1.4 分子动能和分子势能 课前导学 2024-2025学年人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

1.4 分子动能和分子势能
基础知识导学
一、知道分子动能
1、思考：运动的足球具有动能，那运动的分子呢？
2、总结：分子动能
(1)定义：由于分子永不停息地做_______而具有的能。单个分子动能没有意义
(2)分子的平均动能：所有分子的热运动动能的________。
①______是物质分子平均动能的标志，______升高，分子的平均动能增大。
②虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能______，但由于不同物质的分子质量不尽相同，平均速率大小一般________。
任务二、了解分子势能
1、类比思考：分子间有势能吗？
(
G
)
2、总结：分子势能
定义：分子间存在相互作用力，分子组成的系统具有 。
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：分子势能与分子间的 有关。
3、分子势能与分子间距离的关系
(1)当r>r0时，分子力表现为 ，若r增大，需克服引力做功，分子势能 。
(2)当r(3)当r＝r0时，分子力为零，分子势能 。
r=无穷远 Ep=0
任务三、理解物体内能
1、定义：物体中所有分子的 与 的总和，单个分子内能没有意义。
2、决定因素：物体的内能跟物体的机械运动状态无关．与 有关
(1)在微观上，物体的内能取决于物体所含分子的 、分子的 和分子间的距离；
(2)在宏观上，物体的内能取决于物体所含物质的 、 和 ．
3、气体内能只由物质的量和温度决定，分子势能为
基础小题试练
1.温度不同的两块金属接触，达到热平衡后，下列物理量一定相同的是( )
A.内能 B.分子平均动能 C.分子势能 D.分子平均速率
2.以下关于分子动理论的说法中不正确的是( )
A.物质是由大量分子组成的
B.分子很小，其直径的数量级一般为
C.时水已经结为冰，部分水分子已经停止了热运动
D.求分子间的距离常用立方体模型，对于固体或液体摩尔体积与阿伏加德罗常量比值可以作为一个分子体积
3.关于分子动理论，下列说法正确的是( )
A.布朗运动是固体分子无规则热运动的反映
B.温度是分子内能的标志，温度越高，分子内能越大
C.分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D.有人吸烟时，就会看到烟雾在空中弥漫，这是分子的无规则运动
4.关于内能，下列说法中不正确的是( )
A.若把氢气和氧气看成理想气体，则具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气的内能不相等
B.相同质量的0℃水的分子势能比0℃冰的分子势能大
C.物体吸收热量后，内能一定增加
D.一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能
5.如图所示，这是两分子系统的分子势能与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是( )
A.当时，分子间的作用力为零
B.当时，分子间的作用力表现为引力
C.当r由变到的过程中，分子力逐渐变大
D.当r由变到的过程中，分子势能减小
答案以及解析
1.答案：B
解析：这两块金属质量不一定相同，分子势能和内能不一定相同,故选项A、C错误.温度是分子平均动能的标志.温度不同的两块金属接触,达到热平衡后,温度相同，分子的平均动能相同,但这两块金属的分子质量不确定,所以分子平均速率也不确定，故选项B正确，选项D错误.
2.答案：C
解析：A.物质是由大量分子组成的，故A正确；
B.物质是由分子组成的，它无法直接被人类的肉眼观察到，需要借助显微镜等工具才可以观察，因为它直径数量级一般为，故B正确；
C.分子永不停息地做无规则热运动，即使水结为冰，水分子不会停止热运动，故C错误；
D.由固体、液体物质的摩尔体积与阿伏伽德罗常数可以近似计算每个分子的体积，故D正确.
3.答案：C
解析：A.布朗运动是悬浮在液体中的微粒做的无规则的运动，是液体分子无规则热运动的反映，选项A错误；
B.温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大，选项B错误；
C.分子同相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C正确；
D.分子的无规则运动都是肉眼不可直接见到的，烟雾可见，所以不是分子无规则运动，选项D错误。
故选C。
4.答案：C
解析：具有相同体积、相同质量和相同温度的氢气和氧气，分子的平均动能相等，氢气分子数较多,内能较大，选项A正确;0℃的水和0℃的冰的温度相同，分子平均动能相同，由于0℃的冰需要吸收热量才能融化为0℃的水,根据能量守恒定律，相同质量的0℃的水的分子势能比0℃的冰的分子势能大，选项B正确;根据热力学第一定律,物体吸收热量，若同时对外做功，其内能不一定增加,选项C错误;一定质量的100℃的水吸收热量后变成100℃的水蒸气,由于体积增大，对外做功,根据热力学第一定律，吸收的热量等于气体对外做的功和增加的内能，所以吸收的热量大于增加的内能,选项D正确。
5.答案：D
解析：A.由图可知，当时，分子势能为最小，分子间的作用力为零，故A错误；B.当时，随着分子间距离的增大，分子势能逐渐减小，说明分子间为斥力；当时，分子间距离增大，分子势能增大，此时分子间的作用力为引力，故B错误；C.当r由变到的过程中，分子间的距离逐渐增大，作用力逐渐变小，故C错误；D.由图可知当r由变到的过程中，分子势能是逐渐减小的，故D正确。故选D。