(共42张PPT)
第一章 分子动理论
第4节 分子动能和分子势能
[学习目标]
1．知道分子热运动的动能跟温度有关。知道温度是分子热运动平均动能的标志。
2．掌握分子势能的概念，理解分子力做功对应分子势能的变化。知道分子势能跟物体体积有关。
3．理解分子势能与分子间距离的变化关系曲线。
4．知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关。
知识点1 分子动能和分子势能
分子能量
比较内容 分子动能 分子势能
定义 分子_____________而具有的能 由分子力和分子间____________决定的能
大小决定因素 物质的______是分子热运动平均动能的标志 宏观上与物体的______有关，微观上与_______________有关
无规则运动
相对位置
温度
体积
分子间距离
[判一判]
1．(1)温度高的物体，分子的平均动能一定大。( )
(2)温度升高时，物体的每个分子的动能都将增大。( )
(3)分子势能可以为正值、负值、零。( )
√
×
√
知识点2 物体的内能
1．定义：物体中____________的热运动动能与____________的总和。
2．决定因素
(1)分子总个数由物体物质的量决定。
(2)分子热运动的平均动能由______决定。
(3)分子势能宏观上与物体的______有关。
(4)物体的内能由____________、______、______共同决定。
所有分子
分子势能
温度
体积
物质的量
温度
体积
3．内能的普遍性：因为一切物体都是由不停地做无规则_________且相互作用着的分子所组成的，所以任何物体都具有内能。
热运动
[判一判]
2．(1)一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能。( )
(2)当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化。( )
(3)温度高的物体一定比温度低的物体内能大。( )
×
×
×
√
√
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，A错误，B正确；
2．(分子势能)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。
3．(物体的内能)(2024·山东菏泽阶段练)关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同
B．物体的内能改变时温度也一定改变
C．内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零
D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
√
探究一 分子动能
1．单个分子的动能
(1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。
(2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化。
(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义。
2．分子的平均动能
(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义，温度升高,分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，个别分子的动能也可能减小，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。
(2)虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，平均速率大小一般不相同。
3．分子的总动能
分子的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和物体所含的分子数目有关。
【例1】 关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是 ( )
A．某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小
C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高
√
[解析] 温度是分子平均动能的标志。温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错误；
温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错误；
物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确；
物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，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D错误，B正确；
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，分子数目不相等，分子总动能不相等，故C错误。
[针对训练1] 有甲、乙两种不同的气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内分子平均速率大，则( )
A．甲气体的温度一定高于乙气体的温度
B．甲气体的温度一定低于乙气体的温度
C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D．甲气体的每个分子都比乙气体的分子运动得快
√
解析：气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关。本题涉及两种不同气体(分子质量不同)，它们的分子质量无法比较，因而无法比较两种气体温度的高低，A、B错误，C正确；
速率的平均值大，并不一定每个分子运动得都快，D错误。
[针对训练2] 一块10 ℃的铁与一块10 ℃的铝相比，以下说法中正确的是( )
A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等
B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等
C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等
D．以上说法均不正确
√
解析：两物体温度相等，说明它们的分子平均动能相等，因为温度是分子热运动平均动能的标志；由于没有说明铁与铝的质量，只有当它们所含分子数目一样，分子总动能才相等，故A错误；
