2019-2020年物理选修3-3第一章 分子动理论第05节 物体的内能粤教版复习特训十一

姓名，年级：时间：第五节物体的内能1．分子由于热运动而具有动能，因分子热运动的无规则性,研究热现象时，我们研究的是物体内所有分子动能的平均值，这个动能叫做分子的平均动能，它的标志是温度.2．分子势能和重力势能类似，它是由分子力和分子间的相对位置所决定的势能，它与分子间距离的变化规律可用分子力做功来恒量，分子力做正功,分子势能减少,分子力做负功，分子势能增加，且分子力做功的数值等于分子势能的变化量。

3．物体的内能包括物体中所有分子的动能和势能，它从宏观上决定于物质的量、温度、体积，同时受物态变化的影响。

4．气体分子间距离大约为分子直径的10倍，分子间的作用力十分微弱，当气体分子间距离变化时，分子力所做的功非常小，因此，分子势能的变化可以忽略。

5．一般情况下，人们把气体分子看作没有相互作用的质点，这种气体的简化模型称为理想气体微观模型，因此，它的内能只取决于物质的量和温度这两个宏观量。

分子动能和分子势能1。

分子的动能(1)定义:分子由于热运动而具有的动能。

(2）分子的动能与温度的关系①单个分子的动能由于分子运动的无规则性,在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义。

②分子的平均动能温度是分子平均动能的标志,这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，由于不同物质分子的质量不一定相同，因此相同温度时不同物质分子的平均速率不一定相同。

2．分子势能（1)定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能.(2)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，宏观上与物体的体积有关.分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是负功有关.①当分子间的距离r〉r0时,分子间的作用力表现为引力，分子间的距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间的距离增大而增大。

