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5内能[学科素养与目标要求]物理观念：1.知道温度是分子平均动能的标志.2.明确分子势能与分子间距离的关系.3.理解内能的概念及其决定因素.4.了解内能和机械能的区别．科学思维：通过分析分子力做功情况，判断分子势能的变化情况，从而确定分子势能与分子间距离的关系．一、分子动能1．分子动能：由于分子永不停息地做无规则运动而具有的能量．2．分子的平均动能所有分子热运动动能的平均值．3．温度是物体分子热运动的平均动能大小的唯一标志．二、分子势能1．分子势能：由分子间的相互位置决定的能．2．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、内能1．内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．2．普遍性：组成任何物体的分子都在做着无规则的热运动，所以任何物体都具有内能．3．相关因素(1)物体所含的分子总数由物质的量决定．(2)分子热运动的平均动能由温度决定．(3)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．1．判断下列说法的正误．(1)温度反映了每个分子热运动的剧烈程度．(×)(2)温度是分子平均动能的标志．(√)(3)分子的势能是由分子间相互位置决定的能量，随分子间距的变化而变化．(√)(4)温度高的物体内能大．(×)2．(1)1千克10 ℃的水比10千克2 ℃的铁的分子的平均动能________．(2)质量和体积一定的同种气体，温度高时气体的内能________．答案(1)大(2)大一、分子动能(1)为什么研究分子动能的时候主要关心大量分子的平均动能？(2)物体温度升高时，物体内每个分子的动能都增大吗？(3)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？答案(1)分子动能是指单个分子热运动的动能，但分子是无规则运动的，因此各个分子的动能以及一个分子在不同时刻的动能都不尽相同，所以研究单个分子的动能没有意义，我们主要关心的是大量分子的平均动能．(2)温度是大量分子无规则热运动的集体表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的．所以物体温度升高时，个别分子的动能可能减小，也可能不变．(3)不是．分子的平均动能与宏观物体运动的速度无关．1．单个分子的动能(1)定义：组成物体的每个分子都在不停地运动，因此每个分子都具有动能．(2)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可能是不同的，所以单个分子的动能没有意义．2．分子的平均动能(1)定义：物体内所有分子的动能的平均值．(2)决定因素：温度是分子热运动的平均动能的标志．温度升高，分子的平均动能增大，但不是每个分子的动能都增大，个别分子的动能可能减小或不变，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的．3．物体内分子的总动能物体内分子运动的总动能是指所有分子热运动的动能总和，它等于分子热运动的平均动能与分子数的乘积．物体内分子的总动能与物体的温度和所含分子总数有关．例1(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法正确的是()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解析因为温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子平均动能相同，故选项A正确．因为氢气分子的质量小于氧气分子的质量，而分子平均动能又相等，所以氢气分子的平均速率大，故选项D错误，B正确．虽然气体质量和分子平均动能(温度)都相等，但由于气体摩尔质量不同，分子数目就不相等，故选项C错误．由于不同物质的分子质量一般不同，所以同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但平均速率一般不同.二、分子势能(1)功是能量转化的量度，分子力做功对应什么形式的能量变化呢？(2)若分子力表现为引力，分子间距离增大时，分子力做什么功？分子势能如何变化？分子间距离减小时，分子力做什么功？分子势能如何变化？(3)若分子力表现为斥力，分子力做功情况以及分子势能的变化情况又如何呢？答案(1)分子力做功对应分子势能的变化(2)负功分子势能增加正功分子势能减小(3)分子间距离增大时，分子力做正功，分子势能减小；分子间距离减小时，分子力做负功，分子势能增大．1．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子间距离r＝r0r＞r0，r增大r＜r0，r减小分子力等于零表现为引力表现为斥力分子力做功分子力做负功分子力做负功分子势能最小随分子间距离的增大而增大随分子间距离的减小而增大分子势能与分子间的距离的关系图象如图1所示．图12．分子势能的特点由分子间的相互位置决定，随分子间距离的变化而变化．分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关．3．分子势能的影响因素(1)宏观上：分子势能跟物体的体积有关．(2)微观上：分子势能跟分子间距离r有关，分子势能与r的关系不是单调变化的．例2A、B两分子的距离等于分子直径的10倍，若将B分子向A分子靠近，直到不能再靠近的过程中，关于分子力做功及分子势能的变化说法正确的是()A．分子力始终对B做正功，分子势能不断减小B．分子力先对B做正功，而后B克服分子力做功，分子势能先减小后增大C．B分子先克服分子力做功，而后分子力对B做正功，分子势能先增大后减小D．分子间的距离不断减小，所以分子势能不断增大答案 B解析将B分子从距离等于分子直径10倍处向A分子靠近，分子力先表现为引力，引力做正功，分子势能减小，当r小于r0时，分子力表现为斥力，分子力又做负功，分子势能增加，B正确．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，分子势能增大．分子力做功的大小等于分子势能变化量的大小．2．讨论分子势能变化时，绝不能简单地由物体体积的增大、减小得出结论．导致分子势能变化的原因是分子力做功．例3(多选)(2019·济宁市高二下期末)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2所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互靠近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法中正确的是()图2A．在r＝r0时，分子势能为零B．在r＝r0时，分子势能最小，但不为零C．在r>r0阶段，分子势能一直减小D．