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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能备课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册4 分子动能和分子势能备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了学习目标，知识梳理，重点探究，随堂演练，课时对点练，内容索引，分子动能，无规则运动，平均值，分子势能等内容，欢迎下载使用。
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.
NEIRONGSUOYIN
1.分子动能：由于分子永不停息地做 而具有的能量.2.分子的平均动能所有分子热运动动能的 .3.物体的 是它的分子热运动的平均动能的标志.
1.分子势能：由分子间的 决定的能.2.分子势能Ep随分子间距离r变化的情况如图1所示.
当r＝ 时，分子势能最小.
3.决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的 有关.(2)微观上：分子势能的大小与分子之间的 有关.
1.物体的内能：物体中 的热运动 与 的总和.任何物体都具有内能.2.相关因素(1)物体所含的分子总数由 决定.(2)分子热运动的平均动能与 有关.(3)分子势能与物体的 有关.故物体的内能由 、 、 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对位置决定的能量，随分子间距的变化而变化.( )(4)温度高的物体内能大.( )
（教学提纲）2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册获奖课件：1.4分子动能和分子势能（免费下载）
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 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.
(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？
答案 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)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？
答案 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做无规则运动，因此分子具有动能.(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：物体的温度是分子热运动的平均动能的标志.温度升高的物体，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 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
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，温度越高的物体，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.
例2 (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
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B正确，D错误.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.
导学探究(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？
答案 分子力做功对应分子势能的变化.
(2)当两个分子从相距无穷远处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子势能如何变化？
答案 分子势能先减小后增大.
1.分子力、分子势能与分子间距离的关系(如图2所示)
2.分子势能的特点由分子间的相对位置决定，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3 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是
解析 当rr0时，分子力表现为引力，随分子间距离r增大，分子势能Ep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.
导学探究(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？
答案 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、体积及物态.
(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 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.
3.内能和机械能的区别与联系
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 下列关于物体内能的说法正确的是A.一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能B.物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫作物体的内能C.当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
解析 内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，A错误，B正确；机械能与内能是两种不同形式的能，物体的机械能发生变化，内能不一定变化，C错误；温度高的物体比温度低的物体的分子平均动能大，但内能不一定大，D错误.
1.(分子动能)(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
解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子平均动能相同，故A对，B错；由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知水银分子的平均速率比水分子的平均速率小，故D对，C错.
2.(分子力和分子势能)(2020·山东高二月考)分子力F与分子间距离r的关系如图3所示，曲线与横轴交点的坐标为r0，两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近.在此过程中，下列说法错误的是A.r＝r0时，分子势能最小B.r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小C.r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能减小D.r＞r0阶段，F先增大后减小
解析 在r＞r0阶段，分子靠近r0，分子力F做正功，分子动能增加，分子势能减小；在r＜r0阶段，分子远离r0，分子力F做负功，分子动能减小，分子势能增大，所以当r＝r0时，分子动能最大，分子势能最小，故A、B正确，C错误；根据分子F－r图像知，在r＞r0阶段，分子靠近r0，F先增大后减小，故D正确.
3.(分子力和分子势能)(2019·安庆市高二检测)两个分子甲和乙相距较远(此时分子力可以忽略)，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是A.分子力总对乙做正功，分子势能不断减小B.乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大C.乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后 减小D.先是分子力做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大
解析 甲和乙相距较远时，此时分子力为零，分子势能为零，甲分子固定不动，乙向甲靠近直到r＝r0的过程中，由于r＞r0，分子力合力为引力，分子力做正功，分子势能越来越小，且为负值.r＝r0时分子势能最小，乙分子从r＝r0到不能再靠近甲的过程中，由于r＜r0，分子力合力为斥力，分子力做负功，分子势能增加.所以先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大，选项D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
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.
1.(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 mv2D.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
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或不变，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，C错，D对.