分子平均动能相等，但对每个分子而言，它运动的速率是变化的，且每个分子的速率都是不同的，有快的也有慢的，所以每个分子的动能相等的说法不正确，故B错误；
1．分子势能
由于分子间存在着相互作用力，所以分子间也有相互作用的势能，这就是分子势能。其大小由分子间的相对位置决定。
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。
探究二 分子势能
3．分子势能与分子间距离的关系
分子势能的大小与分子间的距离有关，距离发生变化时，分子力要做功,分子势能发生变化。分子势能随分子间距离的变化情况如图所示(取无穷远处Ep为0)。
(1)当分子间的距离r＞r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当分子间的距离r＜r0时，分子势能随分子间距离的减小而增大。
(3)当r＝r0时，分子势能最小，但不为零。
4．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】 (2024·江苏扬州期中)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为－E0，若两分子所具有的总能量为0，下列说法正确的是( )
A．乙分子的运动范围为x≥x1
B．乙分子在Q点(x＝x1)时，其动能最大
C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态
D．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大
√
[解析] 两分子的能量包括分子势能与分子动能，由于两分子所具有的总能量为0，而分子的动能不可能为负值，可知在运动过程中，分子的势能为0或者为负值，即乙分子的运动范围为x≥x1，故A正确；
乙分子在Q点(x＝x1)时，分子势能为0，根据上述可知其动能为0，故B错误；
乙分子在P点时，分子势能最小，则该位置为平衡位置，乙分子在Q点(x＝x1)时，间距小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，故C错误；
乙分子在P点时，分子势能最小，则该位置为平衡位置，此时分子的加速度为0，故D错误。
【例4】 (2022·江苏徐州高二期末)有两个分子M、N，固定M，将N由静止释放，N仅在分子力作用下远离M，其速度和位移的图像如图所
示，则( )
A．N由x＝0到x＝x2过程中，M、N间作用力先表现为引力后表现为斥力
B．N由x＝x1到x＝x2过程中，N的加速度一直减小
C．N由x＝0到x＝x2过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大
D．N在x＝x1时，M、N间分子力最大
√
[解析] 由题图可知，在x＝x1处N分子的动能最大，则分子力做功最
多，分子势能最小，则x＝x1处为平衡位置，此时分子力为零，当x时，分子力表现为斥力，x>x1时，分子力表现为引力。N由x＝0到x＝x2过程中，M、N间作用力先表现为斥力后表现为引力，A错误；
由v－t图像的斜率表示加速度，加速度先增大后减小，B错误；
N由x＝0到x＝x2过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大，C正确；
N在x＝x1时，M、N间分子力为零，D错误。
[针对训练3]两分子间的斥力与引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，则下列说法正确的是( )
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能和分子势能均增大
B．在r＜r0阶段，分子势能先增大后减小
C．在r＝r0时，分子势能为零，动能最大
D．在r＝r0时，分子引力和分子斥力大小相等
√
解析：在r＞r0阶段，分子力表现为引力，相互接近过程中，F做正功，分子动能增大，分子势能减小，所以A错误；
在r＜r0阶段，分子力表现为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子势能逐渐增大，所以B错误；
由于在r＞r0阶段，分子力表现为引力，相互接近过程中，F做正功，分子势能减小，在r＜r0阶段，分子力表现为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子势能逐渐增大，则在r＝r0时，分子势能最小，且一定小于0,动能最大，所以C错误；
在r＝r0时，分子引力和分子斥力大小相等，分子间作用力的合力为0，所以D正确。
探究三 物体的内能
1．对物体内能的理解
(1)内能的特点
①内能是物体具有的，不是某个分子具有的，讨论某个分子的内能毫无意义。
②任何物体的分子都在做无规则的热运动，分子间都有相互作用，所以任何物体都有内能，或者说任何物体的内能都不为零。
③物体内能与物体的机械运动状态、位置等因素无关，但受物态变化的影响。
(2)影响物体内能的因素
①微观决定因素：分子的势能、分子的平均动能、分子的个数。
②宏观决定因素：物体的体积、温度、物质的量。
2．内能与机械能的区别和联系
项目 内能 机械能
区别 对应的运
动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动
能量常
见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能或弹性势能
能量存
在原因 由物体内大量分子的热运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动和物体形变或被举高
项目 内能 机械能
区别 影响因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度或弹性形变)
是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
【例5】关于机械能和内能，下列说法中正确的是( )
A．机械能大的物体，其内能一定很大
B．物体的机械能损失时，内能却可能增大
C．物体的内能损失时，机械能必然减小
D．物体的内能为零时，机械能可以不为零
√
[解析] 机械能和内能是两种不同形式的能，机械能包括物体的动能、重力势能和弹性势能；而内能是指所有分子动能和分子势能之和，与物体的温度、体积和物质的量有关；机械能大的物体其内能不一定大，机械能损失时，其内能可能增大、不变或减小，故A错误，B正确；
物体具有机械能的大小与物体内能的大小无直接关系，物体的内能损失时，机械能可能增大、不变或减小，故C错误；
由分子动理论知，物体的内能不能为零，机械能可以为零也可以不为零,故D错误。
