2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修三專題1.4 分子動(dòng)能和分子勢(shì)能（含答案）

2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修三專題1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能（含答案）專題1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】 【題型2分子勢(shì)能變化圖像問題】 【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】 【題型4內(nèi)能和機(jī)械能對(duì)比】 【題型5分子動(dòng)能變化問題】 【題型6物體的內(nèi)能變化問題】 【題型7聯(lián)系實(shí)際】 【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】【例1】如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，選項(xiàng)中四個(gè)圖分別表示乙分子的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()【變式1-1】(多選)分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖甲、乙兩條曲線所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。下列說法正確的是()A.乙圖線為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線B.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零C.隨著分子間距離的增大，分子力先減小后一直增大D.分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快【變式1-2】[多選]如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢(shì)能，在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()A．F不斷增大 B．F先增大后減小C．Ep不斷減小 D．Ep先增大后減小E．F對(duì)分子一直做正功【變式1-3】分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時(shí)，F(xiàn)＝0。分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢(shì)能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。【題型2分子勢(shì)能變化圖像問題】【例2】由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為__________(選填“引力”或“斥力”)。分子勢(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是圖中__________(選填“A”“B”或“C”)的位置。【變式2-1】分子勢(shì)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)，如圖所示。將兩分子從相距r處由靜止釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，則下列說法正確的是()A．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將開始遠(yuǎn)離B．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將相互靠近C．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，r＝r2時(shí)它們的速度最大D．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們的加速度先增大后減小【變式2-2】如圖所示為兩分子間的分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化的圖像，對(duì)此以下說法中正確的是()A．當(dāng)r>r1時(shí)，分子間的引力大于斥力B．固體相鄰分子間的距離約等于r1C．液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2D．將分子間距由r1增大到r2，分子間引力與斥力的合力會(huì)變大【變式2-3】[多選]甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為0B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大E．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子間引力和斥力相等【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】【例3】關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能【變式3-1】(多選)關(guān)于對(duì)內(nèi)能的理解，下列說法正確的是()A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能C．不計(jì)分子之間的分子勢(shì)能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能D．1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能【變式3-2】如圖所示，玻璃瓶A、B中裝有質(zhì)量相等、溫度分別為60℃的熱水和0℃的冷水，下列說法正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以A瓶中水分子的平均動(dòng)能比B瓶中水分子的平均動(dòng)能大B．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，所以A瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比B瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)更顯著C．因質(zhì)量相等，故A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大D．A瓶中水分子間的平均距離比B瓶中水分子間的平均距離小【變式3-3】比較45℃的熱水和100℃的水蒸氣，下列說法正確的是()A．熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的大B．熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小C．熱水分子的速率都比水蒸氣的小D．熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸氣的劇烈【題型4內(nèi)能和機(jī)械能對(duì)比】【例4】(多選)對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說法正確的是()A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能【變式4-1】下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是()A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能增加B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大，容器的機(jī)械能一定增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實(shí)現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大【變式4-2】[多選]下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是()A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能不變B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實(shí)現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大E．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最小【變式4-3】關(guān)于物體的內(nèi)能，正確的說法是()A.溫度、質(zhì)量相同的物體具有相等的內(nèi)能B.物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,叫作物體的內(nèi)能C.機(jī)械能越大的物體,內(nèi)能也一定越大D.溫度相同的物體具有相同的內(nèi)能【題型5分子動(dòng)能變化問題】【例5】[多選]兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近。在此過程中，下列說法正確的是()A．分子力先增大，后一直減小B．分子力先做正功，后做負(fù)功C．分子動(dòng)能先增大，后減小D．分子勢(shì)能先增大，后減小E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變【變式5-1】[多選]兩分子間的斥力和引力的合力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)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)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)能增加，勢(shì)能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能也減小C．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大D．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零E．分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過程中不變【變式5-2】給一定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹”．某研究小組通過查閱資料知道：水分子之間存在著一種結(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，水分子之間也存在著相互作用的勢(shì)能．在水反常膨脹的過程中，體積減小是由于水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢(shì)能是增大的．關(guān)于這個(gè)問題，下列說法中正確的是()A．水分子的平均動(dòng)能減小，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功B．水分子的平均動(dòng)能減小，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功C．水分子的平均動(dòng)能增大，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功D．水分子的平均動(dòng)能增大，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功【變式5-3】設(shè)有甲、乙兩分子,甲固定在O點(diǎn),為其平衡位置處,現(xiàn)在使乙分子由靜止開始只在分子間作用力的作用下由距甲處開始沿x方向運(yùn)動(dòng),則()A.乙分子的加速度先減小,后增大B.乙分子到達(dá)處時(shí)速度最大C.分子間作用力對(duì)乙一直做正功,分子勢(shì)能減小D.乙分子一定在~之間振動(dòng)【題型6物體的內(nèi)能變化問題】【例6】】下列說法正確的是()A．分子間同時(shí)存在著引力和斥力B．分子間距增大時(shí)分子引力減小而分子斥力增大C．