②当分子间的距离r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间的距离减小而增大。

选修3-3第一章 分子动理论 内能 学案（1#）班别 姓名 学号一、学习目标1.掌握分子动理论的基本内容.2.会利用宏观量与微观量的关系进行分析和计算.3.知道内能的概念.4.会分析分子力、分子势能随分子间距离的变化. 二、知识梳理 考点一 微观量的估算1.物体由大量分子组成—⎪⎪⎪→分子的大小—⎪⎪⎪ →直径：10－10m→质量：10－26 kg→阿伏加德罗常数—N A＝ 6.02×1023mol－12．两种分子模型物质有 固态 、 液态 和 气态 三种情况，不同物态下应将分子看成不同的模型．(1)固体、液体分子一个一个紧密排列，可将分子看成球形或立方体形，如图所示，分子间距等于小球的直径或立方体的棱长，所以d ＝ 36V π(球体模型)或d ＝ 3V (立方体模型)．(2)气体分子不是一个一个紧密排列的，它们之间的距离很大，所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间．如图所示，此时每个分子占有的空间视为棱长为d 的立方体，所以d ＝ 3V .3．宏观量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(2)宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m ，物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. (3)相互关系①一个分子的质量：m 0＝ M N A ＝ ρV mN A .②一个分子的体积：V 0＝ V m N A ＝ MρN A.(注：对气体V 0为分子所占空间体积)③物体所含的分子数n ＝V V m ·N A ＝m ρV m ·N A 或n ＝m M ·N A ＝ρV M ·N A. ④单位质量中所含的分子数：n ′＝NAM.【典例1】很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但耗电量仅是普通灯的一半,而且氙气灯使用寿命是普通灯的5倍,很多车主会选择含有氙气灯的汽车.若氙气充入灯头后的容积V=1.6 L,氙气密度ρ=6.0 kg/m 3.已知氙气摩尔质量M=0.131 kg/mol,阿伏加德罗常数N A =6×1023 mol -1.试估算:(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N; (2)灯头中氙气分子间的平均距离.【即时训练1】 (多选)已知铜的摩尔质量为M kg/mol,铜的密度为ρ kg/m 3,阿伏加德罗常数为N A mol -1.下列判断正确的是( ) A.1 kg 铜所含的原子数为AN MB.1 m 3铜所含的原子数为AMN ρC.1个铜原子的质量为AMN kg D.1个铜原子的体积为AMN ρ m 3 E.1个铜原子的体积为M ρ【反思总结】 估算微观量的两个要点(1)固体和液体分子都可看成是紧密堆积在一起的.分子的体积V 0=molAV N ,仅适用于固体和液体,对气体不适用.(2)宏观量与微观量的转换桥梁是阿伏加德罗常数.【即时训练2】 (2015·海南卷,15)已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N A ,地面大气压强为p 0,重力加速度大小为g.由此可估算得,地球大气层空气分子总数为 ,空气分子之间的平均距离为 .考点二布朗运动与分子热运动1.布朗运动(1)永不停息、运动.(2)微粒,运动越明显.(3)温度,运动越剧烈.(4)观察到的是的无规则运动,其反映了的无规则运动.2.热运动:物质内部的分子运动,这种运动跟温度有关,温度越高,分子无规则运动.3.布朗运动与分子热运动的比较【典例2】(多选)根据分子动理论,下列说法正确的是()A.水和酒精混合后的体积小于原来体积之和,说明分子间存在引力B.在一定条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素C.扩散现象也说明分子在做永不停息的热运动D.布朗运动是固体小颗粒分子的运动E.墨水中小炭粒在不停地做无规则运动,反映液体分子在做无规则运动【即时训练3】(2015·课标卷Ⅱ，33(1))关于扩散现象，下列说法正确的是________.A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的【解析】根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A正确；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，不是化学反应，故C正确、B错误；扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确；液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E错误．【答案】ACD【即时训练4】运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是()A．气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数仅与单位体积内的分子数有关B．某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为N A＝VV0 C．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动不是布朗运动D．生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成E．降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱【解析】气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，选项A错误；由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，选项B错误；布朗运动的微粒非常小，肉眼是看不到的，阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃运动是机械运动，不是布朗运动，选项C正确；扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，选项D正确；根据温度是分子平均动能的标志可知，降低气体的温度，气体分子热运动的剧烈程度就可减弱，选项E正确．【答案】CDE考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系名称项目分子间的相互作用力F 分子势能E p与分子间距离的关系图象随分子间距的变化情况r＜r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引＜F斥，F表现为斥力r增大，分子力做正功，分子势能减少r减小，分子力做负功，分子势能增加r＞r0F引和F斥都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，F引＞F斥，F表现为引力r增大，分子力做负功，分子势能增加r减小，分子力做正功，分子势能减少r＝r0F引＝F斥，F＝0分子势能最小，但不一定为零r＞10r0(10－9 m)F引和F斥都已十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力分子势能为零【典例3】(多选)物体体积变化时,分子间距离会随之变化,分子势能也会发生变化.如图为分子势能E p与分子间距离r的关系曲线,以下判断正确的是()A.当r=r1时,分子势能最小B.当r=r2时,分子引力与斥力大小相等C.当r>r2时,分子间作用力的合力表现为引力D.在r由r2变到r1的过程中,分子间作用力的合力做正功E.在r 由r 2逐渐增大的过程中,分子间作用力的合力做负功【即时训练5】 (2018·安徽淮北月考)(多选)分子间同时存在相互作用的引力和斥力,分子力则是它们的合力(即表现出来的力).关于分子间的引力、斥力说法正确的是( ) A.分子间的引力总是随分子间距的增大而减小 B.分子间的斥力总是随分子间距的增大而减小 C.分子力(合力)总是随分子间距的增大而减小D.分子间同时存在相互作用的引力和斥力,所以分子力不可能为零E.分子力表现为引力时,其大小有限;分子力表现为斥力时,可以很大【即时训练6】 (多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近.在此过程中,下列说法正确的是( ) A.分子力先增大,后一直减小 B.分子力先做正功,后做负功 C.分子动能先增大,后减小 D.分子势能先增大,后减小 E.分子势能和动能之和不变考点四 物体的内能改变内能的两种方式(1)做功:在没有热交换的情况下,外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,物体的内能减少,即有ΔU=W.(2)热传递:在没有能量转化或转移的情况下,物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少,即有ΔU=Q.【典例4】(2016·课标卷Ⅲ，33(1))关于气体的内能，下列说法正确的是 ________.A ．质量和温度都相同的气体，内能一定相同B ．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大C ．气体被压缩时，内能可能不变D ．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关E ．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加【解析】 质量和温度都相同的气体，虽然分子平均动能相同，但是不同的气体，其摩尔质量不同，即分子个数不同，所以分子内能不一定相同，A 错误；宏观运动和微观运动没有关系，所以宏观运动动能大，内能不一定大，B 错误；根据pVT＝C 可知，如果等温压缩，则内能不变，等压膨胀，温度增大，内能一定增大，C、E正确；理想气体的分子势能为零，所以理想气体的内能等于分子动能，而分子动能和温度有关，D正确．【答案】CDE【即时训练7】(2018·洛阳四校联考)(多选)对于分子动理论和物体内能的理解,下列说法正确的是()A.温度高的物体内能不一定大,但分子平均动能一定大B.外界对物体做功,物体内能一定增加C.温度相同的氢气和氧气的分子平均速率一定不同D.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,内能不变E.当分子间作用力表现为斥力时,分子势能随分子间距离的减小而增大【即时训练8】(多选)关于物体的内能,以下说法正确的是()A.不同物体,温度相等,内能不一定相等B.所有分子的势能增大,物体内能也增大C.温度升高,分子平均动能增大,但内能不一定增大D.只要两物体的质量、温度、体积相等,两物体的内能一定相等E.做功和热传递虽然改变内能的方式不同,但在改变内能上是等效的考点五用油膜法估测分子的大小【典例6】在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上.②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定.③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积.⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.完成下列填空:(1)上述步骤中,正确的顺序是.(填写步骤前面的数字)(2)将1 cm3的油酸溶于酒精,制成300 cm3的油酸酒精溶液;测得1 cm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径为m.(结果保留1位有效数字)【即时训练9】(2017·江苏扬州模拟)在“用油膜法估测分子大小”的实验中,已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A,N滴溶液的总体积为V,在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓,如图所示,测得油膜占有的正方形小格数为X.(1)用以上字母表示一滴酒精油酸溶液中的纯油酸的体积为.(2)油酸分子直径约为.。

