3、離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大．
分子勢(shì)能跟物體體積的關(guān)系：物體的體積變化時(shí)，分子間的距離將發(fā)生變化，因而分子勢(shì)能隨之改變．可見(jiàn)，分子勢(shì)能與物體的體積有關(guān)．
分子勢(shì)能具有相對(duì)性，一般取分子距離無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)的分子勢(shì)能為零．
2．(1)兩分子間距為r0時(shí)分子勢(shì)能最?。? )
(2)分子勢(shì)能隨著分子間距的增大而增大．( )
(3)分子勢(shì)能隨著分子間距的增大而減?。? )
(4)分子勢(shì)能可以為正值、負(fù)值、零值．( )
提示：(1)√ (2)× (3)× (4)√
三、內(nèi)能
定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和叫做物體的內(nèi)能．
決定內(nèi)能大小的因素
(1
4、)從微觀上來(lái)看，物體的內(nèi)能與分子平均動(dòng)能、分子間的距離有關(guān)，還與分子數(shù)多少有關(guān)．
(2)從宏觀上而言，物體的內(nèi)能與溫度、體積有關(guān)，還與物質(zhì)的量有關(guān)．
3．(1)物體的溫度越高，內(nèi)能越大．( )
(2)機(jī)械能越大的物體內(nèi)能越大．( )
(3)物體的內(nèi)能永遠(yuǎn)不等于零．( )
提示：(1)× (2)× (3)√
對(duì)分子動(dòng)能的理解
1．單個(gè)分子的動(dòng)能
(1)物體由大量分子組成，每個(gè)分子都有分子動(dòng)能且不為零．
(2)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，每個(gè)分子的動(dòng)能大小不同，并且時(shí)刻在變化．
(3)熱現(xiàn)象是大量分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，個(gè)別分子的動(dòng)能沒(méi)有實(shí)際意義．
2
5、．分子的平均動(dòng)能
(1)溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義．溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每一個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能也可能減小，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的．
(2)雖然同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不盡相同，平均速率大小一般不相同．
3．物體內(nèi)分子的總動(dòng)能：分子的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和，它等于分子的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積，即`它與物體的溫度和所含的分子數(shù)目有關(guān)．
(多選)質(zhì)量相等的氫氣和氧氣在溫度相同時(shí)，下列說(shuō)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
6、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．氫氣分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能大
[解析] 因?yàn)闇囟仁欠肿悠骄鶆?dòng)能的標(biāo)志，所以選項(xiàng)A正確；因?yàn)闅錃夂脱鯕獾姆肿淤|(zhì)量不同，平均動(dòng)能又相等，所以?xún)煞N氣體分子的平均速率不同，由Ek＝可得，分子質(zhì)量大的平均速率小，故選項(xiàng)B正確；雖然兩種氣體分子平均動(dòng)能相等，兩種氣體質(zhì)量相等，但由于氫氣摩爾質(zhì)量小，氫氣分子數(shù)多，由Ek總＝N知，氫氣分子總動(dòng)能大，故C錯(cuò)誤，D正確．
[答案] ABD
(1)分子動(dòng)能與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)；
(2)分子平均動(dòng)能的大小可根據(jù)溫度高低判定，與分子種類(lèi)無(wú)關(guān)．
1.關(guān)于分子動(dòng)能，正確的說(shuō)法是(
7、)
A．某種物體的溫度是0 ℃，說(shuō)明物體中分子的平均動(dòng)能為零
B．物體溫度升高時(shí)，所有分子的動(dòng)能都增大
C．同種物體，溫度高時(shí)分子的平均動(dòng)能一定比溫度低時(shí)的大
D．物體的運(yùn)動(dòng)速率越大，則物體的分子動(dòng)能也越大
解析：選C．某種物體的溫度是0 ℃，物體中分子的平均動(dòng)能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)，從微觀上講，分子運(yùn)動(dòng)快慢是有差別的，各個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的快慢無(wú)法跟蹤測(cè)量，而溫度的概念是建立在統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基礎(chǔ)上的，在一定溫度下，分子速率大小按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，當(dāng)溫度升高時(shí)，說(shuō)明分子運(yùn)動(dòng)激烈，平均動(dòng)能增大，但并不是所有分子的動(dòng)能都增大；物體的運(yùn)動(dòng)速率越大，說(shuō)明物體的動(dòng)能越大，這并不能代表物體內(nèi)
8、部分子熱運(yùn)動(dòng)越激烈，則物體的分子動(dòng)能不一定越大，所以選C項(xiàng)．