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)其內(nèi)能可能保持不變D．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積增大時(shí)其內(nèi)能一定減小【變式6-1】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，在這一過程中乙醚的()A．分子間作用力保持不變B．分子平均動(dòng)能保持不變C．分子平均勢(shì)能保持不變D．內(nèi)能保持不變【變式6-2】(多選)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是()A.物體的內(nèi)能不可能為零B.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大C.一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化D.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同【變式6-3】關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是()A.物體的內(nèi)能包括物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能B.0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，內(nèi)能減小C.提起重物，因?yàn)樘崃ψ稣?，所以物體內(nèi)能增大D.摩擦冰塊使其融化是采用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能【題型7聯(lián)系實(shí)際】【例7】如圖所示，是家庭生活中用壺?zé)那榫啊Ｏ铝嘘P(guān)于壺內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A.氣體溫度升高，所有分子的速率都增加B.—定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能增加C.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和D.一定量氣體如果失去容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故【變式7-1】負(fù)壓救護(hù)車常用于轉(zhuǎn)移和搶救傳染病患者。如圖所示，救護(hù)車負(fù)壓艙工作時(shí)，通過負(fù)壓排風(fēng)凈化裝置使車內(nèi)氣壓略低于車外。已知負(fù)壓艙內(nèi)的溫度與外界溫度相同，負(fù)壓艙內(nèi)的氣體與外界環(huán)境中的氣體均可視為理想氣體。下列說法正確的是（）A．負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能小于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能B．負(fù)壓艙中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率C．負(fù)壓艙中氣體分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)D．負(fù)壓艙中氣體的內(nèi)能等于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能【變式7-2】為測(cè)算太陽(yáng)射到地面的輻射能，某?？萍紝?shí)驗(yàn)小組的同學(xué)把一個(gè)橫截面積是S的矮圓筒的內(nèi)壁涂黑，外壁用保溫材料包裹，內(nèi)裝質(zhì)量m的水。讓陽(yáng)光垂直圓筒口照射1分鐘后，水的溫度升高了。水的比熱容為c，地球的半徑為R，太陽(yáng)到地球的距離為r，不考慮太陽(yáng)能在傳播過程中的損失，假設(shè)到達(dá)圓筒內(nèi)的能量全部被水吸收。則由此可算出地球每分鐘接收的太陽(yáng)能量為（）A． B．C． D．【變式7-3】2021年11月8日，航天員王亞平等人圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。王亞平曾在多年前在太空進(jìn)行授課，圖甲為授課場(chǎng)景，水滴呈現(xiàn)球形，這是由于水的表面張力作用的結(jié)果，分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系如乙所示，水滴表面層中水分子之間的距離___________（填“大于”“小于”或“等于”）。若空間中兩個(gè)水分子間距從無限遠(yuǎn)逐漸變小，直到小于，則分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是___________。

參考答案【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】【例1】如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，選項(xiàng)中四個(gè)圖分別表示乙分子的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()解析：選D乙分子的運(yùn)動(dòng)方向始終不變，A錯(cuò)誤；加速度與力的大小成正比，方向與力相同，C點(diǎn)加速度等于0，故B錯(cuò)誤；分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故C錯(cuò)誤；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢(shì)能先減小，到C點(diǎn)最小后增大，故D正確。【變式1-1】(多選)分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖甲、乙兩條曲線所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。下列說法正確的是()A.乙圖線為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線B.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零C.隨著分子間距離的增大，分子力先減小后一直增大D.分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快答案AD解析在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，此時(shí)分子力為零，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間距離從r＜r0開始增大，分子間作用力先減小后反向增大，最后又一直減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快，D項(xiàng)正確?！咀兪?-2】[多選]如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢(shì)能，在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()A．F不斷增大 B．F先增大后減小C．Ep不斷減小 D．Ep先增大后減小E．F對(duì)分子一直做正功解析：選BCE分子間的作用力是矢量，其正負(fù)不表示大?。环肿觿?shì)能是標(biāo)量，其正負(fù)表示大小。讀取圖像信息知，由10r0變?yōu)閞0的過程中，F(xiàn)先增大后變小至0。Ep則不斷減小，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。該過程中，始終為引力，做正功，故E正確?！咀兪?-3】分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時(shí)，F(xiàn)＝0。分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢(shì)能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。答案減小減小小于解析若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢(shì)能減??；由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢(shì)能減??；在間距為r1處，勢(shì)能小于零?！绢}型2分子勢(shì)能變化圖像問題】【例2】由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為__________(選填“引力”或“斥力”)。分子勢(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是圖中__________(選填“A”“B”或“C”)的位置。答案引力C解析在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，水分子之間的作用力表現(xiàn)為引力。由于平衡位置對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能最小，在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，所以能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是題圖中C的位置?！咀兪?-1】分子勢(shì)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)，如圖所示。將兩分子從相距r處由靜止釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，則下列說法正確的是()A．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將開始遠(yuǎn)離B．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將相互靠近C．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，r＝r2時(shí)它們的速度最大D．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們的加速度先增大后減小解析：選C由題圖可知，兩個(gè)分子在r＝r2處分子勢(shì)能最小，則分子之間的距離為平衡距離，分子之間的作用力恰好為0。結(jié)合分子之間的作用力的特點(diǎn)，假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r2處釋放，它們既不會(huì)相互遠(yuǎn)離，也不會(huì)相互靠近，故A、B錯(cuò)誤；由于r1<r2，可知分子在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，分子的速度增大；當(dāng)分子之間的距離大于r2時(shí)，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做負(fù)功，分子的速度減小，所以當(dāng)r＝r2時(shí)它們的速度最大，故C正確；由于r1<r2，可知分子在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力減小，當(dāng)r>r2時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，先增大后減小，則加速度先減小后增大再減小，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】如圖所示為兩分子間的分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化的圖像，對(duì)此以下說法中正確的是()A．當(dāng)r>r1時(shí)，分子間的引力大于斥力B．固體相鄰分子間的距離約等于r1C．液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2D．