學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精第五節(jié)物體的內(nèi)能第六節(jié)氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律［學(xué)習(xí)目標(biāo)］1.知道溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，明確分子勢(shì)能與分子間距離的關(guān)系.2。理解內(nèi)能的概念及其決定因素。3.知道氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，了解氣體分子速率按統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布．一、分子動(dòng)能[導(dǎo)學(xué)探究]分子處于永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)中，因而具有動(dòng)能．（1)為什么研究分子動(dòng)能的時(shí)候主要關(guān)心大量分子的平均動(dòng)能?(2）物體溫度升高時(shí),物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大嗎?(3）物體做高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其分子的平均動(dòng)能會(huì)增大嗎？答案(1)分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但分子是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的，因此各個(gè)分子的動(dòng)能以及一個(gè)分子在不同時(shí)刻的動(dòng)能都不盡相同，所以研究單個(gè)分子的動(dòng)能沒(méi)有意義，我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動(dòng)能．（2）溫度是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn),含有統(tǒng)計(jì)的意義，對(duì)于單個(gè)分子，溫度是沒(méi)有意義的，所以物體溫度升高時(shí)，某一個(gè)分子的動(dòng)能可能減小，也可能不變．(3）分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無(wú)關(guān)．［知識(shí)梳理]1．溫度在宏觀上是物體冷熱程度的標(biāo)志，在微觀上是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志．2．分子動(dòng)能的理解(1）由于分子熱運(yùn)動(dòng)的速率大小不一，因而我們關(guān)心的是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能．（2）溫度是大量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，但對(duì)單個(gè)分子沒(méi)有意義．同一溫度下，各個(gè)分子的動(dòng)能不盡相同．（3)分子的平均動(dòng)能決定于物體的溫度．（4）分子的平均動(dòng)能與宏觀上物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)．(填“有”或“無(wú)"）．二、分子勢(shì)能［導(dǎo)學(xué)探究］功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子力做功對(duì)應(yīng)什么形式的能量變化呢？答案分子力做功對(duì)應(yīng)分子勢(shì)能的變化．[知識(shí)梳理]分子勢(shì)能是由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能，它隨物體體積的變化而變化,與分子間距離r的關(guān)系為：1．當(dāng)r>r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，r增大時(shí)，分子力做負(fù)(填“正”或“負(fù)”）功,分子勢(shì)能增大（填“增大”或“減小”)．2．當(dāng)r<r0時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力,r減小時(shí)，分子力做負(fù)（填“正”或“負(fù))功，分子勢(shì)能增大(填“增大"或“減小”）．3．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子勢(shì)能最小(填“最大”或“最小")．4．如果取兩個(gè)分子間相距無(wú)限遠(yuǎn)時(shí)(此時(shí)分子間作用力可忽略不計(jì))的分子勢(shì)能為零，分子勢(shì)能Ep與分子間距離r的關(guān)系可用如圖1所示的實(shí)線表示(分子力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中虛線所示)．圖1三、內(nèi)能1．內(nèi)能：物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和．2．任何物體在任何溫度下都具有內(nèi)能．因?yàn)橐磺形矬w都是由做永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子組成的．3．內(nèi)能的決定因素（1）從微觀上看,物體的內(nèi)能大小由組成物體的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間距離三個(gè)因素決定．(2)從宏觀上看,物體的內(nèi)能由物體的物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定．(3)理想氣體的內(nèi)能：理想氣體忽略了氣體分子的相互作用力和分子勢(shì)能，理想氣體的內(nèi)能是所有分子動(dòng)能的總和，只跟溫度有關(guān)．4．內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別：與內(nèi)能不同，機(jī)械能是由物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度、相對(duì)參考面的高度、物體形變大小等決定的能量，它是對(duì)宏觀物體整體來(lái)說(shuō)的．聯(lián)系:物體具有內(nèi)能的同時(shí)也可以具有機(jī)械能．