2.(2020·苏州市高新区一中高二下期中)关于分子热运动的动能，下列说法中正确的是A.物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大B.物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小C.物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大D.1 g 100 ℃的水变成1 g 100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大
解析 物体由于运动而具有的能叫动能，它是宏观物体所具有的一种能量；而分子的热运动的动能叫作分子动能，是微观上的内能的一种形式，所以物体运动速度大小，与分子热运动的动能无关，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度降低，分子平均动能减小，温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个分子热运动的动能都增大，故B正确，C错误；温度相同的水和水蒸气，分子平均动能相同，故D错误.
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
解析 气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，气体分子间的作用力减小，故D正确.
考点二 分子势能4.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
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.
5.甲分子固定在坐标系原点O，只在两分子间作用力的作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化如图1所示，下列说法正确的是A.乙分子在P点(x＝x2)时加速度最大B.乙分子在P点(x＝x2)时动能最大C.Q点(x＝x1)为乙分子的平衡位置D.乙分子在Q点(x＝x1)时分子势能最小
解析 由题图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A、C错误；乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，由能量守恒定律可知，分子动能最大，故B正确；由题图可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于乙分子在P点的分子势能，因此乙分子在Q点时分子势能不是最小的，故D错误.
6.(多选)(2020·盐城市伍佑中学高二月考)两个分子由于距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判断在这一过程中A.一定是分子力做了正功B.两个分子间的相互作用力可能增大C.两个分子间的距离一定变大D.两个分子间的相互作用力一定是引力
解析 分子势能变小，说明分子力做了正功，A正确；若分子间距大于平衡间距，分子势能变小，分子间距变小，分子力可能增大也可能减小；若分子间距小于平衡间距，分子势能变小，分子间距变大，分子力减小，表现为斥力，故B正确，C、D错误.
7.(2020·启东中学高二开学考试)如图2为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是
A.当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时，分子间的作用力最大D.在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
解析 由题图可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，分子间的作用力为零，故C错误；
当0＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当r＞r2时，分子间的作用力为表现引力，故A错误，B正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力表现为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，故D错误.
8.如图3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都增大的阶段是A.从a到b B.从b到cC.从b至d D.从c到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.
9.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
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；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.
10.(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的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变
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B、D正确，A、C错误.
11.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
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.
12.(多选)(2020·莱州一中高二月考)18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时A.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大B.它们的分子数目相同，分子的平均动能相同C.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大D.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同
解析 水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，为N1＝N2＝ ×6.02×1023＝6.02×1023个，32 g的氧气分子数为N3＝×6.02×1023＝6.02×1023个，故N1＝N2＝N3.温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能相同，内能包括分子势能和分子热运动动能，故内能不相同，水蒸气的内能比水大，B、C正确，A、D错误.
A.乙分子的加速度减小B.乙分子到达r0处时速度最大C.分子力对乙一直做正功，分子势能减小D.乙分子在r0处时，分子势能最小
13.(多选)设有甲、乙两分子，如图4，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴正方向运动，则
解析 从分子力随分子间距的变化曲线可以看出0.5r0处到r0处斥力减小，乙分子的加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，乙分子的加速度先增大后减小，所以A错误；从0.5r0处到r0处乙分子受到向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a＝0，速度最大，所以B正确；当通过r0后分子的引力做负功，分子的势能增大，C错误；
从0.5r0到r0处分子的斥力做正功，分子的势能减小，通过r0后，分子的引力做负功，分子的势能增大，故乙分子在r0处的势能最小，D正确.
14.(多选)(2019·榆林市第一高级中学高二月考)图5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像.由图像判断以下说法中正确的是
A.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
解析 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 ℃的水哪个内能多？
解析 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)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？
解析 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.
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.
NEIRONGSUOYIN
1.分子动能：由于分子永不停息地做 而具有的能量.2.分子的平均动能所有分子热运动动能的 .3.物体的 是它的分子热运动的平均动能的标志.
1.分子势能：由分子间的 决定的能.2.分子势能Ep随分子间距离r变化的情况如图1所示.
当r＝ 时，分子势能最小.
3.决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的 有关.(2)微观上：分子势能的大小与分子之间的 有关.