將分子間距由r1增大到r2，分子間引力與斥力的合力會(huì)變大解析：選C分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，當(dāng)二者大小相等時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子間距離為平衡距離，即固體相鄰分子間的距離約等于r2，B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離r>r2時(shí)分子間的引力大于斥力，A錯(cuò)誤；液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2，C正確；將分子間距由r1增大到平衡距離r2時(shí)，分子間引力與斥力的合力會(huì)變小，D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】[多選]甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為0B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大E．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子間引力和斥力相等[解析]由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，A、E正確。乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0，大于乙分子在P點(diǎn)時(shí)的分子勢(shì)能，B錯(cuò)誤。乙分子在Q點(diǎn)時(shí)與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點(diǎn)合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤。乙分子在P點(diǎn)時(shí)，其分子勢(shì)能最小，由能量守恒可知此時(shí)乙分子動(dòng)能最大，D正確。[答案]ADE【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】【例3】關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能解析：選B相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度都相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。【變式3-1】(多選)關(guān)于對(duì)內(nèi)能的理解，下列說法正確的是()A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能C．不計(jì)分子之間的分子勢(shì)能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能D．1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能答案AD解析系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，B錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動(dòng)能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，C錯(cuò)誤；在1g100℃的水變成100℃水蒸氣的過程中，分子間距離變大，要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增大，所以1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，D正確．【變式3-2】如圖所示，玻璃瓶A、B中裝有質(zhì)量相等、溫度分別為60℃的熱水和0℃的冷水，下列說法正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以A瓶中水分子的平均動(dòng)能比B瓶中水分子的平均動(dòng)能大B．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，所以A瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比B瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)更顯著C．因質(zhì)量相等，故A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大D．A瓶中水分子間的平均距離比B瓶中水分子間的平均距離小解析：選A溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，A瓶中水的溫度高，故A瓶中水分子的平均動(dòng)能大，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是水分子的運(yùn)動(dòng)，兩瓶中不存在布朗運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，因兩瓶中水的質(zhì)量相等，故A瓶中水分子的平均動(dòng)能大，A瓶中水的內(nèi)能比B瓶中水的內(nèi)能大，故C錯(cuò)誤；質(zhì)量相等的60℃的熱水和0℃的冷水相比，60℃的熱水體積比較大，所以A瓶中水分子間的平均距離比B瓶中水分子間的平均距離大，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】比較45℃的熱水和100℃的水蒸氣，下列說法正確的是()A．熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的大B．熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小C．熱水分子的速率都比水蒸氣的小D．熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸氣的劇烈解析：選B溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，故熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的小，故A錯(cuò)誤；內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積有關(guān)，相同質(zhì)量的熱水和水蒸氣，熱水變成水蒸氣，溫度升高，體積增大，吸收熱量，故熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小，故B正確；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大，45℃的熱水中的分子平均速率比100℃的水蒸氣中的分子平均速率小，由于分子運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，并不是每個(gè)分子的速率都小，故C錯(cuò)誤；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D錯(cuò)誤。【題型4內(nèi)能和機(jī)械能對(duì)比】【例4】(多選)對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說法正確的是()A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能答案BDE解析實(shí)際氣體的內(nèi)能包括氣體分子間相互作用的勢(shì)能和分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，所以B、E正確，A、C錯(cuò)誤；對(duì)于一定質(zhì)量的實(shí)際氣體內(nèi)能由溫度和體積決定，當(dāng)氣體體積變化時(shí)影響的是氣體的分子勢(shì)能，內(nèi)能可能不變，所以D正確。【變式4-1】下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是()A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能增加B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大，容器的機(jī)械能一定增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實(shí)現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大解析：選C把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)沒有直接關(guān)系，B錯(cuò)誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，C正確；根據(jù)分子間作用力的特點(diǎn)，當(dāng)分子間距離等于r0時(shí)，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負(fù)功，分子勢(shì)能都增加，故分子間距離等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小，D錯(cuò)誤。【變式4-2】[多選]下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是()A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能不變B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實(shí)現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大E．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最小解析：選ACE把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)沒有直接關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子間作用力的特點(diǎn)，當(dāng)分子間距離等于r0時(shí)，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負(fù)功，分子勢(shì)能都增大，故分子間距離等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，E正確?！咀兪?-3】關(guān)于物體的內(nèi)能，正確的說法是()A.溫度、質(zhì)量相同的物體具有相等的內(nèi)能B.物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,叫作物體的內(nèi)能C.機(jī)械能越大的物體,內(nèi)能也一定越大D.溫度相同的物體具有相同的內(nèi)能答案：B解析：物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積等因素有關(guān)。溫度、質(zhì)量相同的物體,內(nèi)能不一定相等,還與分子數(shù)、體積有關(guān),故A錯(cuò)誤;根據(jù)內(nèi)能的定義,物體的內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能總和,故B正確;物體的內(nèi)能與物體的機(jī)械能是兩個(gè)不同的概念,二者沒有關(guān)系,故C錯(cuò)誤;溫度越高,分子的平均動(dòng)能越大,但物體的內(nèi)能不一定越大,還與物質(zhì)的量及體積有關(guān)，故D錯(cuò)誤?！绢}型5分子動(dòng)能變化問題】【例5】[多選]兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近。在此過程中，下列說法正確的是()A．分子力先增大，后一直減小B．分子力先做正功，后做負(fù)功C．分子動(dòng)能先增大，后減小D．分子勢(shì)能先增大，后減小E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變解析：選BCE分子力應(yīng)先增大，后減小，再增大，所以A選項(xiàng)錯(cuò)；分子力先為引力，做正功，再為斥力，做負(fù)功，B選項(xiàng)正確；根據(jù)能量守恒可知分子動(dòng)能先增大后減小，分子勢(shì)能先減小后增大，分子動(dòng)能和分子勢(shì)能之和保持不變，所以C、E選項(xiàng)正確，D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】[多選]兩分子間的斥力和引力的合力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)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)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)能增加，勢(shì)能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能也減小C．