當(dāng)物體的機(jī)械能增加時(shí)，內(nèi)能不一定（填“一定”或“不一定”）增加，但機(jī)械能與內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化．四、氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律1．由于物體是由大量分子組成的，這些分子并沒(méi)有統(tǒng)一的運(yùn)動(dòng)步調(diào),單獨(dú)來(lái)看，各個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)都是不規(guī)則的,帶有偶然性，但從總體來(lái)看，大量分子的運(yùn)動(dòng)服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律．2．氣體分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等．3．大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)中間多、兩頭少的規(guī)律．4．溫度升高時(shí)，所有分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率增大，即大部分分子的速率增大，但也有少數(shù)分子的速率減小，這也是統(tǒng)計(jì)規(guī)律的體現(xiàn)。一、分子動(dòng)能例1（多選)關(guān)于分子的動(dòng)能，下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體運(yùn)動(dòng)速度大，物體內(nèi)分子的動(dòng)能一定大B．物體的溫度升高，物體內(nèi)每個(gè)分子的動(dòng)能都增大C．物體的溫度降低，物體內(nèi)大量分子的平均動(dòng)能一定減小D．物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能與物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān)答案CD解析分子的動(dòng)能與機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)，溫度升高，分子的平均動(dòng)能一定增大，但對(duì)單個(gè)分子來(lái)講，其動(dòng)能可能增大也可能減小．二、分子勢(shì)能例2甲、乙兩分子相距較遠(yuǎn)(此時(shí)它們之間的分子力可以忽略）,設(shè)甲固定不動(dòng),在乙逐漸向甲靠近直到不能再靠近的過(guò)程中，關(guān)于分子勢(shì)能的變化情況,下列說(shuō)法正確的是（)A．分子勢(shì)能不斷增大B．分子勢(shì)能不斷減小C．分子勢(shì)能先增大后減小D．分子勢(shì)能先減小后增大答案D解析r＞r0時(shí)，靠近時(shí)引力做正功,Ep減小;r＜r0時(shí)，靠近時(shí)斥力做負(fù)功，Ep增大．三、內(nèi)能例3下列說(shuō)法正確的是()A．鐵塊熔化成鐵水的過(guò)程中,溫度不變，內(nèi)能也不變B．物體運(yùn)動(dòng)的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)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(shuō)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解析解答本題的關(guān)鍵是對(duì)溫度和內(nèi)能這兩個(gè)概念的理解．溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志,內(nèi)能是所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和,故溫度不變時(shí)，內(nèi)能可能變化,A項(xiàng)錯(cuò)誤．兩物體溫度相同,內(nèi)能可能不同，分子的平均動(dòng)能相同，但由eq\x\to（E）k＝eq\f(1,2）meq\x\to(v）2知，分子的平均速率eq\x\to(v）可能不同,故D項(xiàng)正確．最易出錯(cuò)的是認(rèn)為有熱量從A傳到B，A的內(nèi)能肯定大，其實(shí)有熱量從A傳到B，只說(shuō)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(shì)能這些因素,故C項(xiàng)錯(cuò)誤．機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度與分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能無(wú)關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤．故正確答案為D。四、氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律例4在一定溫度下，某種氣體的分子速率分布應(yīng)該是(）A．每個(gè)分子速率都相等B．每個(gè)分子速率一般都不相等，速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很少C．每個(gè)分子速率一般都不相等，但在不同速率范圍內(nèi),分子數(shù)的分布是均勻的D．每個(gè)分子速率一般都不相等,速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很多答案B解析由麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律知，氣體分子速率大部分集中在某個(gè)數(shù)值附近，速率很大和速率很小的分子數(shù)目都很少，所以B正確．內(nèi)能eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（分子動(dòng)能\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1（溫度是物體分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,定義：分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有,的動(dòng)能，宏觀上由溫度決定）），分子勢(shì)能\b\lc\｛\rc\（\a\vs4\al\co1（r決定分子力的性質(zhì)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(r>r0表現(xiàn)為引力，r<r0表現(xiàn)為斥力,r＝r0分子力為0)),r變化→分子力做功→分子勢(shì)能發(fā)生變化,宏觀上由體積決定）)))氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律eq\b\lc\{\rc\（\a\vs4\al\co1(分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)相等,分子速率按“中間多、兩頭少”的規(guī)律分布，溫度升高，分子的平均速率增大))1．