[针对训练4] (多选)一辆运输瓶装氧气的货车，由于某种原因，司机紧急刹车，最后停下来，则下列说法不正确的是( )
A．汽车机械能增大，氧气内能增大
B．汽车机械能减小，氧气内能减小
C．汽车机械能减小，氧气内能不变
D．汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能增大
√
√
[针对训练5] (多选)(2024·广东江门期中)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是( )
A．某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零
B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大，但引力增大得更快，所以分子力表现为引力
D．质量相同时，100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能
√
√
解析：某物体的温度是0 ℃，但是分子的热运动没有停止，即物体中分子的平均动能不为零，故A错误；
温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势能以及分子的个数有关，所以内能不一定增大，故B正确；
当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故C错误；
质量相同时，100 ℃水的分子的平均动能等于100 ℃ 水蒸气的分子的平均动能，但100 ℃水的分子势能小于100 ℃水蒸气的分子势能，所以质量相同时，100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能，故D正确。第4节 分子动能和分子势能
[学习目标]
1．知道分子热运动的动能跟温度有关。知道温度是分子热运动平均动能的标志。
2．掌握分子势能的概念，理解分子力做功对应分子势能的变化。知道分子势能跟物体体积有关。
3．理解分子势能与分子间距离的变化关系曲线。
4．知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关。
INCLUDEPICTURE "知识梳理.TIF"
知识点1 分子动能和分子势能
分子能量比较内容 分子动能 分子势能
定义 分子无规则运动而具有的能 由分子力和分子间相对位置决定的能
大小决定因素 物质的温度是分子热运动平均动能的标志 宏观上与物体的体积有关，微观上与分子间距离有关
[判一判]
1．(1)温度高的物体，分子的平均动能一定大。( )
(2)温度升高时，物体的每个分子的动能都将增大。( )
(3)分子势能可以为正值、负值、零。( )
提示：(1)√ (2)× (3)√
知识点2 物体的内能
1．定义：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。
2．决定因素
(1)分子总个数由物体物质的量决定。
(2)分子热运动的平均动能由温度决定。
(3)分子势能宏观上与物体的体积有关。
(4)物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定。
3．内能的普遍性：因为一切物体都是由不停地做无规则热运动且相互作用着的分子所组成的，所以任何物体都具有内能。
[判一判]
2．(1)一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能。( )
(2)当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化。( )
(3)温度高的物体一定比温度低的物体内能大。( )
提示：(1)× (2)× (3)×
INCLUDEPICTURE "基础自测.TIF"
1．(分子动能)(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，分子的总动能增加
C．如果分子的质量为m，平均速率为v，则平均动能为mv2
D．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：选BD。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，A错误，B正确；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，而不是用mv2计算，C错误，D正确。
2．(分子势能)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：选C。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。
3．(物体的内能)(2024·山东菏泽阶段练)关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A．相同质量的两种物质，升高相同的温度，内能的增加量一定相同
B．物体的内能改变时温度也一定改变
C．内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零
D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
答案：D
探究一 分子动能
INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF"
1．单个分子的动能
(1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。
(2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子的动能大小不同，并且时刻在变化。
(3)热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子的动能没有实际意义。
2．分子的平均动能
(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义，温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，个别分子的动能也可能减小，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。
(2)虽然同一温度下，不同物质的分子热运动的平均动能相同，但由于不同物质的分子质量不尽相同，平均速率大小一般不相同。
3．分子的总动能
分子的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和，它等于分子的平均动能与分子数的乘积，即它与物体的温度和物体所含的分子数目有关。
INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF"
【例1】 关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是 ( )
A．某种物体的温度是0 ℃，说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小
C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
D．物体的运动速度越快，则物体的温度越高
[解析] 温度是分子平均动能的标志。温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错误；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错误；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确；物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错误。
[答案] C
【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D错误，B正确；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，分子数目不相等，分子总动能不相等，故C错误。
[答案] AB
[针对训练1] 有甲、乙两种不同的气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内分子平均速率大，则( )
A．甲气体的温度一定高于乙气体的温度
B．甲气体的温度一定低于乙气体的温度
C．甲气体的温度可能高于也可能低于乙气体的温度
D．甲气体的每个分子都比乙气体的分子运动得快
解析：选C。气体温度是气体分子平均动能的标志，而分子的平均动能不仅与分子的平均速率有关，还与分子的质量有关。本题涉及两种不同气体(分子质量不同)，它们的分子质量无法比较，因而无法比较两种气体温度的高低，A、B错误，C正确；速率的平均值大，并不一定每个分子运动得都快，D错误。
[针对训练2] 一块10 ℃的铁与一块10 ℃的铝相比，以下说法中正确的是( )
A．铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等
B．铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等
C．铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等
D．以上说法均不正确
解析：选D。两物体温度相等，说明它们的分子平均动能相等，因为温度是分子热运动平均动能的标志；由于没有说明铁与铝的质量，只有当它们所含分子数目一样，分子总动能才相等，故A错误；分子平均动能相等，但对每个分子而言，它运动的速率是变化的，且每个分子的速率都是不同的，有快的也有慢的，所以每个分子的动能相等的说法不正确，故B错误；虽然分子的平均动能相等，但铁分子、铝分子质量不等，因此分子平均速率不等，m铝铁，故C错误，D正确。
探究二 分子势能
INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF"
1．分子势能
由于分子间存在着相互作用力，所以分子间也有相互作用的势能，这就是分子势能。其大小由分子间的相对位置决定。
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．分子势能与分子间距离的关系
分子势能的大小与分子间的距离有关，距离发生变化时，分子力要做功，分子势能发生变化。分子势能随分子间距离的变化情况如图所示(取无穷远处Ep为0)。
(1)当分子间的距离r＞r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大。
(2)当分子间的距离r＜r0时，分子势能随分子间距离的减小而增大。
(3)当r＝r0时，分子势能最小，但不为零。
4．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。
INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF"
【例3】 (2024·江苏扬州期中)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示。图中分子势能的最小值为－E0，若两分子所具有的总能量为0，下列说法正确的是( )
A．乙分子的运动范围为x≥x1
B．乙分子在Q点(x＝x1)时，其动能最大
C．乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态
D．乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大
[解析] 两分子的能量包括分子势能与分子动能，由于两分子所具有的总能量为0，而分子的动能不可能为负值，可知在运动过程中，分子的势能为0或者为负值，即乙分子的运动范围为x≥x1，故A正确；乙分子在Q点(x＝x1)时，分子势能为0，根据上述可知其动能为0，故B错误；乙分子在P点时，分子势能最小，则该位置为平衡位置，乙分子在Q点(x＝x1)时，间距小于平衡位置间距，分子力表现为斥力，故C错误；乙分子在P点时，分子势能最小，则该位置为平衡位置，此时分子的加速度为0，故D错误。
[答案] A
【例4】 (2022·江苏徐州高二期末)有两个分子M、N，固定M，将N由静止释放，N仅在分子力作用下远离M，其速度和位移的图像如图所示，则( )
A．N由x＝0到x＝x2过程中，M、N间作用力先表现为引力后表现为斥力
B．N由x＝x1到x＝x2过程中，N的加速度一直减小
C．N由x＝0到x＝x2过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大
D．N在x＝x1时，M、N间分子力最大
[解析] 由题图可知，在x＝x1处N分子的动能最大，则分子力做功最多，分子势能最小，则x＝x1处为平衡位置，此时分子力为零，当xx1时，分子力表现为引力。N由x＝0到x＝x2过程中，M、N间作用力先表现为斥力后表现为引力，A错误；由v－t图像的斜率表示加速度，加速度先增大后减小，B错误；N由x＝0到x＝x2过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大，C正确；N在x＝x1时，M、N间分子力为零，D错误。
[答案] C