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大D．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零E．分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過程中不變解析：選ACE由Ep-r圖可知：在r>r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢(shì)能減小，分子動(dòng)能增加，故A正確；在r<r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，分子動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，動(dòng)能最大，故C正確，D錯(cuò)誤；在整個(gè)相互接近的過程中，分子動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變，故E正確。【變式5-2】給一定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹”．某研究小組通過查閱資料知道：水分子之間存在著一種結(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，水分子之間也存在著相互作用的勢(shì)能．在水反常膨脹的過程中，體積減小是由于水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢(shì)能是增大的．關(guān)于這個(gè)問題，下列說法中正確的是()A．水分子的平均動(dòng)能減小，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功B．水分子的平均動(dòng)能減小，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功C．水分子的平均動(dòng)能增大，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功D．水分子的平均動(dòng)能增大，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功答案D解析溫度升高，水分子的平均動(dòng)能增大，體積減小，分子間的結(jié)合力做負(fù)功，水分子間的總勢(shì)能增大，選項(xiàng)D正確．【變式5-3】設(shè)有甲、乙兩分子,甲固定在O點(diǎn),為其平衡位置處,現(xiàn)在使乙分子由靜止開始只在分子間作用力的作用下由距甲處開始沿x方向運(yùn)動(dòng),則()A.乙分子的加速度先減小,后增大B.乙分子到達(dá)處時(shí)速度最大C.分子間作用力對(duì)乙一直做正功,分子勢(shì)能減小D.乙分子一定在~之間振動(dòng)答案：B解析：根據(jù)分子間作用力隨分子間距離變化的規(guī)律可知,從處到處分子間的作用力減小,加速度也就減小,從處到無窮遠(yuǎn)處分子間的作用力先增大后減小,加速度先增大后減小,所以A錯(cuò)誤;從處到處乙分子受到向右的作用力,做向右的加速運(yùn)動(dòng),通過處后受到向左的作用力,做向右的減速運(yùn)動(dòng),在處加速度,速度最大,所以B正確;通過后分子間的作用力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤;不能確定乙分子一定在~之間振動(dòng),故D錯(cuò)誤。【題型6物體的內(nèi)能變化問題】【例6】】下列說法正確的是()A．分子間同時(shí)存在著引力和斥力B．分子間距增大時(shí)分子引力減小而分子斥力增大C．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)其內(nèi)能可能保持不變D．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積增大時(shí)其內(nèi)能一定減小解析：選A根據(jù)分子動(dòng)理論可知，分子間同時(shí)存在引力和斥力，故A正確；分子引力和分子斥力都是隨著分子距離的增大而減小，故B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)能一定增大，故C錯(cuò)誤；對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積增大時(shí)不能確定其溫度如何變化，則其內(nèi)能的變化無法判斷，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】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，在這一過程中乙醚的()A．分子間作用力保持不變B．分子平均動(dòng)能保持不變C．分子平均勢(shì)能保持不變D．內(nèi)能保持不變解析：選B乙醚液體蒸發(fā)過程，分子間的距離變大，分子間的引力和斥力都會(huì)減小，則分子間作用力發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；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過程中，要從外界吸收熱量，由于溫度不變，故分子平均動(dòng)能不變，而蒸發(fā)過程中乙醚分子要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增加，故內(nèi)能增加，故B正確，C、D錯(cuò)誤。【變式6-2】(多選)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是()A.物體的內(nèi)能不可能為零B.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大C.一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化D.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同答案ACD解析內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以內(nèi)能永不為零，故A正確；物體的內(nèi)能除與溫度有關(guān)外，還與物體的種類、物體的質(zhì)量、物體的體積有關(guān)，溫度高的物體的內(nèi)能可能比溫度低的物體的內(nèi)能大，也可能與溫度低的物體的內(nèi)能相等，也可能低于溫度低的物體的內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故C正確；內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的多少等因素有關(guān)，而分子平均動(dòng)能只與溫度有關(guān)，故內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均分子動(dòng)能可能相同，故D正確。【變式6-3】關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是()A.物體的內(nèi)能包括物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能B.0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，內(nèi)能減小C.提起重物，因?yàn)樘崃ψ稣Γ晕矬w內(nèi)能增大D.摩擦冰塊使其融化是采用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能答案B解析物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的總動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，不包括物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，分子動(dòng)能不變，因要放熱，則內(nèi)能減小，選項(xiàng)B正確；提起重物，因?yàn)樘崃ψ稣Γ晕矬w機(jī)械能變大，但是內(nèi)能不一定增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；摩擦冰塊使其融化是采用做功的方式改變物體的內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！绢}型7聯(lián)系實(shí)際】【例7】如圖所示，是家庭生活中用壺?zé)那榫?。下列關(guān)于壺內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A.氣體溫度升高，所有分子的速率都增加B.—定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能增加C.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和D.一定量氣體如果失去容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故答案C解析氣體溫度升高，分子的平均速率變大，但是并非所有分子的速率都增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，因溫度不變，則分子平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，選項(xiàng)C正確；一定量氣體如果失去容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的緣故，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】負(fù)壓救護(hù)車常用于轉(zhuǎn)移和搶救傳染病患者。如圖所示，救護(hù)車負(fù)壓艙工作時(shí)，通過負(fù)壓排風(fēng)凈化裝置使車內(nèi)氣壓略低于車外。已知負(fù)壓艙內(nèi)的溫度與外界溫度相同，負(fù)壓艙內(nèi)的氣體與外界環(huán)境中的氣體均可視為理想氣體。下列說法正確的是（）A．負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能小于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能B．負(fù)壓艙中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率C．負(fù)壓艙中氣體分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)D．負(fù)壓艙中氣體的內(nèi)能等于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能答案：C解析：因?yàn)樨?fù)壓艙內(nèi)的溫度與外界溫度相同，可知負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能等于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；負(fù)壓艙中空氣分子的平均速率等于外界環(huán)境中分子的平均速率，但是負(fù)壓艙中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率不一定都小于外界環(huán)境中氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；負(fù)壓艙中氣體壓強(qiáng)比外界小，負(fù)壓艙內(nèi)外溫度相等，則艙內(nèi)分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)，選項(xiàng)C正確；負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能等于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能，但是艙內(nèi)氣體分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)，則負(fù)壓艙中氣體的內(nèi)能小于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C?！