物体的内能1．分子由于热运动而具有动能，因分子热运动的无规则性，研究热现象时，我们研究的是物体内所有分子动能的平均值，这个动能叫做分子的平均动能，它的标志是温度。

2．分子势能和重力势能类似，它是由分子力和分子间的相对位置所决定的势能，它与分子间距离的变化规律可用分子力做功来恒量，分子力做正功，分子势能减少，分子力做负功，分子势能增加，且分子力做功的数值等于分子势能的变化量。

3．物体的内能包括物体中所有分子的动能和势能，它从宏观上决定于物质的量、温度、体积，同时受物态变化的影响。

4．气体分子间距离大约为分子直径的10倍，分子间的作用力十分微弱，当气体分子间距离变化时，分子力所做的功非常小，因此，分子势能的变化可以忽略。

5．一般情况下，人们把气体分子看作没有相互作用的质点，这种气体的简化模型称为理想气体微观模型，因此，它的内能只取决于物质的量和温度这两个宏观量。

1.分子的动能(1)定义：分子由于热运动而具有的动能。

(2)分子的动能与温度的关系①单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义。

②分子的平均动能温度是分子平均动能的标志，这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子的平均动能都相同，由于不同物质分子的质量不一定相同，因此相同温度时不同物质分子的平均速率不一定相同。

2．分子势能(1)定义：分子间由分子力和分子间的相对位置决定的势能。

(2)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，宏观上与物体的体积有关。

分子势能的变化与分子间的距离发生变化时分子力做正功还是负功有关。

①当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力表现为引力，分子间的距离增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间的距离增大而增大。

②当分子间的距离r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，因此分子势能随分子间的距离减小而增大。