1.物体的内能：物体中 的热运动 与 的总和.任何物体都具有内能.2.相关因素(1)物体所含的分子总数由 决定.(2)分子热运动的平均动能与 有关.(3)分子势能与物体的 有关.故物体的内能由 、 、 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对位置决定的能量，随分子间距的变化而变化.( )(4)温度高的物体内能大.( )
（教学提纲）2020-2021学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册获奖课件：1.4分子动能和分子势能（免费下载）
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 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.
(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？
答案 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)物体运动的速度越大，其分子的平均动能也越大吗？
答案 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做无规则运动，因此分子具有动能.(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：物体的温度是分子热运动的平均动能的标志.温度升高的物体，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 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
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，温度越高的物体，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.
例2 (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
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B正确，D错误.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.
导学探究(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？
答案 分子力做功对应分子势能的变化.
(2)当两个分子从相距无穷远处逐渐靠近到不能再靠近的过程中，分子势能如何变化？
答案 分子势能先减小后增大.
1.分子力、分子势能与分子间距离的关系(如图2所示)
2.分子势能的特点由分子间的相对位置决定，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3 下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是
解析 当r
导学探究(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？
答案 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、体积及物态.
(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 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.
3.内能和机械能的区别与联系
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 下列关于物体内能的说法正确的是A.一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能B.物体中所有分子热运动动能和分子势能的总和叫作物体的内能C.当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大
解析 内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，A错误，B正确；机械能与内能是两种不同形式的能，物体的机械能发生变化，内能不一定变化，C错误；温度高的物体比温度低的物体的分子平均动能大，但内能不一定大，D错误.
1.(分子动能)(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
解析 温度是分子平均动能的标志，温度相同的物体的分子平均动能相同，故A对，B错；由水银的摩尔质量大于水的摩尔质量，知水银分子的平均速率比水分子的平均速率小，故D对，C错.
2.(分子力和分子势能)(2020·山东高二月考)分子力F与分子间距离r的关系如图3所示，曲线与横轴交点的坐标为r0，两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不能再靠近.在此过程中，下列说法错误的是A.r＝r0时，分子势能最小B.r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，分子势能减小C.r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，分子势能减小D.r＞r0阶段，F先增大后减小
解析 在r＞r0阶段，分子靠近r0，分子力F做正功，分子动能增加，分子势能减小；在r＜r0阶段，分子远离r0，分子力F做负功，分子动能减小，分子势能增大，所以当r＝r0时，分子动能最大，分子势能最小，故A、B正确，C错误；根据分子F－r图像知，在r＞r0阶段，分子靠近r0，F先增大后减小，故D正确.
3.(分子力和分子势能)(2019·安庆市高二检测)两个分子甲和乙相距较远(此时分子力可以忽略)，设甲分子固定不动，乙分子逐渐向甲靠近直到不能再靠近，在这个过程中，下列说法正确的是A.分子力总对乙做正功，分子势能不断减小B.乙总是克服分子力做功，分子势能不断增大C.乙先是克服分子力做功，然后分子力对乙做正功，分子势能先增大后 减小D.先是分子力做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大
解析 甲和乙相距较远时，此时分子力为零，分子势能为零，甲分子固定不动，乙向甲靠近直到r＝r0的过程中，由于r＞r0，分子力合力为引力，分子力做正功，分子势能越来越小，且为负值.r＝r0时分子势能最小，乙分子从r＝r0到不能再靠近甲的过程中，由于r＜r0，分子力合力为斥力，分子力做负功，分子势能增加.所以先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功，分子势能先减小后增大，选项D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
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.
1.(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 mv2D.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
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或不变，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，C错，D对.
2.(2020·苏州市高新区一中高二下期中)关于分子热运动的动能，下列说法中正确的是A.物体运动速度大，物体内分子热运动的动能一定大B.物体的温度降低，物体内分子热运动的平均动能一定减小C.物体的温度升高，物体内每个分子热运动的动能都增大D.1 g 100 ℃的水变成1 g 100 ℃的水蒸气，分子热运动的平均动能增大
解析 物体由于运动而具有的能叫动能，它是宏观物体所具有的一种能量；而分子的热运动的动能叫作分子动能，是微观上的内能的一种形式，所以物体运动速度大小，与分子热运动的动能无关，故A错误；温度是分子热运动平均动能的标志，物体的温度降低，分子平均动能减小，温度升高，分子的平均动能增大，但并不是每个分子热运动的动能都增大，故B正确，C错误；温度相同的水和水蒸气，分子平均动能相同，故D错误.