咀兪?-2】為測(cè)算太陽(yáng)射到地面的輻射能，某?？萍紝?shí)驗(yàn)小組的同學(xué)把一個(gè)橫截面積是S的矮圓筒的內(nèi)壁涂黑，外壁用保溫材料包裹，內(nèi)裝質(zhì)量m的水。讓陽(yáng)光垂直圓筒口照射1分鐘后，水的溫度升高了。水的比熱容為c，地球的半徑為R，太陽(yáng)到地球的距離為r，不考慮太陽(yáng)能在傳播過程中的損失，假設(shè)到達(dá)圓筒內(nèi)的能量全部被水吸收。則由此可算出地球每分鐘接收的太陽(yáng)能量為（）A． B．C． D．答案：A解析：橫截面積是S的矮圓筒每分鐘吸收太陽(yáng)的內(nèi)能為則每平方米每分鐘吸收的太陽(yáng)能量為地球上每分鐘被照射的有效面積為則地球每分鐘接收的太陽(yáng)能量為故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A?！咀兪?-3】2021年11月8日，航天員王亞平等人圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。王亞平曾在多年前在太空進(jìn)行授課，圖甲為授課場(chǎng)景，水滴呈現(xiàn)球形，這是由于水的表面張力作用的結(jié)果，分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系如乙所示，水滴表面層中水分子之間的距離___________（填“大于”“小于”或“等于”）。若空間中兩個(gè)水分子間距從無限遠(yuǎn)逐漸變小，直到小于，則分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是___________。答案

大于

先減小再增大解析：[1]在水滴表面層中，水分子之間的相互作用力表現(xiàn)為引力，所以距離大于；[2]若空間中兩個(gè)水分子間距從無限遠(yuǎn)逐漸變小，直到等于過程中，分子力做正功，分子勢(shì)能減?。划?dāng)分子間距等于后再繼續(xù)減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是先減小再增大。專題1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】 【題型2分子勢(shì)能變化圖像問題】 【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】 【題型4內(nèi)能和機(jī)械能對(duì)比】 【題型5分子動(dòng)能變化問題】 【題型6物體的內(nèi)能變化問題】 【題型7聯(lián)系實(shí)際】 【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】【例1】如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，選項(xiàng)中四個(gè)圖分別表示乙分子的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()解析：選D乙分子的運(yùn)動(dòng)方向始終不變，A錯(cuò)誤；加速度與力的大小成正比，方向與力相同，C點(diǎn)加速度等于0，故B錯(cuò)誤；分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故C錯(cuò)誤；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢(shì)能先減小，到C點(diǎn)最小后增大，故D正確?！咀兪?-1】(多選)分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖甲、乙兩條曲線所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。下列說法正確的是()A.乙圖線為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線B.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零C.隨著分子間距離的增大，分子力先減小后一直增大D.分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快答案AD解析在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，此時(shí)分子力為零，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間距離從r＜r0開始增大，分子間作用力先減小后反向增大，最后又一直減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快，D項(xiàng)正確?！咀兪?-2】[多選]如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢(shì)能，在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()A．F不斷增大 B．F先增大后減小C．Ep不斷減小 D．Ep先增大后減小E．F對(duì)分子一直做正功解析：選BCE分子間的作用力是矢量，其正負(fù)不表示大??；分子勢(shì)能是標(biāo)量，其正負(fù)表示大小。讀取圖像信息知，由10r0變?yōu)閞0的過程中，F(xiàn)先增大后變小至0。Ep則不斷減小，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。該過程中，始終為引力，做正功，故E正確?！咀兪?-3】分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時(shí)，F(xiàn)＝0。分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢(shì)能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。答案減小減小小于解析若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢(shì)能減??；由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢(shì)能減小；在間距為r1處，勢(shì)能小于零?！绢}型2分子勢(shì)能變化圖像問題】【例2】由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為__________(選填“引力”或“斥力”)。分子勢(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是圖中__________(選填“A”“B”或“C”)的位置。答案引力C解析在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，水分子之間的作用力表現(xiàn)為引力。由于平衡位置對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能最小，在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，所以能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是題圖中C的位置?！咀兪?-1】分子勢(shì)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)，如圖所示。將兩分子從相距r處由靜止釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，則下列說法正確的是()A．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將開始遠(yuǎn)離B．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將相互靠近C．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，r＝r2時(shí)它們的速度最大D．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們的加速度先增大后減小解析：選C由題圖可知，兩個(gè)分子在r＝r2處分子勢(shì)能最小，則分子之間的距離為平衡距離，分子之間的作用力恰好為0。結(jié)合分子之間的作用力的特點(diǎn)，假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r2處釋放，它們既不會(huì)相互遠(yuǎn)離，也不會(huì)相互靠近，故A、B錯(cuò)誤；由于r1<r2，可知分子在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，分子的速度增大；當(dāng)分子之間的距離大于r2時(shí)，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做負(fù)功，分子的速度減小，所以當(dāng)r＝r2時(shí)它們的速度最大，故C正確；由于r1<r2，可知分子在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力減小，當(dāng)r>r2時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，先增大后減小，則加速度先減小后增大再減小，故D錯(cuò)誤。【變式2-2】如圖所示為兩分子間的分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化的圖像，對(duì)此以下說法中正確的是()A．當(dāng)r>r1時(shí)，分子間的引力大于斥力B．固體相鄰分子間的距離約等于r1C．液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2D．將分子間距由r1增大到r2，分子間引力與斥力的合力會(huì)變大解析：選C分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，當(dāng)二者大小相等時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子間距離為平衡距離，即固體相鄰分子間的距離約等于r2，B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離r>r2時(shí)分子間的引力大于斥力，A錯(cuò)誤；液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2，C正確；將分子間距由r1增大到平衡距離r2時(shí)，分子間引力與斥力的合力會(huì)變小，D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】[多選]甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為0B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大E．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子間引力和斥力相等[解析]由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，A、E正確。乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0，大于乙分子在P點(diǎn)時(shí)的分子勢(shì)能，B錯(cuò)誤。乙分子在Q點(diǎn)時(shí)與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點(diǎn)合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤。乙分子在P點(diǎn)時(shí)，其分子勢(shì)能最小，由能量守恒可知此時(shí)乙分子動(dòng)能最大，D正確。