2019-2020学年度粤教版物理选修3-3第一章分子动理论第05节物体的内能习题精选十第1题【单选题】关于物体内能及其变化，下列说法中正确的是( )A、物体的温度改变时，其内能必定改变B、物体对外做功，其内能不一定改变；向物体传递热量，其内能也不一定改变C、物体对外做功，其内能必定改变；物体向外传出一定热量，其内能必定改变D、若物体与外界不发生热交换，则物体的内能必定不改变【答案】：【解析】：第2题【单选题】关于机械能和内能，下列说法中正确的是( )A、1kg0℃的水内能与1kg0℃的冰内能相同B、机械能大的物体，其内能一定很大C、物体的内能减小时，机械能也必然减小D、物体的机械能减小时，内能却可以增加【答案】：【解析】：第3题【单选题】关于气体热现象的微观意义，下列说法不正确的是( )A、物体温度升高，每个分子的动能都增大B、物体温度升高，分子的平均动能增大C、气体对容器的压强是大量气体分子对容器的碰撞引起的D、气体压强的大小与气体分子的平均动能及分子的密集程度有关【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列各事例中通过热传递改变物体内能的是( )A、车床上车刀切削工件后发热B、擦火柴时火柴头温度升高C、用肥皂水淋车刀后车刀降温D、搓搓手就会觉得手发热【答案】：【解析】：第5题【单选题】关于摄氏温度和热力学温度的换算正确的是( )① 10℃等于283K② 升高10℃就是升高283K③﹣10℃等于263K④ 降低到﹣10℃就是降低到263K ．A、① ② ③B、① ② ④C、① ③ ④D、② ③ ④【答案】：【解析】：第6题【单选题】如图是氧气分子在不同温度（0℃和100℃）下的速率分布，是分子数所占的比例．由图线信息可得到的正确结论是( )A、同一温度下，速率大的氧气分子数所占的比例大B、温度升高使得每一个氧气分子的速率都增大C、温度越高，一定速率范围内的氧气分子所占的比例越小D、温度升高使得速率较小的氧气分子所占的比例变小【答案】：【解析】：第7题【单选题】关于热力学温度的下列说法中，不正确的是( )A、热力学温度与摄氏温度的每一度的大小是相同的B、热力学温度的零度等于﹣273.15℃C、热力学温度的零度是不可能达到的D、气体温度趋近于绝对零度时，其体积趋近于零【答案】：【解析】：第8题【单选题】下列说法中正确的是( )A、每个分子的内能等于它的势能和动能的总和B、物体内能变化时，它的温度可以不变C、同种物质，温度较高时的内能肯定比温度较低时的内能大D、温度是每个分子热运动剧烈程度的反映【答案】：【解析】：第9题【单选题】下列说法中正确的是( )A、分子间距增大，分子势能一定增大B、物体的温度越高，其分子热运动的平均动能越大C、外界对物体做功，物体的内能一定增加D、只有热传递才能改变物体的内能【答案】：【解析】：第10题【填空题】一定质量的氧气，在不同的温度下分子的速率分布情况如图所示，实线和虚线对应的温度分别为t1和t2 ，则由图可得：t1______t2 ．（填“＞”、“＜”或“=”）【答案】：【解析】：第11题【填空题】大量分子做热运动平均动能的标志是______．【答案】：【解析】：第12题【填空题】1g氢气与10g的氧气温度相等，则此时氢气分子的平均动能______（选“大于”、“小于”或“等于”）氧气分子的平均动能；氢气分子的平均速率______（选“大于”、“小于”或“等于”）氧气分子的平均速率．【答案】：【解析】：第13题【计算题】若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6J的功，同时吸收了0.9J 的热量，则该气体内能变化了多少？；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度是升高还是降低？【答案】：【解析】：第14题【计算题】小红在做“比较物质的吸热能力”实验时，选用相同的热源给质量和初温都相等的水和煤油加热，用温度计测出水的温度变化并记录了下来后，在图中画出了水温随时间变化的图象．忘记用温度计测煤油的温度变化，请你根据学过的知识在图中大致画出煤油的温度随时间变化的图象．?【答案】：【解析】：第15题【计算题】在标准大气压下，水的沸点是100℃，用热力学温标可表示为多少？当水的温度从沸点下降到0℃时，温度下降了多少？【答案】：【解析】：。

