高中物理人教版3第七章分子動理論單元測試 配套word文檔內(nèi)能16

[目標(biāo)定位]1.知道溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，滲透統(tǒng)計(jì)的方法.2.知道什么是分子勢能，分子勢能隨分子距離變化的關(guān)系．理解分子勢能與物體的體積有關(guān).3.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟物體的物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān).4.能夠區(qū)別內(nèi)能和機(jī)械能．一、分子動能1．定義：由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動而具有的能．2．單個分子的動能由于分子運(yùn)動的無規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個分子的動能大小不一，就是同一個分子，在不同時(shí)刻的動能也是不同的，所以單個分子的動能沒有意義．3．分子的平均動能：所有分子的熱運(yùn)動動能的平均值．(1)溫度是物質(zhì)分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動能增大．(2)雖然同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動的平均動能相同，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．4．溫度的意義(1)宏觀：描述物體的冷熱程度．(2)微觀：分子平均動能的標(biāo)志．深度思考物體分子運(yùn)動的總動能為所有分子熱運(yùn)動動能的總和，試從微觀和宏觀兩個角度分析分子的總動能與哪些因素有關(guān)．答案微觀上：與分子的平均動能和分子數(shù)有關(guān)．宏觀上：由于溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以與物體的溫度和物質(zhì)的量有關(guān)．例1下列關(guān)于物體的溫度與分子動能的關(guān)系，正確的說法是()A．某物體的溫度是0℃，說明物體中分子的平均動能為零B．物體溫度升高時(shí)，每個分子的動能都增大C．物體溫度升高時(shí)，分子平均動能增大D．物體的運(yùn)動速度越大，則物體的溫度越高答案C解析某種氣體溫度是0℃，物體中分子的平均動能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動，A錯誤；當(dāng)溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動加劇，平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大，B錯，C對；物體的運(yùn)動速度越大，物體的動能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動越劇烈，所以物體的溫度不一定高，D錯．1雖然溫度是分子平均動能的標(biāo)志，但是零度0℃時(shí)物體中分子的平均動能卻不為零.2物體內(nèi)分子做無規(guī)則熱運(yùn)動的速度和物體做機(jī)械運(yùn)動的速度是完全不同的兩個概念.針對訓(xùn)練(多選)當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時(shí)，下列說法中正確的是()A．兩種氣體分子的平均動能相等B．氫氣分子的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)動的總動能相等D．兩種氣體分子熱運(yùn)動的平均速率相等答案AB解析因溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以選項(xiàng)A正確；因?yàn)闅錃夥肿雍脱鯕夥肿拥馁|(zhì)量不同，且mH2<mO2，平均動能又相等，所以分子質(zhì)量大的平均速率小，故選項(xiàng)D錯，選項(xiàng)B正確；雖然氣體質(zhì)量和分子平均動能都相等，但由于氣體摩爾質(zhì)量不同，所以分子數(shù)目也就不相等，因此選項(xiàng)C錯．二、分子勢能1．定義：分子間由分子力和分子間的相對位置決定的勢能．2．決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)．(2)微觀上：分子勢能與分子之間的距離有關(guān)．3．分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系分子間距離r＝r0r＞r0，r增大r＜r0，r減小分子力等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功分子力做負(fù)功分子力做負(fù)功分子勢能最小隨分子間距離的增大而增大隨分子間距離的減小而增大分子勢能與分子間的距離的關(guān)系如圖1所示．圖1深度思考試從微觀和宏觀兩個角度分析分子勢能和哪些因素有關(guān)．答案微觀上：與分子間距離和分子數(shù)有關(guān)．宏觀上：與物體的體積和物質(zhì)的量有關(guān)．例2(多選)兩個相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動，直至不能再靠近．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．分子動能先增大，后減小D．分子勢能先增大，后減小E．分子勢能和動能之和不變答案BCE解析由分子動理論的知識，當(dāng)兩個分子相互靠近，直至不能再靠近的過程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以A選項(xiàng)錯誤；分子引力先做正功，然后分子斥力做負(fù)功，分子勢能先減小再增大，分子動能先增大后減小，所以B、C正確，D錯誤；因?yàn)橹挥蟹肿恿ψ龉?，所以分子勢能和分子動能的總和保持不變，E選項(xiàng)正確．1分子勢能的變化情況只與分子力做功相聯(lián)系.分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負(fù)功，分子勢能增大.分子力做功的值等于分子勢能的變化量.2討論分子勢能變化時(shí)，絕不能簡單地由物體體積的增大、減小得出結(jié)論.導(dǎo)致分子勢能變化的原因是分子力做功.例3下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力F和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()答案B解析當(dāng)r＝r0時(shí)引力與斥力的合力為零，即分子力為零，A、D錯；當(dāng)分子間的距離趨于r0時(shí)，分子力做正功，分子勢能減少，r＝r0時(shí)分子勢能最小，B對，C錯．分子勢能圖象問題的解題技巧1要明確分子勢能、分子力與分子間距離關(guān)系圖象中拐點(diǎn)意義的不同.