人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案3：1 4 分子動(dòng)能與分子勢(shì)能

人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊(cè)PAGE試卷第=1頁(yè)，總=sectionpages33頁(yè)P(yáng)AGE11.4分子動(dòng)能和分子勢(shì)能〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志.2.明確分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系.3.理解內(nèi)能的概念及其決定因素．〖知識(shí)梳理〗一、分子動(dòng)能1、分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量．2、單個(gè)分子的動(dòng)能(1)定義：組成物體的每個(gè)分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此分子具有動(dòng)能．(2)由于分子運(yùn)動(dòng)的無(wú)規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義．3、分子的平均動(dòng)能(1)定義：物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能的平均值．(2)決定因素：物體的溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．溫度升高的物體，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的．4．物體內(nèi)分子的總動(dòng)能物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是指所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能總和，它等于分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子數(shù)的乘積．物體內(nèi)分子的總動(dòng)能與物體的溫度和所含分子總數(shù)有關(guān)．二、分子勢(shì)能1．分子力、分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系(如圖所示)分子間距離rr＝r0r>r0r<r0分子力F等于零表現(xiàn)為引力表現(xiàn)為斥力分子力做功W分子間距增大時(shí)，分子力做負(fù)功分子間距減小時(shí)，分子力做負(fù)功分子勢(shì)能Ep最小隨分子間距的增大而增大隨分子間距的減小而增大2.分子勢(shì)能的特點(diǎn)由分子間的相對(duì)位置決定，隨分子間距離的變化而變化．分子勢(shì)能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)．3．分子勢(shì)能的影響因素(1)宏觀上：分子勢(shì)能跟物體的體積有關(guān)．(2)微觀上：分子勢(shì)能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢(shì)能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的．三、物體的內(nèi)能1．物體的內(nèi)能：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．任何物體都具有內(nèi)能．2．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(dòng)的平均動(dòng)能與溫度有關(guān)．(3)分子勢(shì)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．3．溫度、內(nèi)能和熱量的比較(1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志．(2)內(nèi)能是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．(3)熱量指在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少．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(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式微觀分子熱運(yùn)動(dòng)宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)常見的能量形式分子動(dòng)能、分子勢(shì)能物體動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能影響因素物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài)物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對(duì)于零勢(shì)能面的高度、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5.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．隨堂演練一、單選題1．根據(jù)分子動(dòng)理論知，物質(zhì)分子之間的距離為r0時(shí)，分子所受的斥力和引力相等，以下關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是（）A．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子具有最大勢(shì)能B．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，分子具有最小勢(shì)能C．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，引力和斥力都是最大值D．當(dāng)分子間距離為r0時(shí)，引力和斥力都是最小值2．兩分子間距離時(shí)分子間作用力為零，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為正值B．取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為正值C．取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為負(fù)值D．取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為負(fù)值3．關(guān)于分子和分子力、分子勢(shì)能，下列說法正確的是（）A．分子間距離增大，分子勢(shì)能一定增大B．分子間距離等于平衡位置距離時(shí)，分子勢(shì)能不一定最小C．分子之間一定同時(shí)存在引力和斥力D．氣體分子之間的距離很大，其分子之間的作用力不可忽略4．關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正確的是（）A．當(dāng)一個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)能一定增加B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而先減小后增大C．懸浮在液體中的顆粒越小，小顆粒受到各個(gè)方向液體分子的沖擊力就越不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯D．物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例與溫度無(wú)關(guān)5．下列說法正確的是（）A．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)B．分子間距離越大，分子勢(shì)能越大；分子間距離越小，分子勢(shì)能也越小C．