[答案]ADE【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】【例3】關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能解析：選B相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度都相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】(多選)關(guān)于對(duì)內(nèi)能的理解，下列說法正確的是()A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是單純地對(duì)系統(tǒng)傳熱不能改變系統(tǒng)的內(nèi)能C．不計(jì)分子之間的分子勢(shì)能，質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣具有相同的內(nèi)能D．1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能答案AD解析系統(tǒng)的內(nèi)能是一個(gè)只依賴于系統(tǒng)自身狀態(tài)的物理量，所以是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的，A正確；做功和熱傳遞都可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，B錯(cuò)誤；質(zhì)量和溫度相同的氫氣和氧氣的平均動(dòng)能相同，但它們的物質(zhì)的量不同，內(nèi)能不同，C錯(cuò)誤；在1g100℃的水變成100℃水蒸氣的過程中，分子間距離變大，要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增大，所以1g100℃水的內(nèi)能小于1g100℃水蒸氣的內(nèi)能，D正確．【變式3-2】如圖所示，玻璃瓶A、B中裝有質(zhì)量相等、溫度分別為60℃的熱水和0℃的冷水，下列說法正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以A瓶中水分子的平均動(dòng)能比B瓶中水分子的平均動(dòng)能大B．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，所以A瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)比B瓶中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)更顯著C．因質(zhì)量相等，故A瓶中水的內(nèi)能與B瓶中水的內(nèi)能一樣大D．A瓶中水分子間的平均距離比B瓶中水分子間的平均距離小解析：選A溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，A瓶中水的溫度高，故A瓶中水分子的平均動(dòng)能大，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是水分子的運(yùn)動(dòng)，兩瓶中不存在布朗運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；溫度是分子的平均動(dòng)能的標(biāo)志，因兩瓶中水的質(zhì)量相等，故A瓶中水分子的平均動(dòng)能大，A瓶中水的內(nèi)能比B瓶中水的內(nèi)能大，故C錯(cuò)誤；質(zhì)量相等的60℃的熱水和0℃的冷水相比，60℃的熱水體積比較大，所以A瓶中水分子間的平均距離比B瓶中水分子間的平均距離大，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】比較45℃的熱水和100℃的水蒸氣，下列說法正確的是()A．熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的大B．熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小C．熱水分子的速率都比水蒸氣的小D．熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸氣的劇烈解析：選B溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，故熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸氣的小，故A錯(cuò)誤；內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積有關(guān)，相同質(zhì)量的熱水和水蒸氣，熱水變成水蒸氣，溫度升高，體積增大，吸收熱量，故熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸氣的小，故B正確；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率越大，45℃的熱水中的分子平均速率比100℃的水蒸氣中的分子平均速率小，由于分子運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，并不是每個(gè)分子的速率都小，故C錯(cuò)誤；溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D錯(cuò)誤。【題型4內(nèi)能和機(jī)械能對(duì)比】【例4】(多選)對(duì)于實(shí)際的氣體，下列說法正確的是()A.氣體的內(nèi)能包括氣體分子的重力勢(shì)能B.氣體的內(nèi)能包括氣體分子之間相互作用的勢(shì)能C.氣體的內(nèi)能包括氣體整體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能D.氣體的體積變化時(shí)，其內(nèi)能可能不變E.氣體的內(nèi)能包括氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能答案BDE解析實(shí)際氣體的內(nèi)能包括氣體分子間相互作用的勢(shì)能和分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，所以B、E正確，A、C錯(cuò)誤；對(duì)于一定質(zhì)量的實(shí)際氣體內(nèi)能由溫度和體積決定，當(dāng)氣體體積變化時(shí)影響的是氣體的分子勢(shì)能，內(nèi)能可能不變，所以D正確。【變式4-1】下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是()A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能增加B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大，容器的機(jī)械能一定增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實(shí)現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大解析：選C把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不變，A錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)沒有直接關(guān)系，B錯(cuò)誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，C正確；根據(jù)分子間作用力的特點(diǎn)，當(dāng)分子間距離等于r0時(shí)，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負(fù)功，分子勢(shì)能都增加，故分子間距離等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小，D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】[多選]下列有關(guān)熱現(xiàn)象和內(nèi)能的說法中正確的是()A．把物體緩慢舉高，其機(jī)械能增加，內(nèi)能不變B．盛有氣體的容器做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，容器中氣體的內(nèi)能必定會(huì)隨之增大C．電流通過電阻后電阻發(fā)熱，它的內(nèi)能增加是通過“做功”方式實(shí)現(xiàn)的D．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最大E．分子間引力和斥力相等時(shí)，分子勢(shì)能最小解析：選ACE把物體緩慢舉高，外力做功，其機(jī)械能增加，由于溫度不變，物體內(nèi)能不變，選項(xiàng)A正確；物體的內(nèi)能與物體做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)沒有直接關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流通過電阻后電阻發(fā)熱，是通過電流“做功”的方式改變電阻內(nèi)能的，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子間作用力的特點(diǎn)，當(dāng)分子間距離等于r0時(shí)，引力和斥力相等，不管分子間距離從r0增大還是減小，分子間作用力都做負(fù)功，分子勢(shì)能都增大，故分子間距離等于r0時(shí)分子勢(shì)能最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，E正確。【變式4-3】關(guān)于物體的內(nèi)能，正確的說法是()A.溫度、質(zhì)量相同的物體具有相等的內(nèi)能B.物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和,叫作物體的內(nèi)能C.機(jī)械能越大的物體,內(nèi)能也一定越大D.溫度相同的物體具有相同的內(nèi)能答案：B解析：物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度、體積等因素有關(guān)。溫度、質(zhì)量相同的物體,內(nèi)能不一定相等,還與分子數(shù)、體積有關(guān),故A錯(cuò)誤;根據(jù)內(nèi)能的定義,物體的內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能總和,故B正確;物體的內(nèi)能與物體的機(jī)械能是兩個(gè)不同的概念,二者沒有關(guān)系,故C錯(cuò)誤;溫度越高,分子的平均動(dòng)能越大,但物體的內(nèi)能不一定越大,還與物質(zhì)的量及體積有關(guān)，故D錯(cuò)誤?！绢}型5分子動(dòng)能變化問題】【例5】[多選]兩個(gè)相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，直至不再靠近。在此過程中，下列說法正確的是()A．分子力先增大，后一直減小B．分子力先做正功，后做負(fù)功C．分子動(dòng)能先增大，后減小D．分子勢(shì)能先增大，后減小E．分子勢(shì)能和動(dòng)能之和不變解析：選BCE分子力應(yīng)先增大，后減小，再增大，所以A選項(xiàng)錯(cuò)；分子力先為引力，做正功，再為斥力，做負(fù)功，B選項(xiàng)正確；根據(jù)能量守恒可知分子動(dòng)能先增大后減小，分子勢(shì)能先減小后增大，分子動(dòng)能和分子勢(shì)能之和保持不變，所以C、E選項(xiàng)正確，D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】[多選]兩分子間的斥力和引力的合力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)的兩分子在分子力作用下，由靜止開始相互接近。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)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)能增加，勢(shì)能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能也減小C．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，動(dòng)能最大D．在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零E．