分子勢能圖象的最低點(diǎn)最小值對應(yīng)的距離是分子平衡距離r0，分子力圖象與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示平衡距離r0.2要把圖象上的信息轉(zhuǎn)化為分子間距離，再求解其他問題.三、內(nèi)能1．定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和．2．普遍性：組成任何物體的分子都在做著無規(guī)則的熱運(yùn)動，所以任何物體都具有內(nèi)能．3．相關(guān)因素(1)物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定．(2)分子熱運(yùn)動的平均動能由溫度決定．(3)分子勢能與物體的體積有關(guān)．故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響．4．物態(tài)變化對內(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．此過程中分子的平均動能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化(填“變化”或“不變”)．深度思考(1)結(jié)合影響分子動能和分子勢能的因素，從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些？(2)當(dāng)物體的機(jī)械能為零時(shí)，物體的內(nèi)能是否為零？答案(1)①微觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動能和分子間的距離．②宏觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量、溫度和體積及物態(tài)．(2)不為零．當(dāng)物體的機(jī)械能為零時(shí)，分子熱運(yùn)動不會停止，分子間仍然存在相互作用的引力和斥力，分子有動能和勢能，內(nèi)能不為零．例4下列說法正確的是()A．鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B．物體運(yùn)動的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動的平均動能增大，物體的內(nèi)能增大C．A、B兩物體接觸時(shí)有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體A的內(nèi)能大于物體B的內(nèi)能D．A、B兩物體的溫度相同時(shí)，A、B兩物體的內(nèi)能可能不同，分子的平均速率也可能不同答案D解析鐵塊熔化成鐵水的過程中要吸收熱量，所以內(nèi)能增加，故A錯；兩物體溫度相同，內(nèi)能可能不同，分子的平均動能相同，但由eq\x\to(E)k＝eq\f(1,2)meq\x\to(v)2知，平均速率eq\x\to(v)可能不同，故D對；有熱量從A傳到B，只說明A的溫度高，內(nèi)能大小還要看它們的總分子數(shù)和分子勢能這些因素，故C錯；機(jī)械運(yùn)動的速度增大，動能增加，與分子熱運(yùn)動的平均動能無關(guān)系，內(nèi)能也不一定增加，故B錯．溫度、內(nèi)能和熱量的區(qū)別(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動能的標(biāo)志．(2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和．(3)熱量指在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少，等于物體內(nèi)能的變化量．(4)內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系內(nèi)能機(jī)械能對應(yīng)的運(yùn)動形式微觀分子熱運(yùn)動宏觀物體機(jī)械運(yùn)動常見的能量形式分子動能、分子勢能物體動能、重力勢能或彈性勢能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度和體積及物態(tài)物體的機(jī)械運(yùn)動的速度、相對于零勢能面的高度或彈性形變量大小永遠(yuǎn)不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1．(分子動能與溫度)下列有關(guān)“溫度”的概念的說法中正確的是()A．溫度反映了每個分子熱運(yùn)動的劇烈程度B．溫度是分子平均動能的標(biāo)志C．一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，內(nèi)能增加，溫度一定升高D．溫度升高時(shí)物體的每個分子的動能都將增大答案B解析溫度是分子平均動能的標(biāo)志，而對某個確定的分子來說，其熱運(yùn)動的情況無法確定，不能用溫度反映．故A、D錯，B對；溫度不升高而僅使分子的勢能增加，也可以使物體內(nèi)能增加，冰熔化為同溫度的水就是一個例證，故C錯．2．(分子勢能與分子力做功)(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2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)分子勢能為零，下列說法正確的是()圖2A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動能減小，勢能也減小C．在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，動能最大D．在r＝r0時(shí)，分子勢能為零E．分子動能和勢能之和在整個過程中不變答案ACE解析由圖可知：在r>r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項(xiàng)A正確；在r<r0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做負(fù)功，分子勢能增加，分子動能減小，故選項(xiàng)B錯誤；在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，動能最大，故選項(xiàng)C正確；在r＝r0時(shí)，分子勢能最小，但不為零，故選項(xiàng)D錯誤；在整個相互接近的過程中，分子動能和勢能之和保持不變，故選項(xiàng)E正確．故正確選項(xiàng)為A、C、E.3．(分子勢能與分子力做功)下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是()A．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小答案C解析當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距離增大，分子力減小，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以A、B不正確；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離減小，分子力增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，所以C正確，D不正確．