[针对训练3] 两分子间的斥力与引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，则下列说法正确的是( )
A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能和分子势能均增大
B．在r＜r0阶段，分子势能先增大后减小
C．在r＝r0时，分子势能为零，动能最大
D．在r＝r0时，分子引力和分子斥力大小相等
解析：选D。在r＞r0阶段，分子力表现为引力，相互接近过程中，F做正功，分子动能增大，分子势能减小，所以A错误；在r＜r0阶段，分子力表现为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子势能逐渐增大，所以B错误；由于在r＞r0阶段，分子力表现为引力，相互接近过程中，F做正功，分子势能减小，在r＜r0阶段，分子力表现为斥力，相互接近过程中，F做负功，分子势能逐渐增大，则在r＝r0时，分子势能最小，且一定小于0，动能最大，所以C错误；在r＝r0时，分子引力和分子斥力大小相等，分子间作用力的合力为0，所以D正确。
探究三 物体的内能
INCLUDEPICTURE "重难整合.TIF"
1．对物体内能的理解
(1)内能的特点
①内能是物体具有的，不是某个分子具有的，讨论某个分子的内能毫无意义。
②任何物体的分子都在做无规则的热运动，分子间都有相互作用，所以任何物体都有内能，或者说任何物体的内能都不为零。
③物体内能与物体的机械运动状态、位置等因素无关，但受物态变化的影响。
(2)影响物体内能的因素
①微观决定因素：分子的势能、分子的平均动能、分子的个数。
②宏观决定因素：物体的体积、温度、物质的量。
2．内能与机械能的区别和联系
项目 内能 机械能
区别 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动
能量常见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能或弹性势能
能量存在原因 由物体内大量分子的热运动和分子间相对位置决定 由物体做机械运动和物体形变或被举高
影响因素 物质的量、物体的温度和体积及物态 物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度或弹性形变)
是否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
INCLUDEPICTURE "典例引领.TIF"
【例5】 关于机械能和内能，下列说法中正确的是( )
A．机械能大的物体，其内能一定很大
B．物体的机械能损失时，内能却可能增大
C．物体的内能损失时，机械能必然减小
D．物体的内能为零时，机械能可以不为零
[解析] 机械能和内能是两种不同形式的能，机械能包括物体的动能、重力势能和弹性势能。而内能是指所有分子动能和分子势能之和，与物体的温度、体积和物质的量有关。机械能大的物体其内能不一定大，机械能损失时，其内能可能增大、不变或减小，故A错误，B正确；物体具有机械能的大小与物体内能的大小无直接关系，物体的内能损失时，机械能可能增大、不变或减小，故C错误；由分子动理论知，物体的内能不能为零，机械能可以为零也可以不为零，故D错误。
[答案] B
[针对训练4] (多选)一辆运输瓶装氧气的货车，由于某种原因，司机紧急刹车，最后停下来，则下列说法不正确的是( )
A．汽车机械能增大，氧气内能增大
B．汽车机械能减小，氧气内能减小
C．汽车机械能减小，氧气内能不变
D．汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能增大
答案：AB
[针对训练5] (多选)(2024·广东江门期中)关于分子动理论和物体的内能，下列说法正确的是( )
A．某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中分子的平均动能为零
B．物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大
C．当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都增大，但引力增大得更快，所以分子力表现为引力
D．质量相同时，100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能
解析：选BD。某物体的温度是0 ℃，但是分子的热运动没有停止，即物体中分子的平均动能不为零，故A错误；温度是分子平均动能的标志，故物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，内能的多少还与分子势能以及分子的个数有关，所以内能不一定增大，故B正确；当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力均减小，故C错误；质量相同时，100 ℃水的分子的平均动能等于100 ℃ 水蒸气的分子的平均动能，但100 ℃水的分子势能小于100 ℃水蒸气的分子势能，所以质量相同时，100 ℃水的内能小于100 ℃水蒸气的内能，故D正确。
INCLUDEPICTURE"分层演练素养达标LLL.TIF"[A级——基础达标练]
1．一个铁球和一个冰球的温度相同，且其质量相等，则( )
A．它们的分子平均动能一定相等
B．它们的分子运动的平均速率一定相等
C．冰球的体积大，水的分子势能大
D．它们的内能一定相等
答案：A
2．下列关于温度、内能和热量的说法正确的是( )
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．物体的内能越大，所含热量越多
C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D．物体的温度不变，它的内能就不变
解析：选C。热量是过程量，“含有热量”的说法是不正确的，故A、B错误；温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大，故C正确；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，物体的温度不变，它的内能不一定不变，故D错误。
3．关于分子力和分子势能，下列说法正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子之间只存在引力
B．当分子间距离为r0 时，分子之间引力和斥力均为零
C．分子之间的斥力随分子间距离的减小而减小
D．当分子间距离为r0 时，分子势能最小