第五讲物体的内能[目标定位] 1.知道温度是分子热运动平均动能的标志，渗透统计的方法.2.知道什么是分子势能，分子势能随分子距离变化的关系.理解分子势能与物体的体积有关.3.知道什么是内能，知道物体的内能跟物体的物质的量、温度和体积有关.4.知道理想气体微观模型，知道理想气体的内能只跟温度有关，跟体积无关.一、分子的动能温度1.分子的动能：由于物体内部的分子永不停息地做无规则运动而具有的能.2.分子的平均动能：物体内所有分子的动能的平均值.3.温度的微观意义：温度是物体分子热运动的平均动能的标志.二、分子势能1.定义：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能.2.分子势能的决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关.(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关.三、物体的内能1.定义：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能.2.决定因素：物体所含的分子总数由物质的量决定，分子的热运动平均动能由温度决定，分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响.3.理想气体微观模型：在一般情况下，我们可以把气体分子看作没有相互作用的质点.4.理想气体的内能只跟温度有关，温度越高，理想气体的内能越大.想一想在高空中高速飞行的飞机中的物体，内能一定大吗？答案不一定.内能包括分子动能和分子势能，分子动能决定于温度，分子势能决定于体积，物体的内能与机械能是完全不同的概念.物体速度大，高度大，只是机械能大，内能不一定大.物体的内能跟物体的机械运动状态无关.一、对分子动能的理解1.单个分子的动能由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义.2.分子的平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的客观表现，具有统计意义，温度升高，分子平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大、有的分子动能甚至还减小，个别分子的动能大小与温度没有关系，但总体上所有分子动能的总和随温度的升高而增加.(2)分子的平均动能只由温度决定，与物质种类、质量、压强、体积无关，只要温度相同，分子的平均动能都相等，由于不同物质的分子质量不同，所以同一温度下，不同物质的分子运动的平均速率大小一般不同.3.温度的意义(1)宏观：描述物体的冷热程度.(2)微观：分子平均动能的标志.例1下列关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是( )A.某物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时，每个分子的动能都增大C.物体温度升高时分子平均动能增加D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案 C解析某物体温度是0℃，物体中分子的平均动能并不为零，因为分子在永不停息地运动，A错误；当温度升高时，分子运动加剧，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大，B错，C对；物体的运动速度越大，物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动越剧烈，所以物体的温度不一定高，D错.借题发挥(1)虽然温度是分子平均动能的标志，但是零度(0℃)时物体中分子的平均动能却不为零.(2)物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度是完全不同的两个概念.针对训练1 当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是( )A.两种气体分子的平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.两种气体分子热运动的平均速率相等答案AB解析因温度是分子平均动能的标志，所以选项A正确；因为氢气分子和氧气分子的质量不同，且m H2<m O2，平均动能又相等，所以分子质量大的平均速率小，故选项D错，选项B正确；虽然气体质量和分子平均动能都相等，但由于气体摩尔质量不同，所以分子数目也就不相等，因此选项C错.二、对分子势能的深化理解1.分子势能由分子间的相对位置决定的能叫分子势能.2.分子势能的变化与分子间距离的关系分子势能是由分子间的相对位置决定的.当分子间的距离发生变化时，分子力要做功.当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大.由分子间的作用力F与分子间的距离r之间的关系(如图1所示)可知(取r→∞时分子势能为零)：图1(1)当r≫r0(r0表示两分子间的平衡距离，下同)时，分子间的作用力小到可忽略不计，可以认为分子间没有相互作用力，这时的分子势能为零(没有分子势能).(2)当r>r0时，分子力表现为引力.当r增大时，分子力做负功，因此分子势能随分子间距离的增大而增大.(3)当r<r0时，分子力表现为斥力.当r减小时，分子力做负功，分子势能增大，因此分子势能随分子间距离的减小而增大.(4)当r＝r0时，分子力表现为零.当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；当r减小时，分子力做负功，分子势能增大，因此r＝r0时分子势能最小.分子势能与分子间的距离r的关系如图2所示.图2例2甲、乙两分子相距较远(此时它们之间的分子力可以忽略)，设甲固定不动，在乙逐渐向甲靠近直到不能再靠近的过程中，关于分子势能的变化情况，下列说法正确的是( )A.分子势能不断增大B.分子势能不断减小C.分子势能先增大后减小D.分子势能先减小后增大答案 D解析r>r0时，靠近时引力做正功，E p减小；r<r0靠近时斥力做负功，E p增加.借题发挥(1)分子势能的变化情况只与分子力做功相联系.分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加.分子力做功的值等于分子势能的变化量.(2)讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小就得出结论.导致分子势能变化的原因是分子力做功情况.针对训练2 如图3所示，甲分子固定在坐标原点O处，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示.F＞0为斥力，F＜0为引力，a、b、c、d 为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( )图3A.乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动B.乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大C.乙分子由a到c的过程，动能先增大后减小D.乙分子由b到d的过程，两分子间的分子势能一直增加答案 B解析乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大，而后受到甲分子的斥力做减速运动，A错误，B正确；乙分子由a到c的过程所受引力做正功，分子势能一直减小，分子的动能一直增大，C错误；乙分子由b到d的过程中，先是引力做正功，分子势能减小，后来克服斥力做功，分子势能增加，D错误.三、对内能的理解1.因为一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子所组成的，所以任何物体都具有内能.2.物体的内能与机械能的区别和联系(1)物体的机械运动对应着机械能，热运动对应着内能.内能和机械能是两种不同形式的能量.(2)内能是物体内所有分子热运动的动能和分子间的相对位置决定的势能的总和，而不是分子定向移动的动能，它与物体的温度、体积等因素有关；而机械能是物体的动能及重力势能和弹性势能的总和，它是对宏观物体来说的.(3)物体具有内能的同时又可以具有机械能.当物体的机械能增加时，内能不一定增加，但机械能与内能之间可以相互转化.例3下列说法中正确的是( )A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低，其内能一定增大D.物体温度不变，其内能一定不变答案 B例4 下列说法中正确的是( )A.铁块熔化成铁水的过程中，温度不变，内能也不变B.物体运动的速度增大，则物体中分子热运动的平均动能增大，物体的内能增大C.A 、B 两物体接触时有热量从物体A 传到物体B ，这说明物体A 的内能大于物体B 的内能D.A 、B 两物体的温度相同时，A 、B 两物体的内能可能不同，分子的平均速率也可能不同 答案 D解析 铁块熔化成铁水的过程中要吸收热量，所以内能增加，故A 错；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但由E k ＝12m v 2知，平均速率v 可能不同，故D 项正确；有热量从A 传到B ，只说明A 的温度高，内能大小还要看它们的总分子数和分子势能这些因素，故C 项错；机械运动的速度增大动能增加，与分子热运动的平均动能无关，内能也不一定增加，故B 错.分子动能与温度1.下列有关“温度”的概念的说法中正确的是( )A.温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B.温度是分子平均动能的标志C.一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D.温度升高时物体的每个分子的动能都将增大答案 B解析 温度是分子平均动能大小的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度反映.故A 、D 错，B 对；温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，如冰熔化为同温度的水，故C 错.分子势能与分子力做功2.两分子间的斥力和引力的合力F 与分子间距离r 的关系如图4中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为r 0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近，若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法错误的是( )图4A.在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小B.在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能也减小C.在r＝r0时，分子势能最小，分子动能最大D.在r＝r0时，分子势能为零E.分子动能和分子势能之和在整个过程中不变答案BD解析由图可知：在r>r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减小，分子动能增加，故选项A 正确；在r<r0阶段，当r减小时F做负功，分子势能增加，分子动能减小，故选项B错误；在r＝r0时，分子势能最小，动能最大，故选项C正确；在r＝r0时，分子势能最小，但不为零，故选项D错误；在整个相互接近的过程中分子动能和势能之和保持不变，故选项E 正确.3.下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )A.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大B.当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小C.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大D.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小答案 C解析当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B不正确；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，所以C正确、D不正确.物体的内能4.下列关于物体内能的说法正确的是( )A.同一个物体，运动时比静止时的内能大B.1kg0℃的水的内能比1kg0℃的冰的内能大C.静止的物体的分子平均动能为零D.物体被举得越高，其分子势能越大答案 B解析 物体的内能与其宏观运动状态无关，A 错误；1kg0℃的水变成1kg0℃的冰要放出热量，故1kg0℃的水的内能大，B 对；静止的物体的动能为零，但分子在永不停息地运动，其分子平均动能不为零，同理被举高的物体，势能增加，但其体积不变，分子势能不变，故C 、D 错.(时间：60分钟)题组一 分子动能与温度1.下列关于物体的温度、内能和热量的说法中正确的是( )A.物体的温度越高，所含热量越多B.物体的内能越大，所含热量越多C.物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大D.