(分子動(dòng)能)下列關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)能的關(guān)系,說(shuō)法正確的是（）A．某物體的溫度是0℃，說(shuō)明物體中分子的平均動(dòng)能為零B．物體溫度升高時(shí)，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大C．物體溫度升高時(shí)，分子平均動(dòng)能增大D．物體的運(yùn)動(dòng)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(dòng)能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動(dòng)，A錯(cuò);當(dāng)溫度升高時(shí),分子運(yùn)動(dòng)加劇，平均動(dòng)能增大,但并不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，B錯(cuò)，C對(duì)；物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，物體的動(dòng)能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，所以物體的溫度不一定高，D錯(cuò)．2．(分子勢(shì)能）下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說(shuō)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)能增大,所以A、B錯(cuò)誤；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(shì)能增大，所以C正確，D錯(cuò)誤．3．(內(nèi)能)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．機(jī)械能可以為零,但內(nèi)能永遠(yuǎn)不為零B．溫度相同、質(zhì)量相同的物體具有相同的內(nèi)能C．溫度越高，物體的內(nèi)能越大D．0°C的冰的內(nèi)能與等質(zhì)量的0°C的水的內(nèi)能相等答案A解析機(jī)械能是宏觀能量，當(dāng)物體的動(dòng)能和勢(shì)能均為零時(shí)，機(jī)械能就為零；而物體內(nèi)的分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，且存在相互作用力，所以物體的內(nèi)能永不為零，A項(xiàng)對(duì)；物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān)，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤，故選A.4．(氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律)如圖2是氧氣分子在不同溫度(0℃和100℃）下的速率分布圖，由圖可得(）圖2A．同一溫度下,氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少"的分布規(guī)律B．隨著溫度的升高，每一個(gè)氧氣分子的速率都增大C．隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增加D．隨著溫度的升高，氧氣分子的平均速率變小答案A解析溫度升高后，并不是每一個(gè)氣體分子的速率都增大，而是氣體分子的平均速率變大,并且速率小的分子所占比例減小，則B、C、D錯(cuò)誤;同一溫度下，氣體分子呈現(xiàn)出“中間多、兩頭少"的分布規(guī)律，A正確．題組一分子動(dòng)能1．下列有關(guān)“溫度"的概念的說(shuō)法中正確的是（）A．溫度反映了每個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B．溫度是分子平均動(dòng)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(gè)分子的動(dòng)能都將增大答案B解析溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，而對(duì)某個(gè)確定的分子來(lái)說(shuō)，其熱運(yùn)動(dòng)的情況無(wú)法確定，不能由溫度反映,故A、D錯(cuò)，B對(duì)；溫度不升高而僅使分子的勢(shì)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(gè)例證,故C錯(cuò)．2．下列說(shuō)法中正確的是（)A．只要溫度相同，任何物體分子的平均動(dòng)能相同B．分子動(dòng)能指的是由于分子定向運(yùn)動(dòng)具有的能C．10個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和就是這10個(gè)分子的內(nèi)能D．溫度高的物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率一定大于溫度低的物體中的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率答案A解析溫度相同,物體分子的平均動(dòng)能相同，故A正確；分子動(dòng)能指的是由于分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而具有的能，B錯(cuò)誤；物體內(nèi)能是對(duì)大量分子而言的，對(duì)于10個(gè)分子無(wú)意義,故C錯(cuò)誤；溫度高的物體分子的平均運(yùn)動(dòng)速率大（相同物質(zhì))，但具體的每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率是不確定的，可能大于平均運(yùn)動(dòng)速率，也可能等于平均運(yùn)動(dòng)速率,也可能小于平均運(yùn)動(dòng)速率，故D錯(cuò)誤．題組二分子勢(shì)能3．