解析：选D。当分子力表现为引力时，分子之间引力和斥力共存，引力大于斥力，故A错误；当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力大小相等，方向相反，故B错误；分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，故C错误；根据分子势能与分子力之间的关系，当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力大小相等，方向相反，分子势能最小，故D正确。
4．(多选)关于分子势能，下列说法正确的是( )
A．分子间作用力表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越小
B．分子间作用力表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小
C．物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化
D．物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小
解析：选AC。分子间的作用力表现为引力时，分子间的距离减小，分子力做正功，分子势能随分子间距离的减小而减小，A正确；分子力表现为斥力时，分子间的距离减小，分子力做负功，分子势能随分子间距离的减小而增大，B错误；物体在热胀冷缩时，物体体积发生变化，说明分子势能发生变化，C正确；物体在做自由落体运动时，物体重力势能减小，但分子势能与重力势能无关，D错误。
5.(2024·北京西城开学考)如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从a处由静止释放，则( )
A.乙分子从a运动到c，分子间作用力一直增大
B．乙分子从a运动到d，分子间作用力先增大后减小再增大
C．乙分子从a运动到d，两分子间的分子势能先增大后减小
D．乙分子从a运动到d，在b点时两分子间的分子势能最小
答案：B
6．关于物体的内能，下列叙述正确的是( )
A．温度高的物体比温度低的物体内能大
B．物体的体积增大时，内能也增大
C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同
D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同
答案：D
7．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：选B。当r＜r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能Ep减小；当r＞r0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B正确。
[B级——能力增分练]
8．(多选)当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1A．分子力先减小后增大
B．分子力先做正功后做负功
C．分子势能先减小后增大
D．分子力为零时，分子势能最小
解析：选BCD。当rr0时，分子力表现为引力，其大小随r增加先增大后减小，且整个过程分子力做负功，分子势能增大，综上可知B、C、D正确，A错误。
9．(多选)设r＝r0时分子间的作用力为零，则一个分子从远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法中正确的是( )
A．r＞r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B．r＝r0时，动能最大，势能最小
C．r＜r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大
D．以上说法不对
解析：选ABC。当r＞r0时，分子力表现为引力，故两分子相互靠近时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大；当r＜r0时，分子力表现为斥力，两分子相互靠近时，分子力做负功，动能减小，因此当r＝r0时，动能最大，势能最小，故A、B、C正确，D错误。
10.(2024·辽宁朝阳阶段练)分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点无限远处向O点运动。下列说法正确的是( )
A．在两分子间距从无限远减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小
B．在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力表现为引力
C．两分子间距等于r1时，分子之间的作用力等于0
D．对于标准状况下的气体，绝大部分分子的间距约为r2
解析：选A。由题图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置r0，所以在两分子间距从无限远处减小到r2的过程中，分子之间的作用力表现为引力且先增大后减小，故A正确；在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力先表现为引力再表现为斥力，故B错误；由题图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置r0，引力与斥力相等，即分子之间的作用力等于0，故C错误；对于标准状况下的气体，其分子间的距离为10r2，故D错误。
11．关于物体的内能，下列说法正确的是( )
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：选A。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。
12．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从A处由静止释放，下图中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是( )
解析：选B。乙分子的运动方向始终不变，故A错误；加速度的大小与力的大小成正比，方向与力的方向相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)[A级——基础达标练]
1．一个铁球和一个冰球的温度相同，且其质量相等，则( )
A．它们的分子平均动能一定相等
B．它们的分子运动的平均速率一定相等
C．冰球的体积大，水的分子势能大
D．它们的内能一定相等
答案：A
2．下列关于温度、内能和热量的说法正确的是( )
A．物体的温度越高，所含热量越多
B．物体的内能越大，所含热量越多
C．物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大
D．物体的温度不变，它的内能就不变