4．(物體的內(nèi)能與機(jī)械能)下列關(guān)于物體內(nèi)能的說法正確的是()A．同一個物體，運(yùn)動時(shí)比靜止時(shí)的內(nèi)能大B．1kg0℃的水的內(nèi)能比1kg0℃的冰的內(nèi)能大C．靜止的物體的分子平均動能為零D．物體被舉得越高，其分子勢能越大答案B解析物體的內(nèi)能與其宏觀運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，A錯；1kg0℃的水變成1kg0℃的冰要放出熱量，故1kg0℃的水的內(nèi)能大，B對；靜止的物體的動能為零，但分子在永不停息地運(yùn)動，其分子平均動能不為零，同理被舉高的物體，勢能增加，但其體積不變，分子勢能不變，故C、D錯.題組一分子動能與溫度1．下列關(guān)于物體的溫度、內(nèi)能和熱量的說法中正確的是()A．物體的溫度越高，所含熱量越多B．物體的內(nèi)能越大，所含熱量越多C．物體的溫度越高，它的分子熱運(yùn)動的平均動能越大D．物體的溫度不變，其內(nèi)能就不變答案C解析分子熱運(yùn)動的平均動能只與溫度有關(guān)，溫度越高，分子熱運(yùn)動的平均動能越大，內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度和體積共同決定，并且內(nèi)能是狀態(tài)量，而熱量是過程量，它表示由于熱傳遞而引起的內(nèi)能變化過程中轉(zhuǎn)移的能量．2．若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中，溫度保持不變，體積增大，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法中正確的是()A．氣體分子間的作用力增大B．氣體分子的平均速率增大C．氣體分子的平均動能減小D．氣體分子的平均動能不變答案D解析氣體在上升的過程中，溫度不變，分子的平均動能不變，平均速率不變，體積增大，分子間的作用力減小，氣體的分子勢能增大．3．(多選)下列關(guān)于分子動能的說法，正確的是()A．物體的溫度升高，每個分子的動能都增加B．物體的溫度升高，分子的平均動能增加C．如果分子的質(zhì)量為m，平均速率為v，則平均動能為eq\f(1,2)mv2D．分子的平均動能等于物體內(nèi)所有分子的動能之和與所有分子的總數(shù)之比答案BD解析溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動能增加，但是其中個別分子的動能卻有可能減小，A錯，B對；分子的平均動能等于物體內(nèi)所有分子的動能之和與所有分子總數(shù)的比值，所以C錯，D對．題組二分子勢能與分子力的功4．分子間距增大時(shí)，分子勢能將()A．增大B．減小C．不變D．不能確定答案D解析分子勢能的變化與分子力做功緊密聯(lián)系．當(dāng)分子力做正功時(shí)，分子勢能減??；當(dāng)分子力做負(fù)功時(shí)，分子勢能增大．(1)當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的作用力為引力，分子間距離增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增大．(2)當(dāng)r<r0時(shí)，分子間的作用力為斥力，分子間距離增大時(shí)，分子力做正功，分子勢能減?。?jīng)以上分析可知D選項(xiàng)正確．5．在兩個分子間的距離由r0(平衡位置)變?yōu)?0r0的過程中，關(guān)于分子間的作用力F和分子間的勢能Ep的說法中，正確的是()A．F不斷減小，Ep不斷減小B．F先增大后減小，Ep不斷增大C．F不斷增大，Ep先減小后增大D．F、Ep都是先減小后增大答案B解析分子間距r＝r0時(shí)，分子力F＝0；隨r的增大，分子力表現(xiàn)為引力，F(xiàn)≠0；當(dāng)r＝10r0時(shí)，F(xiàn)＝0，所以F先增大后減?。诜肿娱g距由r0至10r0的過程中，始終克服分子引力做功，所以分子勢能一直增大，所以選項(xiàng)B正確．6．(多選)如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示．圖中分子勢能的最小值為－E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是()圖1A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，加速度最大B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，其動能為E0C．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)動范圍為x≥x1答案BD解析分子勢能最小時(shí)，分子處于平衡位置，所以P點(diǎn)是分子的平衡位置．乙分子在P點(diǎn)的加速度為零，故選項(xiàng)A、C錯誤，選項(xiàng)B正確；由于兩分子所具有的總能量為零，而Q點(diǎn)的分子勢能為零，故選項(xiàng)D正確．7．如圖2所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O處，乙分子位于x軸上，甲分子對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軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()圖2A．乙分子由a到b做加速運(yùn)動，由b到c做減速運(yùn)動B．乙分子由a到c做加速運(yùn)動，到達(dá)c時(shí)速度最大C．乙分子由a到c的過程，動能先增大后減小D．乙分子由b到d的過程，兩分子間的分子勢能一直增加答案B解析乙分子由a運(yùn)動到c的過程，一直受到甲分子的引力作用而做加速運(yùn)動，到c時(shí)速度達(dá)到最大，而后受到甲分子的斥力做減速運(yùn)動，A錯誤，B正確；乙分子由a到c的過程所受引力做正功，分子勢能一直減小，分子的動能一直增大，C錯誤；乙分子由b到d的過程中，先是引力做正功，分子勢能減小，后來克服斥力做功，分子勢能增加，D錯誤．題組三物體的內(nèi)能與機(jī)械能8．(多選)關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能，下列說法正確的是()A．物體的機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能卻可能增加B．物體的內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然會減少C．物體內(nèi)能為零時(shí)，機(jī)械能可以不為零D．物體的機(jī)械能為零時(shí)，內(nèi)能可以不為零答案AD解析在空中下降的物體由于克服空氣阻力做功，機(jī)械能損失，因摩擦物體的溫度升高，內(nèi)能增加，A正確；物體靜止時(shí)，溫度