在r<r0阶段，分子势能先减小后增加答案BC解析因为两分子相距无穷远时分子势能为零，在r＝r0时，斥力和引力大小相等，方向相反，分子力合力为零，分子势能最小，但不为零，A错误，B正确；在r>r0阶段，随着两分子的靠近，分子间表现为引力，引力做正功，分子势能一直减小，C正确；在r<r0阶段，分子间作用力表现为斥力，在两分子靠近的过程中，分子力做负功，分子势能一直增加，D错误．分子势能图象问题的解题技巧1．要明确分子势能、分子力与分子间的距离关系图象中拐点的不同意义．分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，分子力图象与r轴交点的横坐标表示平衡距离r0.2．要把图象上的信息转化为分子间的距离，再求解其他问题．三、内能(1)结合影响分子动能和分子势能的因素，从微观和宏观角度讨论影响内能的因素有哪些？(2)物体的内能随机械能的变化而变化吗？内能可以为零吗？答案(1)微观上：物体的内能取决于物体所含分子的总数、分子的平均动能和分子间的距离．宏观上：物体的内能取决于物体所含物质的量、温度和体积及物态．(2)物体的机械能变化时其温度和体积不一定变化，因此其内能不一定变化，两者之间没有必然联系．组成物体的分子在做永不停息的无规则运动，因此物体的内能不可能为零．1．内能的决定因素(1)宏观因素：物体内能的大小由物质的量、温度和体积三个因素决定，同时也受物态变化的影响．(2)微观因素：物体内能的大小由物体所含的分子总数、分子热运动的平均动能和分子间的距离三个因素决定．2．温度、内能和热量的比较(1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志．(2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少，等于物体内能的变化量．3．内能和机械能的区别与联系内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动常见的能量形式分子动能、分子势能物体动能、重力势能、弹性势能影响因素物质的量、物体的温度、体积及物态物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量大小永远不等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化4.物态变化对内能的影响一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化．例4下列说法正确的是()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解析温度是分子平均动能的标志，内能是所有分子热运动动能和分子势能的总和，故温度不变时，内能可能变化，A项错误；两物体温度相同，内能可能不同，分子的平均动能相同，但分子的平均速率可能不同，故D项正确；最易出错的是认为有热量从A传到B，A的内能肯定大，其实有热量从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等因素，故C项错误；机械运动的速度与分子热运动的平均动能无关，故B项错误．比较物体内能的大小和判断内能改变的方法具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子总数、温度、物体的体积及物态等因素有关，结合能量守恒定律，综合进行分析．(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定．(2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定．(3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能也不变．(4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，使物体的温度或体积发生改变，物体的内能也随之变化．1．(分子动能)关于温度与分子动能的关系，下列说法正确的是()A．某物体的温度为0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零B．温度是分子热运动平均动能的标志C．温度较高的物体，其分子平均动能较大，则分子的平均速率也较大D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高答案 B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做无规则运动，A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，但由于分子的质量不一定相同，则分子平均速率不一定大，B正确，C错误；物体内分子无规则热运动的速度与机械运动的速度无关，物体的运动速度越大，不能代表物体内部分子的热运动越激烈，所以物体的温度不一定高，D错误．2．(分子力和分子势能)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，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，所以A、B错误；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错误．3．(分子力和分子势能)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()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．4．(内能)关于物体的内能，下列说法中正确的是()A．机械能可以为零，但内能永远不为零B．温度相同、质量相同的物体具有相同的内能C．温度越高，物体的内能越大D．0 ℃的冰的内能与等质量的0 ℃的水的内能相等答案 A解析机械能是宏观能量，可以为零，而物体内的分子在永不停息地做无规则运动，且存在相互作用力，所以物体的内能永不为零，A项正确；物体的内能与物质的量、温度和体积及物态有关，B、C、D错误．一、选择题考点一分子动能1．(多选)对于20 ℃的水和20 ℃的水银，下列说法正确的是()A．两种物体的分子的平均动能相同B．水银分子的平均动能比水的大C．两种物体的分子的平均速率相同D．水银分子的平均速率比水分子的平均速率小答案AD解析温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子的平均动能相同，故A对，B错；由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知D 对，C 错．2．(多选)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，分子的平均动能增加C ．