分子動(dòng)能和勢(shì)能之和在整個(gè)過程中不變解析：選ACE由Ep-r圖可知：在r>r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢(shì)能減小，分子動(dòng)能增加，故A正確；在r<r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，分子動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，動(dòng)能最大，故C正確，D錯(cuò)誤；在整個(gè)相互接近的過程中，分子動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變，故E正確?！咀兪?-2】給一定質(zhì)量的溫度為0℃的水加熱，在水的溫度由0℃上升到4℃的過程中，水的體積隨著溫度的升高反而減小，我們稱之為“反常膨脹”．某研究小組通過查閱資料知道：水分子之間存在著一種結(jié)合力，這種結(jié)合力可以形成多分子結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，水分子之間也存在著相互作用的勢(shì)能．在水反常膨脹的過程中，體積減小是由于水分子之間的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，但所有水分子間的總勢(shì)能是增大的．關(guān)于這個(gè)問題，下列說法中正確的是()A．水分子的平均動(dòng)能減小，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功B．水分子的平均動(dòng)能減小，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功C．水分子的平均動(dòng)能增大，吸收的熱量一部分用于分子間的結(jié)合力做正功D．水分子的平均動(dòng)能增大，吸收的熱量一部分用于克服分子間的結(jié)合力做功答案D解析溫度升高，水分子的平均動(dòng)能增大，體積減小，分子間的結(jié)合力做負(fù)功，水分子間的總勢(shì)能增大，選項(xiàng)D正確．【變式5-3】設(shè)有甲、乙兩分子,甲固定在O點(diǎn),為其平衡位置處,現(xiàn)在使乙分子由靜止開始只在分子間作用力的作用下由距甲處開始沿x方向運(yùn)動(dòng),則()A.乙分子的加速度先減小,后增大B.乙分子到達(dá)處時(shí)速度最大C.分子間作用力對(duì)乙一直做正功,分子勢(shì)能減小D.乙分子一定在~之間振動(dòng)答案：B解析：根據(jù)分子間作用力隨分子間距離變化的規(guī)律可知,從處到處分子間的作用力減小,加速度也就減小,從處到無窮遠(yuǎn)處分子間的作用力先增大后減小,加速度先增大后減小,所以A錯(cuò)誤;從處到處乙分子受到向右的作用力,做向右的加速運(yùn)動(dòng),通過處后受到向左的作用力,做向右的減速運(yùn)動(dòng),在處加速度,速度最大,所以B正確;通過后分子間的作用力做負(fù)功,分子勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤;不能確定乙分子一定在~之間振動(dòng),故D錯(cuò)誤?！绢}型6物體的內(nèi)能變化問題】【例6】】下列說法正確的是()A．分子間同時(shí)存在著引力和斥力B．分子間距增大時(shí)分子引力減小而分子斥力增大C．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)其內(nèi)能可能保持不變D．對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積增大時(shí)其內(nèi)能一定減小解析：選A根據(jù)分子動(dòng)理論可知，分子間同時(shí)存在引力和斥力，故A正確；分子引力和分子斥力都是隨著分子距離的增大而減小，故B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的理想氣體，其內(nèi)能僅與溫度有關(guān)，當(dāng)溫度升高時(shí)，內(nèi)能一定增大，故C錯(cuò)誤；對(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積增大時(shí)不能確定其溫度如何變化，則其內(nèi)能的變化無法判斷，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】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，在這一過程中乙醚的()A．分子間作用力保持不變B．分子平均動(dòng)能保持不變C．分子平均勢(shì)能保持不變D．內(nèi)能保持不變解析：選B乙醚液體蒸發(fā)過程，分子間的距離變大，分子間的引力和斥力都會(huì)減小，則分子間作用力發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；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過程中，要從外界吸收熱量，由于溫度不變，故分子平均動(dòng)能不變，而蒸發(fā)過程中乙醚分子要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增加，故內(nèi)能增加，故B正確，C、D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】(多選)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是()A.物體的內(nèi)能不可能為零B.溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大C.一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化D.內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能可能相同答案ACD解析內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，分子在永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以內(nèi)能永不為零，故A正確；物體的內(nèi)能除與溫度有關(guān)外，還與物體的種類、物體的質(zhì)量、物體的體積有關(guān)，溫度高的物體的內(nèi)能可能比溫度低的物體的內(nèi)能大，也可能與溫度低的物體的內(nèi)能相等，也可能低于溫度低的物體的內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故C正確；內(nèi)能與溫度、體積、物質(zhì)的多少等因素有關(guān)，而分子平均動(dòng)能只與溫度有關(guān)，故內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均分子動(dòng)能可能相同，故D正確?！咀兪?-3】關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是()A.物體的內(nèi)能包括物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能B.0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，內(nèi)能減小C.提起重物，因?yàn)樘崃ψ稣Γ晕矬w內(nèi)能增大D.摩擦冰塊使其融化是采用熱傳遞的方式改變物體的內(nèi)能答案B解析物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子的總動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，不包括物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；0℃的水結(jié)冰過程中溫度不變，分子動(dòng)能不變，因要放熱，則內(nèi)能減小，選項(xiàng)B正確；提起重物，因?yàn)樘崃ψ稣?，所以物體機(jī)械能變大，但是內(nèi)能不一定增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；摩擦冰塊使其融化是采用做功的方式改變物體的內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【題型7聯(lián)系實(shí)際】【例7】如圖所示，是家庭生活中用壺?zé)那榫?。下列關(guān)于壺內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)和熱現(xiàn)象的說法正確的是()A.氣體溫度升高，所有分子的速率都增加B.—定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，其分子平均動(dòng)能增加C.一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和D.一定量氣體如果失去容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子之間存在勢(shì)能的緣故答案C解析氣體溫度升高，分子的平均速率變大，但是并非所有分子的速率都增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；一定量100℃的水變成100℃的水蒸氣，因溫度不變，則分子平均動(dòng)能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一定量氣體的內(nèi)能等于其所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，選項(xiàng)C正確；一定量氣體如果失去容器的約束就會(huì)散開，這是因?yàn)闅怏w分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的緣故，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】負(fù)壓救護(hù)車常用于轉(zhuǎn)移和搶救傳染病患者。如圖所示，救護(hù)車負(fù)壓艙工作時(shí)，通過負(fù)壓排風(fēng)凈化裝置使車內(nèi)氣壓略低于車外。已知負(fù)壓艙內(nèi)的溫度與外界溫度相同，負(fù)壓艙內(nèi)的氣體與外界環(huán)境中的氣體均可視為理想氣體。下列說法正確的是（）A．負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能小于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能B．負(fù)壓艙中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率都小于外界環(huán)境中氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率C．負(fù)壓艙中氣體分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)D．負(fù)壓艙中氣體的內(nèi)能等于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能答案：C解析：因?yàn)樨?fù)壓艙內(nèi)的溫度與外界溫度相同，可知負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能等于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；負(fù)壓艙中空氣分子的平均速率等于外界環(huán)境中分子的平均速率，但是負(fù)壓艙中每個(gè)氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率不一定都小于外界環(huán)境中氣體分子的運(yùn)動(dòng)速率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；負(fù)壓艙中氣體壓強(qiáng)比外界小，負(fù)壓艙內(nèi)外溫度相等，則艙內(nèi)分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)，選項(xiàng)C正確；負(fù)壓艙中空氣分子的平均動(dòng)能等于外界環(huán)境中分子的平均動(dòng)能，但是艙內(nèi)氣體分子數(shù)小于外界環(huán)境中同體積的氣體分子數(shù)，則負(fù)壓艙中氣體的內(nèi)能小于外界環(huán)境中同體積的氣體的內(nèi)能，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。【變式7-2】為測(cè)算太陽(yáng)射到地面的輻射能，某?？萍紝?shí)驗(yàn)小組的同學(xué)把一個(gè)橫截面積是S的矮圓筒的內(nèi)壁涂黑，外壁用保溫材料包裹，內(nèi)裝質(zhì)量m的水。讓陽(yáng)光垂直圓筒口照射1分鐘后，水的溫度升高了。水的比熱容為c，地球的半徑為R，太陽(yáng)到地球的距離為r，不考慮太陽(yáng)能在傳播過程中的損失，假設(shè)到達(dá)圓筒內(nèi)的能量全部被水吸收。則由此可算出地球每分鐘接收的太陽(yáng)能量為（）A． B．C． D．答案：A解析：橫截面積是S的矮圓筒每分鐘吸收太陽(yáng)的內(nèi)能為則每平方米每分鐘吸收的太陽(yáng)能量為地球上每分鐘被照射的有效面積為則地球每分鐘接收的太陽(yáng)能量為故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A?！咀兪?-3】2021年11月8日，航天員王亞平等人圓滿完成出艙活動(dòng)全部既定任務(wù)。王亞平曾在多年前在太空進(jìn)行授課，圖甲為授課場(chǎng)景，水滴呈現(xiàn)球形，這是由于水的表面張力作用的結(jié)果，分子間作用力F與分子間距離r的關(guān)系如乙所示，水滴表面層中水分子之間的距離___________（填“大于”“小于”或“等于”）。若空間中兩個(gè)水分子間距從無限遠(yuǎn)逐漸變小，直到小于，則分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是___________。答案