分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小D．若某氣體摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則該氣體的分子體積為6．兩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(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說法正確的是（）A．在r>r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小B．在r<r0階段，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能減小C．在r<r0階段，F(xiàn)做正功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能減小D．在r=r0時(shí)，分子勢(shì)能為零二、填空題7．分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示，r=r1時(shí)，F(xiàn)=0。分子間勢(shì)能由r決定，規(guī)定兩分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)分子間的勢(shì)能為零。若一分子固定于原點(diǎn)O，另一分子從距O點(diǎn)很遠(yuǎn)處向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，在兩分子間距減小到r2的過程中，勢(shì)能_____（填“減小“不變”或“增大”）；在間距由r2減小到r1的過程中，勢(shì)能_____（填“減小”“不變”或“增大”）；在間距等于r1處，勢(shì)能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。三、解答題8．在長(zhǎng)期的科學(xué)實(shí)踐中，人類已經(jīng)建立起各種形式的能量概念及其量度的方法，其中一種能量是勢(shì)能．勢(shì)能是由于各物體間存在相互作用而具有的、由各物體間相對(duì)位置決定的能．如重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、分子勢(shì)能、電勢(shì)能等．如圖所示，a、b為某種物質(zhì)的兩個(gè)分子，以a為原點(diǎn)，沿兩分子連線建立x軸．如果選取兩個(gè)分子相距無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)的勢(shì)能為零，則作出的兩個(gè)分子之間的勢(shì)能Ep與它們之間距離x的Ep-x關(guān)系圖線如圖所示．（1）假設(shè)分子a固定不動(dòng)，分子b只在ab間分子力的作用下運(yùn)動(dòng)（在x軸上）．當(dāng)兩分子間距離為r0時(shí)，b分子的動(dòng)能為Ek0（Ek0<Ep0）．求a、b分子間的最大勢(shì)能Epm；（2）利用圖，結(jié)合畫圖說明分子b在x軸上的運(yùn)動(dòng)范圍．人教版（新教材）高中物理選擇性必修第三冊(cè)PAGE8▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁1．B〖詳析〗AB．當(dāng)r＞r0時(shí)，分子間的作用力為引力，隨著分子間距離的減小，分子引力做正功，分子勢(shì)能減小，r＜r0時(shí)，分子間的作用力為斥力，隨分子間距離的減小，分子斥力做負(fù)功，分子勢(shì)能增加，故當(dāng)分子間距r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能具有最小值，A錯(cuò)誤，B正確；CD．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的減小而增大，r＝r0時(shí)分子引力和斥力大小相等，既不是最大值，也不是最小值，CD錯(cuò)誤；故選B。2．D〖詳析〗A．當(dāng)時(shí)，分子勢(shì)能最小，若取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為正值，故A正確，不符合題意；B．當(dāng)時(shí)，分子勢(shì)能最小，若取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為正值，故B正確，不符合題意；C．當(dāng)時(shí)，分子力趨于零，則分子勢(shì)能趨于零，取時(shí)為分子勢(shì)能的零勢(shì)能點(diǎn)，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能為負(fù)值，故C正確，不符合題意；D．當(dāng)時(shí)，分子力趨于零，則分子勢(shì)能趨于零，則當(dāng)時(shí)分子勢(shì)能有正有負(fù)，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。3．C〖詳析〗A．若分子間距離從小于平衡位置處開始增大至平衡位置時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，做正功，分子勢(shì)能減小，故A錯(cuò)誤；B．分子間距離等于平衡位置距離時(shí)，分子力為零，分子勢(shì)能一定最小，故B錯(cuò)誤；C．分子之間一定同時(shí)存在引力和斥力，故C正確；D．若氣體分子之間的距離很大，其分子之間的作用力可以忽略，故D錯(cuò)誤。故選C。4．C〖詳析〗A．物體宏觀的動(dòng)能和微觀的內(nèi)能沒有沒有必然的聯(lián)系，因此宏觀的動(dòng)能增加，內(nèi)能的變化不能確定。所以A錯(cuò)誤；B．當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距離減小時(shí)，分子力做負(fù)功；故分子勢(shì)能隨分子間距離的減小而增大，所以B錯(cuò)誤；C．懸浮在液體中的顆粒越小，各個(gè)方向的液體分子對(duì)顆粒沖力的平均效果互相不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，所以C正確；D．根據(jù)麥克斯韋統(tǒng)計(jì)規(guī)律可知，物體內(nèi)熱運(yùn)動(dòng)速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例與溫度有關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。5．C〖詳析〗A．?dāng)U散現(xiàn)象是分子運(yùn)動(dòng)造成的一種物理現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．分子間作用力為引力時(shí)，分子間距離越大，分子勢(shì)能越大；分子間作用力為斥力時(shí)，分子間距離越大，分子勢(shì)能越??；故B錯(cuò)誤；C．分子之間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，故C正確；D．若某氣體摩爾體積為V，阿伏加德羅常數(shù)用NA表示，則每個(gè)氣體分子平均所占據(jù)的空間體積為，分子的體積則小于，故D錯(cuò)誤。故選C。6．A〖詳析〗A．r0為分子間的平衡距離，在r>r0階段，分子力表現(xiàn)為引力，相互靠近時(shí)F做正功，分子動(dòng)能增加，勢(shì)能減小，故A正確；BC．當(dāng)r<r0時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，F(xiàn)做負(fù)功，分子動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，故BC錯(cuò)誤；D．在r=r0時(shí)，分子勢(shì)能最小，小于零，故D錯(cuò)誤。故選A。7．減小減小小于〖詳析〗〖1〗從距點(diǎn)很遠(yuǎn)處向點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，兩分子間距減小到的過程中，分子間體現(xiàn)引力，引力做正功，分子勢(shì)能減?。弧?〗在的過程中，分子間