對(duì)分子勢(shì)能的理解
1．特點(diǎn)：由分子間相對(duì)位置決定，隨分子間距離的變化而變化．
2．分子勢(shì)能與分子力做功的關(guān)系
分子力做正功分子勢(shì)能減小，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能增大．
取分子間距離無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零值，一般認(rèn)為兩分子間距離r＞10r0時(shí)，分子勢(shì)能視為零．
3．分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系
(1)當(dāng)10r0＞r＞r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力，分子間的距離增大時(shí)，分子力做負(fù)功，因而分子勢(shì)能隨分子間距離的增大而增加．
(2)當(dāng)r＜r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的距離減小時(shí)，分子力做負(fù)功，因而分子勢(shì)能隨分子間距
9、離的減小而增加．
(3)當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，在此位置分子間距離r不論減小或增大，分子勢(shì)能都增大，所以說(shuō)，平衡位置處是分子勢(shì)能最低的點(diǎn)．
(4)當(dāng)r≥10r0(r數(shù)量級(jí)為10－9 m)時(shí)，分子間的作用力可以忽略．如果選取此時(shí)的分子勢(shì)能為零，那么分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系如圖所示．
4．影響分子勢(shì)能的因素
(1)宏觀上：分子勢(shì)能的大小與體積有關(guān)(但是不能說(shuō)體積越大分子勢(shì)能越大)．
(2)微觀上：分子勢(shì)能與分子之間的距離有關(guān)．
命題視角1 分子勢(shì)能與分子距離的關(guān)系
(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢(shì)能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系
10、如圖中曲線所示．圖中分子勢(shì)能的最小值為－E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說(shuō)法中正確的是( )
A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，其動(dòng)能為E0
B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，加速度最大
C．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)
D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1
[解析] 兩分子所具有的總能量為0，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能為－E0，故分子動(dòng)能為E0，故A正確；乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子力為零，故加速度為零最小，故B錯(cuò)誤；乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，但此時(shí)受分子力不為零，故不是平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)至Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，其分子勢(shì)能為零，故其分子動(dòng)能也為零，分子間距最小，
11、而后向分子間距變大的方向運(yùn)動(dòng)，故乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1，故D正確．
[答案] AD
命題視角2 分子力做功與分子勢(shì)能變化的關(guān)系
(多選)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的距離的關(guān)系如圖中曲線所示．F>0為斥力，F(xiàn)<0為引力．a(chǎn)、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，則( )
A．乙分子由a到b做加速運(yùn)動(dòng)，由b到c做減速運(yùn)動(dòng)
B．乙分子由a到c做加速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)c時(shí)速度最大
C．乙分子由a到b的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直減小
D．乙分子由b到d的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增大
[解析]
12、 乙分子由a運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運(yùn)動(dòng)，到c時(shí)速度達(dá)到最大而后受甲的斥力做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；乙分子由a到b的過(guò)程所受引力做正功，分子勢(shì)能一直減小，C正確；而乙分子從b到d的過(guò)程，先是引力做正功，分子勢(shì)能減少，后來(lái)克服斥力做功，分子勢(shì)能增加，D錯(cuò)誤．
[答案] BC
2.(多選)物體體積變化時(shí)，分子間距離會(huì)隨之變化，分子勢(shì)能也會(huì)發(fā)生變化．圖為分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系曲線，以下判斷正確的是( )
A．當(dāng)r＝r2時(shí)，分子勢(shì)能最小