大于

先減小再增大解析：[1]在水滴表面層中，水分子之間的相互作用力表現(xiàn)為引力，所以距離大于；[2]若空間中兩個(gè)水分子間距從無限遠(yuǎn)逐漸變小，直到等于過程中，分子力做正功，分子勢(shì)能減??；當(dāng)分子間距等于后再繼續(xù)減小，分子力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故分子勢(shì)能變化的趨勢(shì)是先減小再增大。專題1.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】 【題型2分子勢(shì)能變化圖像問題】 【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】 【題型4內(nèi)能和機(jī)械能對(duì)比】 【題型5分子動(dòng)能變化問題】 【題型6物體的內(nèi)能變化問題】 【題型7聯(lián)系實(shí)際】 【題型1分子力、分子勢(shì)能圖像綜合】【例1】如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲分子對(duì)乙分子的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示。F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，A、B、C、D為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)把乙分子從A處由靜止釋放，選項(xiàng)中四個(gè)圖分別表示乙分子的速度、加速度、動(dòng)能、勢(shì)能與兩分子間距離的關(guān)系，其中大致正確的是()解析：選D乙分子的運(yùn)動(dòng)方向始終不變，A錯(cuò)誤；加速度與力的大小成正比，方向與力相同，C點(diǎn)加速度等于0，故B錯(cuò)誤；分子動(dòng)能不可能為負(fù)值，故C錯(cuò)誤；乙分子從A處由靜止釋放，分子勢(shì)能先減小，到C點(diǎn)最小后增大，故D正確?！咀兪?-1】(多選)分子力F、分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖甲、乙兩條曲線所示(取無窮遠(yuǎn)處分子勢(shì)能Ep＝0)。下列說法正確的是()A.乙圖線為分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系圖線B.當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能為零C.隨著分子間距離的增大，分子力先減小后一直增大D.分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快答案AD解析在r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，但不為零，此時(shí)分子力為零，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間距離從r＜r0開始增大，分子間作用力先減小后反向增大，最后又一直減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快，D項(xiàng)正確?！咀兪?-2】[多選]如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，Ep表示分子間的分子勢(shì)能，在兩個(gè)分子之間的距離由10r0變?yōu)閞0的過程中()A．F不斷增大 B．F先增大后減小C．Ep不斷減小 D．Ep先增大后減小E．F對(duì)分子一直做正功解析：選BCE分子間的作用力是矢量，其正負(fù)不表示大?。环肿觿?shì)能是標(biāo)量，其正負(fù)表示大小。讀取圖像信息知，由10r0變?yōu)閞0的過程中，F(xiàn)先增大后變小至0。Ep則不斷減小，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤。該過程中，始終為引力，做正功，故E正確?！咀兪?-3】分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r＝r1時(shí)，F(xiàn)＝0。分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能________(填“減小”“不變”或“增大”)；在間距等于r1處，勢(shì)能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。答案減小減小小于解析若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，分子力做正功，勢(shì)能減??；由r2減小到r1的過程中，分子力仍做正功，勢(shì)能減??；在間距為r1處，勢(shì)能小于零?！绢}型2分子勢(shì)能變化圖像問題】【例2】由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為__________(選填“引力”或“斥力”)。分子勢(shì)能Ep和分子間距離r的關(guān)系圖像如圖所示，能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是圖中__________(選填“A”“B”或“C”)的位置。答案引力C解析在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，水分子之間的作用力表現(xiàn)為引力。由于平衡位置對(duì)應(yīng)的分子勢(shì)能最小，在小水滴表面層中，分子之間的距離較大，所以能總體上反映小水滴表面層中水分子勢(shì)能Ep的是題圖中C的位置。【變式2-1】分子勢(shì)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)，如圖所示。將兩分子從相距r處由靜止釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，則下列說法正確的是()A．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將開始遠(yuǎn)離B．當(dāng)r＝r2時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們將相互靠近C．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，r＝r2時(shí)它們的速度最大D．當(dāng)r＝r1時(shí)，釋放兩個(gè)分子，它們的加速度先增大后減小解析：選C由題圖可知，兩個(gè)分子在r＝r2處分子勢(shì)能最小，則分子之間的距離為平衡距離，分子之間的作用力恰好為0。結(jié)合分子之間的作用力的特點(diǎn)，假設(shè)將兩個(gè)分子從r＝r2處釋放，它們既不會(huì)相互遠(yuǎn)離，也不會(huì)相互靠近，故A、B錯(cuò)誤；由于r1<r2，可知分子在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力做正功，分子的速度增大；當(dāng)分子之間的距離大于r2時(shí)，分子之間的作用力表現(xiàn)為引力，隨距離的增大，分子力做負(fù)功，分子的速度減小，所以當(dāng)r＝r2時(shí)它們的速度最大，故C正確；由于r1<r2，可知分子在r＝r1處分子之間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子之間的距離將增大，分子力減小，當(dāng)r>r2時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，先增大后減小，則加速度先減小后增大再減小，故D錯(cuò)誤。【變式2-2】如圖所示為兩分子間的分子勢(shì)能Ep隨分子間距離r變化的圖像，對(duì)此以下說法中正確的是()A．當(dāng)r>r1時(shí)，分子間的引力大于斥力B．固體相鄰分子間的距離約等于r1C．液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2D．將分子間距由r1增大到r2，分子間引力與斥力的合力會(huì)變大解析：選C分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，當(dāng)二者大小相等時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子間距離為平衡距離，即固體相鄰分子間的距離約等于r2，B錯(cuò)誤；當(dāng)分子間距離r>r2時(shí)分子間的引力大于斥力，A錯(cuò)誤；液體存在表面張力是因?yàn)楸砻鎸又邢噜彿肿拥钠骄g距大于r2，C正確；將分子間距由r1增大到平衡距離r2時(shí)，分子間引力與斥力的合力會(huì)變小，D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】[多選]甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為0B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大E．乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子間引力和斥力相等[解析]由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，A、E正確。乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能為0，大于乙分子在P點(diǎn)時(shí)的分子勢(shì)能，B錯(cuò)誤。乙分子在Q點(diǎn)時(shí)與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點(diǎn)合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，C錯(cuò)誤。乙分子在P點(diǎn)時(shí)，其分子勢(shì)能最小，由能量守恒可知此時(shí)乙分子動(dòng)能最大，D正確。[答案]ADE【題型3物體間內(nèi)能對(duì)比】【例3】關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度都相同的物體一定具有相同的內(nèi)能解析：選B相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同，故A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度都相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】(多選)關(guān)于對(duì)內(nèi)能的理解，下列說法正確的是()A．系統(tǒng)的內(nèi)能是由系統(tǒng)的狀態(tài)決定的B．做功可以改變系統(tǒng)的內(nèi)能，但是