2020高中物理 1.5 物体的内能学案 粤教版选修3-3

1.5 物体的内能 学案（粤教版选修3-3）
1．分子热运动的动能叫做分子动能，物体内____________________________叫做分子热运动的平均动能；____________是分子热运动的平均动能的标志．温度越高，分子的平均动能____________．
2．分子间由____________和分子间的____________决定的势能，叫分子势能．当分子间的距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而________；当r3．物体中所有分子的热运动动能与____________的总和，叫物体的内能．物体的内能由____________、________、________共同决定，同时受物态变化的影响．做功和热传递是改变物体内能的两种方式．
4．理想气体微观模型忽略了气体分子的相互作用力和____________，所以理想气体的内能是所有____________的总和．理想气体的内能只跟温度有关，温度________，理想气体的内能越大．
5．当物体的温度升高时，下列说法中正确的是(　　)
A．每个分子的温度都升高
B．每个分子的热运动都加剧
C．每个分子的动能都增大
D．物体分子的平均动能增大
6．分子间距离增大时，分子势能将(　　)
A．增大 B．减小
C．不变 D．不能确定
【概念规律练】
知识点一　分子动能
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．物体温度升高时，每个分子的动能都增大
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．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
2．(双选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是(　　)
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
知识点二　分子势能
3．(双选)
图1
如图1所示为物体分子势能与分子间距离之间的关系，下列判断正确的是(　　)
A．当rB．当r>r0时，r越小，则分子势能Ep越大
C．当r＝r0时，分子势能Ep最小
D．当r→∞时，分子势能Ep最小
4．(双选)设r＝r0时分子间作用力为零，则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中，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，动能最小，势能最大
C．rD．以上均不对
知识点三　物体的内能
5．下列说法正确的是(　　)
A．分子的动能与分子的势能的和叫做这个分子的内能
B．物体的分子势能由物体的温度和体积共同决定
C．物体的速度增大时，物体的内能增大
D．物体的动能减小时，物体的温度可能增加
6．下列说法中正确的是(　　)
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
D．物体体积改变，内能可能不变
【方法技巧练】
用分子势能图象巧解分子势能变化问题
7．(双选)用r表示两分子间的距离，Ep表示两个分子间相互作用的势能，当r＝r0时，两个分子间引力等于斥力，设两分子间距离很远时，Ep＝0，则(　　)
A．当10r0＞r＞r0时，Ep随r的增大而减小
B．当r＜r0时，Ep随r的减小而增大
C．当r＝r0时，Ep最小
D．当r＝r0时，Ep＝0
8．有两个分子，用r表示它们之间的距离，当r＝r0时，两分子间的斥力和引力相等．使两分子从相距很远处(r?r0)逐渐靠近，直至不能靠近为止(rA．一直增加 B．一直减小
C．先增加后减小 D．先减小后增加
参考答案
课前预习练
1．所有分子的动能的平均值　温度　越大
2．分子力　相互位置　增大　增大　最小　增加
3．分子势能　物质的量　温度　体积
4．分子势能　分子动能　越高
5．D　[温度是分子平均动能的标志，对单个分子无意义，物体温度升高，分子运动加剧，分子平均动能增大，但不否认某些分子动能减小，故答案选D.]
6．D　[分子势能的变化与分子力做功紧密联系；当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增加．
(1)当r>r0时，分子间的作用力为引力，将分子间距离增大时，分子力做负功，分子势能增大．
(2)当r经以上分析可知本题D选项正确．]
课堂探究练
1．C　[某种气体温度是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运动．从微观上讲，分子运动快慢是有差别的，各个分子运动的快慢无法跟踪测量，而温度的概念是建立在统计规律的基础上的，在一定温度下，分子速率大小按一定的统计规律分布，当温度升高时，说明分子运动加剧，平均动能增大，但并不是所有分子的动能都增大；物体的运动速度越大，说明物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动，则物体的温度不一定高．]
方法总结　(1)因为温度是分子平均动能的唯一标志，所以误认为0℃的物体中分子的平均动能也为零．
(2)由于没有区分物体内分子做无规则热运动的速度和物体做机械运动的速度，而错选D.
2．AB　[因温度是气体分子平均动能的标志，所以A选项正确．因为氢气分子和氧气分子的质量不同，且m(H)方法总结　(1)温度是大量分子无规则运动的集体表现，含有统计的意义，对个别分子，温度是没有意义的．
(2)同一温度下，不同物质的分子平均动能都相同，但由于不同物质分子的质量不尽相同，所以分子运动的平均速度大小不尽相同．
(3)温度反映的是大量分子平均动能的大小，不能反映个别分子的动能大小，同一温度下，各个分子的动能不尽相同．
(4)分子平均动能与宏观上物体的运动速度无关．
3．AC　[当rr0时，分子力表现为引力，r减小时分子力做正功，分子势能减小；当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小；当r→∞时，引力做负功，分子势能增加趋近于零，故本题应选A、C.]
方法总结　有关分子势能及其改变的问题，与分子力做功联系起来，可能降低难度．另外，分子势能为标量，但也有正负，其正负只表大小，所以r＝r0时分子势能最小，而r→∞时分子势能为零，但不是最小值．
4．AC　[本题考查分子势能改变与分子力做功的特点．一个分子从远处向另一个分子靠近，它们间作用力先为引力后为斥力，故先做正功后做负功，那么分子势能先减小后增大，而动能正好相反，先增大后减小；当r＝r0时，势能最小，动能最大．]
方法总结　分子力做功是物体分子势能变化的唯一原因，当只有分子力做功时，分子动能与分子势能总和不变．
5．D　[内能是指物体的内能，单个分子无内能可言，选项A是错误的；物体的分子势能由分子间距离决定，宏观上反映为由物体的体积决定，所以选项B是错误的；物体的内能与物体做宏观的机械运动的速度无关，故选项C也是错误的；物体的温度由分子的平均动能决定，与物体宏观运动的动能无关，因此选项D是正确的．]
方法总结　(1)单个分子无内能可言．
(2)内能与宏观的机械能无关．
(3)温度与宏观运动的动能无关．
6．D　[内能是指物体内部所有分子动能和分子势能的总和，温度是分子平均动能的标志，故温度低的物体内能不一定小，A错；温度低的物体分子平均动能小，但由于不同物质分子质量不同，所以温度低的物体分子平均速率不一定小，B错；物体做加速运动时，速度增大，机械能中的动能增大，但分子热运动的平均动能与机械能无关，而与温度有关，故C错；物体体积改变，分子势能改变，但内能不一定变，D对．]
方法总结　物体的内能与物质的量、温度、体积和物质的存在状态都有关，考虑物体内能时一定要综合考虑．
7．BC　[
由分子势能图象可知，
当10r0>r>r0时Ep随r增大而增大，故A错误．
当r当r＝r0时，Ep最小，故C正确．
注意区分“分子势能最小”和“分子势能为零”是两个不同的概念，“最小”不一定是“等于零”；反之，“等于零”也不一定是“最小”．故D错误．]
8．D　[
设无穷远处分子势能为零，则可得出如图所示的分子势能曲线，由曲线可知，当分子由相距很远处互相靠近时，分子势能先减小，到r＝r0时，分子势能最小；当r方法总结　分子势能数值具有相对性，故分子势能为零的位置可根据情况人为规定，不影响分子势能曲线的变化规律如图所示为两分子间相互作用的分子势能Ep随分子间距离r变化的Ep－r图象．图(a)为取无穷远处Ep＝0时的Ep－r图象；图(b)为取r＝r0处Ep＝0时的Ep－r图象．