種類及每種物質(zhì)質(zhì)量均不變，關(guān)于這團(tuán)沙塵暴，以下說法正確的是（）A．該沙塵暴的內(nèi)能是其中所有空氣的氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢能以及其他物質(zhì)顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢能的總和B．沙塵暴中沙塵顆粒的分子之間存在著相互作用的引力和斥力C．該沙塵暴從溫度較低的內(nèi)蒙古高原吹到溫度較高的黃淮地區(qū)，溫度逐漸升高、風(fēng)勢逐漸減弱，則其內(nèi)能逐漸減小D．沙塵暴中的所有沙塵顆粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)【答案】B【解析】A．該沙塵暴的內(nèi)能是其中所有空氣的氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能和分子勢能以及其他物質(zhì)顆粒內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能和分子勢能的總和，不包含物質(zhì)顆粒運(yùn)動(dòng)的宏觀的動(dòng)能和勢能，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)分子力的特點(diǎn)可知，沙塵顆粒的分子之間存在著相互作用的引力和斥力，故B正確；C．該沙塵暴從溫度較低的內(nèi)蒙古高原吹到溫度較高的黃淮地區(qū)，溫度逐漸升高，則其內(nèi)能逐漸增大，故C錯(cuò)誤；D．沙塵暴中的所有沙塵顆粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是沙塵顆粒在風(fēng)力和重力共同作用下的運(yùn)動(dòng)，不是布朗運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。故選B。3．一定質(zhì)量的乙醚液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w，在這一過程中（）A．分子間作用力增大 B．分子引力、分子斥力均減小C．分子平均動(dòng)能增大 D．分子勢能減小【答案】B【解析】A．乙醚液體在蒸發(fā)過程中，分子間的距離變大，分子間的作用力先增大，后減小，A錯(cuò)誤；B．乙醚液體在蒸發(fā)過程中，分子間的距離變大，分子引力和分子斥力都會(huì)減小，B正確；C．由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，乙醚液體在蒸發(fā)變?yōu)橐颐褮怏w時(shí)，溫度不變，所以分子平均動(dòng)能不變，C錯(cuò)誤；D．乙醚液體蒸發(fā)過程中，乙醚分子要克服分子間的引力做功，分子勢能增加。D錯(cuò)誤。故選B。4．王亞平在“天宮課堂”中，將分別粘有水球的兩塊透明板慢慢靠近，直到兩個(gè)水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”。如圖甲所示，為我們展示了微重力環(huán)境下液體表面張力的特性?！八畼颉北砻媾c空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力F和分子間距r的關(guān)系如圖乙。下列說法正確的是（）A．可以推斷水和透明板是不浸潤的B．王亞平把兩板慢慢拉開形成“水橋”的過程，“水橋”表面層相鄰水分子間的分子勢能變小C．王亞平把兩板慢慢拉開形成“水橋”的過程，“水橋”表面層相鄰水分子間的分子力做負(fù)功D．王亞平放開雙手兩板吸引到一起，該過程表面層相鄰水分子間的作用力與分子間的距離的關(guān)系與乙圖的A到B過程相對應(yīng)【答案】C【解析】A．由題意可知水和透明板是浸潤的，故A錯(cuò)誤；BC．分子間距離從r0左右增大到大于r0的過程中，分子力表現(xiàn)為引力，做負(fù)功，則分子勢能增大，所以“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢能與其內(nèi)部水相比偏大，故B錯(cuò)誤，C正確；D．王亞平放開雙手兩板吸引到一起，分子間作用力為引力，該過程水分子間的作用力與分子間的距離的關(guān)系與乙圖的C到B過程相對應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示，將甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O處，乙分子放置于r軸上距離O點(diǎn)很遠(yuǎn)的r4處，r1、r2、r3為r軸上的三個(gè)特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢能Ep隨兩分子間距離r的變化關(guān)系分別如圖中兩條曲線所示，設(shè)兩分子間距離很遠(yuǎn)時(shí)，Ep＝0?，F(xiàn)把乙分子從r4處由靜止釋放，下列說法中正確的是（）A．實(shí)線為圖線、虛線為圖線B．當(dāng)分子間距離時(shí)，甲、乙兩分子間只有斥力，且斥力隨r減小而增大C．乙分子從到做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，從到做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)D．乙分子從到的過程中，分子勢能先增大后減小，在位置時(shí)分子勢能最小【答案】C【解析】A．由于分子間的距離等于平衡位置的距離時(shí)，分子勢能最小，所以虛線為分子勢能圖線（圖線），實(shí)線為分子間作用力圖線（圖線），A錯(cuò)誤；B．無論兩個(gè)分子之間的距離多大，分子之間既存在斥力，又存在引力，B錯(cuò)誤；C．乙分子從到所受的分子力（表現(xiàn)為引力）先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，乙分子從r2到r1所受的分子力（表現(xiàn)為斥力）一直增大，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，C正確；D．根據(jù)分子勢能圖線可知，乙分子從到的過程中，分子勢能一直減小，在位置時(shí)分子勢能最小，D錯(cuò)誤。故選C。6．下列說法正確的是（）A．氣體溫度升高，則每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都將變大B．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小C．用油膜法估測分子大小，如果油膜沒有充分展開，測出來的分子直徑將偏小D．溫度相同，質(zhì)量相同的理想氣體具有相同的內(nèi)能【答案】B【解析】A．氣體溫度升高，則分子的平均動(dòng)能變大，并非每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都將變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小，選項(xiàng)B正確；C．