B．當(dāng)r＝r1時(shí)，分子引力與斥力大小相等
C．當(dāng)r
13、過(guò)程中，分子間作用力的合力做正功
E．在r由r1逐漸減小的過(guò)程中，分子間作用力的合力做正功
解析：選ACD.由圖象可知分子間距離為r2時(shí)分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子間的距離為平衡距離，分子引力與斥力大小相等，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)r
14、內(nèi)能的大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定．
2．物態(tài)變化對(duì)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(guò)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(shì)能變化，所以物體的內(nèi)能變化．
3．內(nèi)能與熱量的區(qū)別：內(nèi)能是一個(gè)狀態(tài)量，一個(gè)物體在不同的狀態(tài)下有不同的內(nèi)能，而熱量是一個(gè)過(guò)程量，它表示由于傳熱而引起的內(nèi)能變化過(guò)程中轉(zhuǎn)移的能量，即內(nèi)能的改變量．如果沒(méi)有傳熱，就無(wú)所謂熱量，但此時(shí)物體仍有一定的內(nèi)能．因此，我們不能說(shuō)物體在某溫度時(shí)具有多少熱量．
4．內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系
項(xiàng)目
內(nèi)能
機(jī)械能
對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形
15、式
微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)
宏觀物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)
能量常見(jiàn)形式
分子動(dòng)能、分子勢(shì)能
物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能
能量存在的原因
由物體內(nèi)大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間相互位置決定
由于物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)、被舉高或發(fā)生形變
影響因素
物質(zhì)的量、物體的溫度和體積
物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、離地高度(或相對(duì)于零勢(shì)能面的高度)和彈性形變程度
是否為零
永遠(yuǎn)不能等于零
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
關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是( )
A．不同物體，溫度相等，內(nèi)能也相等
B．所有分子的分子勢(shì)能增大，物體的內(nèi)能也增大
C．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即
16、使溫度不變，內(nèi)能也可能發(fā)生變化
D．只要兩物體的質(zhì)量、溫度、體積相等，兩物體的內(nèi)能一定相等
[解析] 物體的內(nèi)能與物體的種類(lèi)、狀態(tài)、溫度及體積等都有關(guān)系，故不同物體，溫度相等，內(nèi)能也不一定相等；即使兩物體的質(zhì)量、溫度、體積均相等，兩物體的內(nèi)能也不一定相等，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；分子內(nèi)能包括分子動(dòng)能和分子勢(shì)能，故所有分子的分子勢(shì)能增大，物體的內(nèi)能也不一定增大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，即使溫度不變，分子勢(shì)能可能變化，故內(nèi)能也可能發(fā)生變化，選項(xiàng)C正確．
[答案] C
3.下列說(shuō)法中正確的是( )
A．物體自由下落時(shí)速度增大，所以物體內(nèi)能也增大
B．物體的機(jī)械能為零時(shí)內(nèi)能也為零
C
17、．物體的體積減小溫度不變時(shí)，物體內(nèi)能一定減小
D．氣體體積增大時(shí)氣體分子勢(shì)能一定增大
解析：選D.物體自由下落時(shí)速度增大，動(dòng)能增加，但內(nèi)能是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能和分子勢(shì)能之和，與宏觀速度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能，內(nèi)能包括分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能，故物體機(jī)械能與內(nèi)能無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；物體的體積減小溫度不變；溫度不變說(shuō)明分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能不變；體積減小，分子平均間距減??；分子間距減小，分子勢(shì)能不一定減?。还饰矬w的內(nèi)能不一定減??；如0攝氏度的冰化為0攝氏度的水，內(nèi)能增加，故C錯(cuò)誤；氣體分子間距很大，分子力幾乎為零，但一定表現(xiàn)為引力；故氣體體積增大時(shí)氣體分子勢(shì)能一定增加，故D正確.
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2019-2020學(xué)年高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 第5節(jié) 內(nèi)能學(xué)案 新人教版選修3-3