如果分子的质量为m ，平均速率为v ，则平均动能为12m v 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．3．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 气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，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，故D 正确．4．下列说法正确的是( )A ．只要温度相同，任何物体分子的平均动能都相同B ．分子动能指的是由于分子定向移动具有的动能C ．10个分子动能和势能的总和就是这10个分子的内能D ．温度高的物体分子平均速率小于温度低的同种物质组成的物体分子平均速率答案 A解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同，则物体分子的平均动能相同，A 正确；分子动能是分子做无规则运动而具有的动能，B 错误；物体内能是对大量分子而言的，对于10个分子而言毫无意义，C 错误；若组成物体的物质相同，温度高的物体分子平均速率大，D 错误．考点二 分子势能与分子力的功5．分子具有与分子间距离有关的势能，这种势能叫做分子势能．关于分子势能下列说法中正确的是()A．分子间作用力做负功，分子势能一定减少B．分子间作用力做正功，分子势能一定减少C．分子间距离增大时，分子势能一定增加D．分子间距离减小时，分子势能一定增加答案 B解析分子力做正功，分子的动能增加，分子的势能减少，分子力做负功，分子动能减少，分子势能增加，A错误，B正确；在平衡位置以内，分子间距离增大时，分子势能减少，C 错误；在平衡位置以外，分子间距离减小时，分子势能减少，D错误．6.如图1所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间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，现将乙分子从a移动到d的过程中，两分子间的分子力和分子势能同时都增大的阶段是()图1A．从a到b B．从b到cC．从b至d D．从c到d答案 D解析根据分子力做功与分子势能的关系，分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加，故D选项正确．7．(2019·上海市宝山区模拟)当两分子间距变化时分子势能变大了，则可以判定在此过程()A．分子力一定做了功B．分子力一定增大C．分子间距一定变大D．分子力一定是引力答案 A8．(多选)图2甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正确的是()图2A．当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零B．当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大C．当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大D．当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大答案CD解析由题图可知，当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均达到最小，但此时分子力为零，而分子势能不为零，为负值；当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，此时分子力做负功，分子势能增大；当分子间距离r<r0时，随着分子间距离逐渐减小，分子力逐渐增大，而此过程中分子力做负功，分子势能增大，由此知选项C、D正确．考点三内能、物体的机械能及综合应用9．(多选)(2018·全国卷Ⅱ改编)对于实际的气体，下列说法正确的是()A．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能B．气体的内能包括气体整体运动的动能C．气体的体积变化时，其内能可能不变D．气体的内能包括气体分子热运动的动能答案ACD解析实际气体的内能包括气体分子间相互作用的势能和分子热运动的动能，当气体体积变化时影响的是气体的分子势能，内能可能不变，所以A、C、D正确，B错误．10．关于物体的内能，以下说法正确的是()A．箱子运动的速度减小，其内能也减小B．篮球的容积不变，内部气体的温度降低，其气体的内能将减小C．物体的温度和体积均发生变化，其内能一定变化D．对于一些特殊的物体，可以没有内能答案 B解析物体的内能与物体的机械运动无关，故A错误；当气体的体积不变而温度降低时，气体的分子势能不变，分子的平均动能减小，气体的内能减小，故B正确；物体的温度和体积均发生变化时，物体内的分子势能和分子的平均动能都发生变化，其内能可能不变，故C错误；任何物体都有内能，故D错误．11．(2018·安阳市高二检测)关于物体的内能和机械能，下列说法正确的是()A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能B．物体的分子势能由物体的温度和体积决定C．物体的速度增大时，物体的内能增大D．物体的动能减小时，物体的温度可能升高答案 D解析分子具有热运动的动能，同时由于分子间存在着相互作用力而具有分子势能，所有分子的这两种能量的总和组成物体的内能．内能是物体具有的宏观物理量，而对单个分子来说，不存在分子内能的概念，A错误；分子势能与温度无关，由分子力做功决定，与分子间距有关，所以宏观上表现为与体积有关，B错误；物体的速度增大时，物体的动能增大，这里的动能是宏观物体的机械能中的动能，而不是分子的动能，C错误，D正确．二、非选择题12．三个瓶子分别盛有质量相同的氢气、氧气和氮气，它们的温度相同，则分子平均速率最大的是__________；在不计分子势能的情况下，气体内能最大的是________．答案氢气氢气13．(1)1 kg的40 ℃的水跟1 kg的80 ℃的水哪个内能多？(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水哪个内能多？(3)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？(4)1 kg的100 ℃的水跟1 kg的100 ℃的水蒸气哪个内能多？答案见解析解析(1)两者质量一样，同种物质，所以分子数目一样，而80 ℃的水比40 ℃的水的水分子平均动能大，若不考虑水的膨胀引起的体积微小变化，则1 kg的80 ℃的水的内能多．(2)1 kg的40 ℃的水跟2 kg的40 ℃的水比较，2 kg的40 ℃的水内能多，因为后者分子数目多．(3)虽然100 ℃的开水的水分子平均动能较大，但池塘的水的分子数比一杯水的分子数多得多，故一池塘常温下的水的内能比一杯100 ℃的开水的内能多．(4)它们的质量相等，因而所含分子数相等，分子的平均动能也相同，但100 ℃的水蒸气分子势能比100 ℃的水的分子势能大，故1 kg的100 ℃的水蒸气的内能比1 kg的100 ℃的水的内能多．。