（多選)關(guān)于分子勢(shì)能和物體體積的關(guān)系,下列說(shuō)法中正確的是（)A．當(dāng)物體體積增大時(shí)，其分子勢(shì)能必定增大B．當(dāng)物體體積增大時(shí)，其分子勢(shì)能不一定增大C．當(dāng)物體體積減小時(shí)，其分子勢(shì)能必定減小D．當(dāng)物體體積不變時(shí)，其分子勢(shì)能一定不變答案BD解析物體的分子勢(shì)能與體積不是單值對(duì)應(yīng)的關(guān)系，物體體積增大（減小),分子勢(shì)能不一定增大(減小),而體積不變，分子勢(shì)能一定不變．4．下列情況分子勢(shì)能一定減小的是（）A．分子間距離減小時(shí)B．分子間表現(xiàn)為斥力且分子間距離增大時(shí)C．分子動(dòng)能增大時(shí)D．分子間作用力做負(fù)功時(shí)答案B解析當(dāng)分子間距離減小時(shí)，引力可能做正功，也可能做負(fù)功，所以分子勢(shì)能可能增大也可能減小，A錯(cuò)誤；當(dāng)分子間表現(xiàn)為斥力且分子間距離增大時(shí)，分子間的作用力做正功,分子勢(shì)能減小，B正確；分子動(dòng)能與分子勢(shì)能沒(méi)有關(guān)系，C錯(cuò)誤；分子間的作用力做負(fù)功時(shí),分子勢(shì)能增大，D錯(cuò)誤．5．下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力F和分子勢(shì)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),分子力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離r增大,分子勢(shì)能Ep減?。?dāng)r〉r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大,分子勢(shì)能Ep增大．當(dāng)r＝r0時(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢(shì)能最?。蔬x項(xiàng)B正確．題組三內(nèi)能6．下列說(shuō)法正確的是()A．分子的動(dòng)能與分子的勢(shì)能的和叫做這個(gè)分子的內(nèi)能B．物體的分子勢(shì)能由物體的溫度和體積決定C．物體的速度增大時(shí)，物體的內(nèi)能增大D．物體的動(dòng)能減小時(shí),物體的溫度可能增加答案D解析內(nèi)能是對(duì)物體內(nèi)所有分子而言的,單個(gè)分子無(wú)內(nèi)能可言,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體的分子勢(shì)能由分子間距離決定，宏觀上表現(xiàn)為由物體的體積決定,所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物體的宏觀速度與物體的內(nèi)能沒(méi)有關(guān)系,物體的動(dòng)能與物體的溫度沒(méi)有關(guān)系,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確．7．下列關(guān)于物體內(nèi)能和機(jī)械能的說(shuō)法正確的是（）A．物體的內(nèi)能大，則機(jī)械能也一定大B．一切物體都具有內(nèi)能C．當(dāng)物體靜止時(shí)，物體的內(nèi)能為零D．內(nèi)能是物體的機(jī)械能的另一種說(shuō)法答案B解析內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能，二者沒(méi)有必然的聯(lián)系，A、C、D錯(cuò)誤；由于分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故一切物體皆有內(nèi)能，B正確．8．關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說(shuō)法正確的是（)A．箱子運(yùn)動(dòng)的速度減小，其內(nèi)能也減小B．籃球的容積不變,內(nèi)部氣體的溫度降低，其氣體的內(nèi)能將減小C．物體的溫度和體積均發(fā)生變化，其內(nèi)能一定變化D．對(duì)于一些特殊的物體，可以沒(méi)有內(nèi)能答案B解析物體的內(nèi)能與物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤;當(dāng)氣體的體積不變而溫度降低時(shí)，氣體的分子勢(shì)能不變，分子的平均動(dòng)能減小，氣體的內(nèi)能減小,故B正確；物體的溫度和體積均發(fā)生變化時(shí)，物體內(nèi)的分子勢(shì)能和分子的平均動(dòng)能都發(fā)生變化,其內(nèi)能可能不變,故C錯(cuò)誤；任何物體都有內(nèi)能，故D錯(cuò)誤．9．三個(gè)瓶子分別盛有質(zhì)量相同的氫氣、氧氣和氮?dú)?，它們的溫度相同，則分子平均速率最大的是__________；在不計(jì)分子勢(shì)能的情況下，氣體內(nèi)能最大的是__________．答案氫氣氫氣解析它們的平均動(dòng)能相同，即eq\f（1,2)mOvO2＝eq\f（1,2）mNvN2＝eq\f（1,2)mHvH2,而分子質(zhì)量的大小關(guān)系為mO〉mN〉mH，所以有vH>vN〉vO，又因三種氣體的質(zhì)量相同,氫氣的分子總數(shù)最多,由氣體內(nèi)能E內(nèi)＝Neq\x\to（E）k可知，氫氣內(nèi)能最大．題組四氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律10.伽耳頓板可以演示統(tǒng)計(jì)規(guī)律．如圖1所示，讓大量小球從上方漏斗形入口落下，則下圖中能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是(）圖1答案C解析如果從入口處投入單個(gè)小球，與鐵釘碰撞后會(huì)落入哪一個(gè)狹槽是偶然的、隨機(jī)的，少量小球投入后，落入各狹槽的分布情況也帶有偶然性．但是，從入口處同時(shí)（或先后）投入大量小球，落入各槽的分布情況則是確定的．多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)可知，小球在各槽內(nèi)的分布是不均勻的,以中間槽最多，兩邊最少,故C正確．11．(多選）關(guān)于封閉在容器內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí),下列說(shuō)法中正確的是（)A．氣體中的每個(gè)分子的速率必定增大B．有