解析：选C。热量是过程量，“含有热量”的说法是不正确的，故A、B错误；温度是分子的平均动能的标志，物体的温度越高，它的分子热运动的平均动能越大，故C正确；物体的内能与物质的量、温度、体积以及物态有关，物体的温度不变，它的内能不一定不变，故D错误。
3．关于分子力和分子势能，下列说法正确的是( )
A．当分子力表现为引力时，分子之间只存在引力
B．当分子间距离为r0 时，分子之间引力和斥力均为零
C．分子之间的斥力随分子间距离的减小而减小
D．当分子间距离为r0 时，分子势能最小
解析：选D。当分子力表现为引力时，分子之间引力和斥力共存，引力大于斥力，故A错误；当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力大小相等，方向相反，故B错误；分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增大，故C错误；根据分子势能与分子力之间的关系，当分子间距离为r0时，分子之间引力和斥力大小相等，方向相反，分子势能最小，故D正确。
4．(多选)关于分子势能，下列说法正确的是( )
A．分子间作用力表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越小
B．分子间作用力表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小
C．物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化
D．物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小
解析：选AC。分子间的作用力表现为引力时，分子间的距离减小，分子力做正功，分子势能随分子间距离的减小而减小，A正确；分子力表现为斥力时，分子间的距离减小，分子力做负功，分子势能随分子间距离的减小而增大，B错误；物体在热胀冷缩时，物体体积发生变化，说明分子势能发生变化，C正确；物体在做自由落体运动时，物体重力势能减小，但分子势能与重力势能无关，D错误。
5.(2024·北京西城开学考)如图，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从a处由静止释放，则( )
A.乙分子从a运动到c，分子间作用力一直增大
B．乙分子从a运动到d，分子间作用力先增大后减小再增大
C．乙分子从a运动到d，两分子间的分子势能先增大后减小
D．乙分子从a运动到d，在b点时两分子间的分子势能最小
答案：B
6．关于物体的内能，下列叙述正确的是( )
A．温度高的物体比温度低的物体内能大
B．物体的体积增大时，内能也增大
C．内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同
D．内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同
答案：D
7．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：选B。当r＜r0时，分子力表现为斥力，随分子间距离r增大，分子势能Ep减小；当r＞r0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B正确。
[B级——能力增分练]
8．(多选)当两个分子间的距离r＝r0时，分子处于平衡状态，设r1A．分子力先减小后增大
B．分子力先做正功后做负功
C．分子势能先减小后增大
D．分子力为零时，分子势能最小
解析：选BCD。当rr0时，分子力表现为引力，其大小随r增加先增大后减小，且整个过程分子力做负功，分子势能增大，综上可知B、C、D正确，A错误。
9．(多选)设r＝r0时分子间的作用力为零，则一个分子从远处以某一动能向另一个固定的分子靠近的过程中，下列说法中正确的是( )
A．r＞r0时，分子力做正功，动能不断增大，势能减小
B．r＝r0时，动能最大，势能最小
C．r＜r0时，分子力做负功，动能减小，势能增大
D．以上说法不对
解析：选ABC。当r＞r0时，分子力表现为引力，故两分子相互靠近时，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大；当r＜r0时，分子力表现为斥力，两分子相互靠近时，分子力做负功，动能减小，因此当r＝r0时，动能最大，势能最小，故A、B、C正确，D错误。
10.(2024·辽宁朝阳阶段练)分子间势能由分子间距r决定。规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零，两分子间势能与分子间距r的关系如图所示。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点无限远处向O点运动。下列说法正确的是( )
A．在两分子间距从无限远减小到r2的过程中，分子之间的作用力先增大后减小
B．在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力表现为引力
C．两分子间距等于r1时，分子之间的作用力等于0
D．对于标准状况下的气体，绝大部分分子的间距约为r2
解析：选A。由题图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置r0，所以在两分子间距从无限远处减小到r2的过程中，分子之间的作用力表现为引力且先增大后减小，故A正确；在两分子间距从无限远减小到r1的过程中，分子之间的作用力先表现为引力再表现为斥力，故B错误；由题图可知，r2处分子势能最小，则r2处的分子间距为平衡位置r0，引力与斥力相等，即分子之间的作用力等于0，故C错误；对于标准状况下的气体，其分子间的距离为10r2，故D错误。
11．关于物体的内能，下列说法正确的是( )
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：选A。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。
12．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从A处由静止释放，下图中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是( )
解析：选B。乙分子的运动方向始终不变，故A错误；加速度的大小与力的大小成正比，方向与力的方向相同，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子势能不可能增大到正值，故C错误；分子动能不可能为负值，故D错误。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