用油膜法估測分子大小，如果油膜沒有充分展開，則油膜面積偏小，根據(jù)可知測出來的分子直徑將偏大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．溫度相同，理想氣體的分子平均動(dòng)能相同，由于質(zhì)量相同的不同理想氣體分子數(shù)不同，則具有的內(nèi)能不相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。7．一塊10℃的鐵與一塊10℃的鋁相比，以下說法中正確的是（）A．鐵的分子動(dòng)能之和與鋁的分子動(dòng)能之和相等B．鐵的每個(gè)分子動(dòng)能與鋁的每個(gè)分子的動(dòng)能相等C．鐵的分子平均速率與鋁的分子平均速率相等D．以上說法均不正確【答案】D【解析】A．兩物體溫度相等，說明它們的分子平均動(dòng)能相等，因?yàn)闇囟仁欠肿訜徇\(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志；由于沒有說明鐵與鋁的質(zhì)量，只有當(dāng)它們所含分子數(shù)目一樣，分子總動(dòng)能才相等，故A錯(cuò)誤；B．分子平均動(dòng)能相等，但對每個(gè)分子而言，它運(yùn)動(dòng)的速率是變化的，且每個(gè)分子的速率都是不同的，有快的也有慢的，所以每個(gè)分子的動(dòng)能相等的說法不正確，故B錯(cuò)誤；CD．雖然分子的平均動(dòng)能相等，但鐵分子、鋁分子質(zhì)量不等，因此分子平均速率不等，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。8．由于分子間存在著分子力，而分子力做功與路徑無關(guān)，因此分子間存在與其相對距離有關(guān)的分子勢能。如圖所示為分子勢能Ep隨分子間距離r變化的圖像，取r趨近于無窮大時(shí)Ep為零。通過功能關(guān)系可以從分子勢能的圖像中得到有關(guān)分子力的信息，則下列說法正確的是（）A．圖中r1是平衡位置B．假設(shè)將兩個(gè)分子從它們相距r2時(shí)釋放，它們將相互靠近C．當(dāng)分子間的距離r=r3時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力D．當(dāng)分子間的距離從r3減小到r2時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，且先增大后減小【答案】D【解析】AB．在平衡位置，分子勢能最小，則圖中r2是平衡位置，所以將兩個(gè)分子從它們相距r2時(shí)釋放，它們既不會(huì)相互遠(yuǎn)離，也不會(huì)相互靠近，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;C．當(dāng)分子間的距離r=r3時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D．當(dāng)分子間的距離從r3減小到r2時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，Ep-r圖像的斜率大小表示引力大小，可知引力先增大后減小，選項(xiàng)D正確。故選D。二、多選題9．如圖所示，F(xiàn)表示兩分子間的作用力，表示分子間的勢能，圖中兩條圖像分別表示分子間作用力和分子勢能隨分子間距離變化的規(guī)律，圖中是分子勢能為0時(shí)對應(yīng)的距離，是分子間作用力為0時(shí)對應(yīng)的距離，是分子間作用力隨分子間距離變化的圖像最低點(diǎn)對應(yīng)的距離，是分子間作用力及分子勢能均可視為0的足夠遠(yuǎn)的某一距離。下列說法正確的是（

）A．對應(yīng)著分子勢能的最小值B．從到，先增大后減小C．從到，F(xiàn)一直減小D．從到，F(xiàn)先增大后減小，不斷增大E．在僅受分子力的情況下，若將兩個(gè)相距的分子由靜止釋放，分子間能達(dá)到距離【答案】ADE【解析】ABCD．根據(jù)圖像可知，分子間距離小于時(shí)，表現(xiàn)為斥力，距離越小，越大；分子間距離大于時(shí)，表現(xiàn)為引力，隨著距離增大，先增大后減?。环肿娱g距離從0開始增大的過程，為斥力時(shí)做正功，為引力時(shí)做負(fù)功，故分子間距離等于時(shí)，最小，從到，先減小后增大，從到，F(xiàn)先減小后增大，從到，先增大后減小，不斷增大，AD正確，BC錯(cuò)誤；E．在僅受分子力的情況下，若將兩個(gè)相距的分子由靜止釋放，兩分子間先排斥后吸引，分子勢能先減小后增大，分子動(dòng)能先增大后減小，根據(jù)能量守恒，分子間能達(dá)到距離，E正確。故選ADE。10．如圖甲所示，讓A分子不動(dòng)，B分子從無窮遠(yuǎn)處逐漸靠近A。兩個(gè)分子間的作用力F隨r的變化關(guān)系如圖乙所示，取無窮遠(yuǎn)處分子勢能Ep=0。在這個(gè)過程中，關(guān)于分子間的作用力和分子勢能說法正確的是（）A．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)分子間距離r>r0時(shí)，分子間的作用力做正功，分子勢能減小C．當(dāng)分子間距離r=r0時(shí)，分子間的作用力為0，分子勢能也為0D．當(dāng)分子間距離r<r0時(shí)，分子間的作用力做負(fù)功，分子勢能增大【答案】ABD【解析】可以根據(jù)分子力做功判斷分子勢能的變化，分子力做正功，分子勢能減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增加；r>r0，分子力表現(xiàn)為引力，r<r0，分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r從無窮大開始減小，分子力做正功，分子勢能減小，當(dāng)r減小到r0繼續(xù)減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，所以在r0處有最小勢能，分子勢能小于零；在r>r0時(shí)，r越大，分子勢能越大，在r<r0時(shí)，r越小，分子勢能越大。故選ABD。11．如圖是分子間引力（或斥力）大小隨分子間距離變化的圖像，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)b表示斥力圖線，cd表示引力圖線B．當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子勢能為零C．當(dāng)分子間距離等于兩曲線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)時(shí)，分子力為零D．當(dāng)分子間距離小于兩曲線交點(diǎn)橫坐標(biāo)時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力【答案】CD【解析】A．由圖可知，隨分子間距離r的增大，ab所示圖線表示的力減小的慢，cd圖線表示的