物体的温度不变，其内能就不变答案 C解析 分子热运动的平均动能与温度有关，温度越高，分子热运动的平均动能越大，内能由物体的质量、温度和体积共同决定，并且内能是状态量，而热量是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量.2.若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是( )A.气体分子间的作用力增大B.气体分子的平均速率增大C.气体分子的平均动能减小D.气体分子的平均动能不变答案 D解析 气体在上升的过程中，温度不变，分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，分子间的作用力减小，气体的分子势能增大.3.下列关于分子动能的说法，正确的是( )A.物体的温度升高，每个分子的动能都增加B.物体的温度升高，分子的总动能增加C.如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则平均动能为12mv 2 D.分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子的总数之比答案BD解析温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增加，但是其中个别分子的动能却有可能减小，A错、B对；分子的平均动能等于物体内所有分子的动能之和与所有分子总数的比值，所以C错、D对.题组二分子势能与分子力的功4.分子间距增大时，分子势能将( )A.增大B.减小C.不变D.不能确定答案 D解析分子势能的变化与分子力做功紧密联系.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.(1)当r>r0时，分子间的作用力为引力，将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大.(2)当r<r0时，分子间的作用力为斥力，将分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小.经以上分析可知本题D选项正确.5.在两个分子间的距离由r0(平衡位置)变为10r0的过程中，关于分子间的作用力F和分子间的势能E p的说法中，正确的是( )A.F不断减小，E p不断减小B.F先增大后减小，E p不断增大C.F不断增大，E p先减小后增大D.F、E p都是先减小后增大答案 B解析分子间距r＝r0时，分子力F＝0；随r的增大，分子力表现为引力，F≠0；当r＝10r0时，F＝0，所以F先增大后减小.在分子间距由r0至10r0的过程中，始终克服分子引力做功，所以分子势能一直增大，所以选项B正确.6.如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能E p与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示.图中分子势能的最小值为－E0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )图1A.乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大B.乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0C.乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态D.乙分子的运动范围为x≥x1答案BD解析分子势能最小时，分子处于平衡位置，所以P点是分子的平衡位置.乙分子在P点的加速度为零，故选项A、C错误，选项B正确；由于两分子所具有的总能量为零，而Q点的分子势能为零，故选项D正确.7.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近.在此过程中，下列说法正确的是.(填正确答案标号)A.分子力先增大，后一直减小B.分子力先做负功，后做正功C.分子动能先增大，后减小D.分子势能先增大，后减小E.分子势能和动能之和不变答案CE8.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能E p随分子间距离r变化关系的图线是.(填选图下方的字母)答案 B解析当r<r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能E p减小；当r>r0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能E p增大；当r＝r0时，分子力为零，此时分子势能最小.故选项B正确.题组三物体的内能与机械能9.关于内能和机械能，下列说法正确的是( )A.物体的机械能损失时，内能却可能增加B.物体的内能损失时，机械能必然会减小C.物体内能为零时，机械能可以不为零D.物体的机械能为零时，内能可以不为零答案AD解析在空中下降的物体由于克服空气阻力做功，机械能损失，因摩擦物体的温度升高，内能增加，A正确；物体静止时，温度降低，内能减少，而机械能可能不变，B错；分子运动永不停息而且分子间有相互作用，内能不可能为零，但机械能可以为零，C错、D正确.10.关于物体的内能，下列叙述中正确的是( )A.温度高的物体比温度低的物体内能大B.物体的体积增大时，内能也增大C.内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同答案 D解析温度高的物体与温度低的物体相比较，温度低的物体的分子平均动能小，但所有分子的热运动动能和分子势能的总和不一定小，即物体的内能不一定小，A错；物体的体积增大时，分子间的距离增大，分子势能发生变化，但不能确定分子势能是增大还是减小.即使分子势能增大，而分子的平均动能不能确定是否变化，也不能说明内能增大，B错；内能相同的物体是指物体内所有分子的动能和分子势能的总和相同，而它们的分子平均动能却不一定相同，C错；内能不同的物体，它们的温度却可能相同，即它们的分子平均动能可能相同，D正确.11.关于物体的内能，下列说法中正确的是( )A.水分子的内能比冰分子的内能大B.物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能越大C.一定质量的0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少D.相同质量的两个同种物体，运动物体的内能一定大于静止物体的内能答案 C解析因内能是指组成物体的所有分子的热运动的动能与分子势能的总和，说单个分子的内能没有意义，故选项A错误；内能与机械能是两种不同性质的能，它们之间无直接联系，内能与“位置”高低、“运动”还是“静止”没有关系，故选项B、D错误；一定质量的0℃的水结成0℃的冰，放出热量，使得内能减小，故选项C正确.。