第5节 内能1．知道什么是分子动能，知道温度是分子热运动平均动能的标志。
2．知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间距离和物体体积的关系。
3．知道什么是内能，知道决定物体内能大小的因素。
一、分子动能 1．定义：分子由于□01永不停息地做无规则运动而具有的能。
2．分子热运动的平均动能：所有□02分子的热运动的动能的□03平均值。
3．温度的微观意义：温度是□04分子热运动的平均动能的标志。
二、分子势能1．定义：分子间由于存在□01分子力，因此分子组成的系统具有由分子间的□02相互位置决定的势能，这种势能叫做分子势能。
2．分子势能的决定因素(1)微观上：分子势能与分子之间的□03距离有关。
(2)宏观上：分子势能的大小与物体的□04体积有关。
三、内能1．定义：物体中所有分子的热运动□01动能与□02分子势能的总和。
2．决定因素(1)分子热运动的平均动能由□03温度决定。
(2)分子的势能与物体的□04体积有关。
(3)物体的内能由□05物质的量、□06温度、□07体积共同决定。
判一判(1)温度高的物体，分子的平均动能一定大。
( )(2)分子势能可以为正值、负值、零值。
( )(3)物体所处的位置越高，分子势能就越大，内能也越大。
( )提示：(1)√(2)√(3)×课堂任务对分子动能的理解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．分子热运动的平均动能(1)热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，有意义的是物体内所有分子热运动的平均动能。
(2)温度是分子热运动的平均动能的标志，这是温度的微观意义，在相同温度下，各种物质分子热运动的平均动能都相同，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热运动的平均速率不一定相同。
物体温度升高，分子热运动加剧。
分子热运动的平均动能增大，但并不是每一个分子的动能都变大。
第5讲内能[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.能够区别内能和机械能．一、分子动能1．定义：由于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：所有分子的热运动动能的平均值．3．温度的微观意义：温度是分子热运动的平均动能的标志．二、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、内能1．定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．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．物体的内能跟物体的机械运动状态无关．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．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解析某种气体温度是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7－5－1所示)可知(取r→∞时分子势能为零)：图7－5－1(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增大而增大．(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7－5－2所示．图7－5－2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．针对训练如图7－5－3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7－5－3A．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＝12知，平2m v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系，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错而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，冰熔化为同温度的水就是一个例证，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7－5－4中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.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，下列说法正确的是()图7－5－4A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r<r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．在r＝r0时，分子势能为零E．分子动能和势能之和在整个过程中不变答案ACE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．故正确答案为A、C、E.物体的内能与机械能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．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．1 kg 0 ℃的水的内能比1 kg 0 ℃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；1 kg 0 ℃的水变成1 kg 0 ℃的冰要放出热量，故1 kg 0 ℃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12m v2D．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，其他选项错误．6．(2014·郑州检测)如图7－5－5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7－5－5A．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答案BCE8．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 ℃的水结成的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．。