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
解析 气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，气体分子间的作用力减小，故D正确.
考点二 分子势能4.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
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.
5.甲分子固定在坐标系原点O，只在两分子间作用力的作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化如图1所示，下列说法正确的是A.乙分子在P点(x＝x2)时加速度最大B.乙分子在P点(x＝x2)时动能最大C.Q点(x＝x1)为乙分子的平衡位置D.乙分子在Q点(x＝x1)时分子势能最小
解析 由题图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A、C错误；乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，由能量守恒定律可知，分子动能最大，故B正确；由题图可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于乙分子在P点的分子势能，因此乙分子在Q点时分子势能不是最小的，故D错误.
6.(多选)(2020·盐城市伍佑中学高二月考)两个分子由于距离发生变化而使得分子势能变小，则可以判断在这一过程中A.一定是分子力做了正功B.两个分子间的相互作用力可能增大C.两个分子间的距离一定变大D.两个分子间的相互作用力一定是引力
解析 分子势能变小，说明分子力做了正功，A正确；若分子间距大于平衡间距，分子势能变小，分子间距变小，分子力可能增大也可能减小；若分子间距小于平衡间距，分子势能变小，分子间距变大，分子力减小，表现为斥力，故B正确，C、D错误.
7.(2020·启东中学高二开学考试)如图2为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线.下列说法正确的是
A.当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B.当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C.当r等于r2时，分子间的作用力最大D.在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
解析 由题图可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离，分子间的作用力为零，故C错误；
当0＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当r＞r2时，分子间的作用力为表现引力，故A错误，B正确；在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力表现为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功，故D错误.
8.如图3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都增大的阶段是A.从a到b B.从b到cC.从b至d D.从c到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.
9.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
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；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.
10.(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的重力势能B.气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C.气体的内能包括气体整体运动的动能D.气体的体积变化时，其内能可能不变
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B、D正确，A、C错误.
11.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
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.
12.(多选)(2020·莱州一中高二月考)18 g的水，18 g的水蒸气，32 g的氧气，在它们的温度都是100 ℃时A.它们的分子数目相同，分子的平均动能不相同，氧气的分子平均动能大B.它们的分子数目相同，分子的平均动能相同C.它们的分子数目相同，它们的内能不相同，水蒸气的内能比水大D.它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同
解析 水和水蒸气的相对分子质量相同，摩尔质量相同，故分子数相同，为N1＝N2＝ ×6.02×1023＝6.02×1023个，32 g的氧气分子数为N3＝×6.02×1023＝6.02×1023个，故N1＝N2＝N3.温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动能相同，内能包括分子势能和分子热运动动能，故内能不相同，水蒸气的内能比水大，B、C正确，A、D错误.
A.乙分子的加速度减小B.乙分子到达r0处时速度最大C.分子力对乙一直做正功，分子势能减小D.乙分子在r0处时，分子势能最小
13.(多选)设有甲、乙两分子，如图4，甲固定在O点，r0为其平衡位置间的距离，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴正方向运动，则
解析 从分子力随分子间距的变化曲线可以看出0.5r0处到r0处斥力减小，乙分子的加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，乙分子的加速度先增大后减小，所以A错误；从0.5r0处到r0处乙分子受到向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a＝0，速度最大，所以B正确；当通过r0后分子的引力做负功，分子的势能增大，C错误；
从0.5r0到r0处分子的斥力做正功，分子的势能减小，通过r0后，分子的引力做负功，分子的势能增大，故乙分子在r0处的势能最小，D正确.
14.(多选)(2019·榆林市第一高级中学高二月考)图5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像.由图像判断以下说法中正确的是
A.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
解析 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 ℃的水哪个内能多？
解析 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)一杯100 ℃的开水跟一池塘常温下的水哪个内能多？
解析 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.
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