高中物理 第七章 分子動理論 課時5 內(nèi)能學(xué)案 新人教版選修33

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1、學(xué)案5內(nèi)能目標(biāo)定位 1.知道溫度是分子平均動能的標(biāo)志.2.明確分子勢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.一、分子動能問題設(shè)計(jì)分子處于永不停息的無規(guī)則運(yùn)動中，因而具有動能.(1)為什么研究分子動能的時候主要關(guān)心大量分子的平均動能？(2)物體溫度升高時，物體內(nèi)每個分子的動能都增大嗎？(3)物體做高速運(yùn)動時，其分子的平均動能會增大嗎？答案(1)分子動能是指單個分子熱運(yùn)動的動能，但分子是無規(guī)則運(yùn)動的，因此各個分子的動能以及一個分子在不同時刻的動能都不盡相同，所以研究單個分子的動能沒有意義，我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動能.(2)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，

2、對于個別分子，溫度是沒有意義的.所以物體溫度升高時，個別分子的動能可能減小，也可能不變.(3)分子的平均動能與宏觀物體運(yùn)動的動能無關(guān).要點(diǎn)提煉1.溫度的理解(1)在宏觀上：溫度是物體冷熱程度的標(biāo)志.(2)在微觀上：溫度是物體分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志.2.分子動能的理解(1)由于分子熱運(yùn)動的速率大小不一，因而重要的不是系統(tǒng)中某個分子的動能大小，而是所有分子的動能的平均值，即分子熱運(yùn)動的平均動能.(2)溫度是大量分子平均動能的標(biāo)志，但對個別分子沒有意義.同一溫度下，各個分子的動能不盡相同.(3)分子的平均動能取決于物體的溫度.(4)分子的平均動能與宏觀上物體的運(yùn)動速度無關(guān).(填“有”或“無”).

3、二、分子勢能問題設(shè)計(jì)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，分子力做功對應(yīng)什么形式的能量變化呢？答案分子力做功對應(yīng)分子勢能的變化.要點(diǎn)提煉分子勢能是由分子間相互位置決定的勢能，它隨著分子間距離r0的變化而變化，與分子間距離r0的關(guān)系為：(1)當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為引力，r增大時，分子力做負(fù)(填“正”或“負(fù)”)功，分子勢能增大(填“增大”或“減小”).(2)當(dāng)rr0時，靠近時引力做正功，Ep減??；rr0時，靠近時斥力做負(fù)功，Ep增大.答案D針對訓(xùn)練如圖2所示為物體分子間相互作用力與分子間距離之間的關(guān)系圖象.下列判斷中正確的是()圖2A.當(dāng)rr0時，r越小，則分子勢能Ep越大C.當(dāng)rr0時，分子勢能Ep最小D.當(dāng)r

4、時，分子勢能Ep最小解析當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為引力，r減小時分子力做正功，分子勢能減?。划?dāng)rr0時，分子力為零，分子勢能最??；當(dāng)r時，分子勢能為零，但不是最小.故正確答案為A、C.答案AC三、內(nèi)能例3下列說法正確的是()A.鐵塊熔化成鐵水的過程中，溫度不變，內(nèi)能也不變B.物體運(yùn)動的速度增大，則物體中分子熱運(yùn)動的平均動能增大，物體的內(nèi)能增大C.A、B兩物體接觸時有熱量從物體A傳到物體B，這說明物體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，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解析解答本題的關(guān)鍵是對溫度和內(nèi)能這兩個概念的理解.溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志，內(nèi)能是所有

5、分子熱運(yùn)動動能和分子勢能的總和，故溫度不變時，內(nèi)能可能變化，A項(xiàng)錯誤.兩物體溫度相同，內(nèi)能可能不同，分子的平均動能相同，但由m2知，分子的平均速率可能不同，故D項(xiàng)正確.最易出錯的是認(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)和分子勢能這些因素，故C項(xiàng)錯誤.機(jī)械運(yùn)動的速度與分子熱運(yùn)動的平均動能無關(guān)，故B項(xiàng)錯誤.故正確答案為D.答案D1.(分子動能)關(guān)于溫度與分子動能的關(guān)系，下列說法正確的是()A.某物體的溫度為0，說明物體中分子的平均動能為零B.溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志C.溫度較高的物體，其分子平均動能較大，則分子的平均速率也較

6、大D.物體的運(yùn)動速度越大，則物體的溫度越高答案B解析某物體溫度是0，物體中分子的平均動能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動，A錯誤；溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的平均動能越大，由Ekmv2.知分子平均速率不一定大，B正確，C錯誤；物體內(nèi)分子無規(guī)則熱運(yùn)動的速度與機(jī)械運(yùn)動的速度無關(guān)，物體的運(yùn)動速度越大，不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動越激烈，所以物體的溫度不一定高，D錯誤.2.(分子勢能)分子間距增大時，分子勢能將()A.增大 B.減小C.不變 D.不能確定答案D解析分子勢能的變化與分子力做功緊密聯(lián)系；當(dāng)分子力做正功時，分子勢能減??；當(dāng)分子力做負(fù)功時，分子勢能增大.(1)當(dāng)rr0時，

7、分子間的作用力為引力，將分子間距離增大時，分子力做負(fù)功，分子勢能增大.(2)當(dāng)rr0時，分子間的作用力為斥力，將分子間距離增大時，分子力做正功，分子勢能減小.經(jīng)以上分析可知本題D選項(xiàng)正確.3.(內(nèi)能)設(shè)rr0時分子間作用力為零，則在一個分子從遠(yuǎn)處以某一動能向另一個分子靠近的過程中，下列說法中正確的是()A.rr0時，分子力做正功，分子動能增大，分子勢能減小B.rr0時，分子動能最大，分子勢能最小C.rr0時，分子力做負(fù)功，分子動能減小，分子勢能增大D.以上均不對答案ABC解析一個分子從遠(yuǎn)處向另一個分子靠近，它們之間的作用力先為引力后為斥力，故先做正功后做負(fù)功，那么分子勢能先減小后增大，而動能正

8、好相反，先增大后減?。划?dāng)rr0時，勢能最小，動能最大.4.(內(nèi)能)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是()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)物體的動能和勢能均為零時，機(jī)械能就為零；而物體內(nèi)的分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，且存在相互作用力，所以物體的內(nèi)能永不為零，A項(xiàng)對；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)錯誤，故選A.內(nèi)能題組一分子動能1.關(guān)于溫度，下列說法正確的是()A.溫度升高，每個分子的動能都增大B.物體運(yùn)動速度越大，分子總

9、動能越大，因而物體溫度也越高C.一個分子運(yùn)動的速率越大，該分子的溫度越高D.溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志答案D解析溫度升高，分子的平均動能變大，而不是每個分子的動能都變大，故A錯.物體宏觀運(yùn)動的速度對應(yīng)的是機(jī)械能(動能)，與分子無規(guī)則熱運(yùn)動的平均動能無關(guān)，與物體的溫度無關(guān)，B錯；溫度是對大量分子而言的，是統(tǒng)計(jì)、平均的概念，對單個分子無意義，C錯.2.下列說法中正確的是()A.只要溫度相同，任何物體分子的平均動能都相同B.分子動能指的是由于分子定向運(yùn)動具有的能C.10個分子的動能和分子勢能的總和就是這10個分子的內(nèi)能D.溫度高的物體中的每一個分子的運(yùn)動速率一定大于溫度低的物體中的每

10、一個分子的運(yùn)動速率答案A解析溫度相同，物體分子的平均動能相同，故A正確；分子動能指的是由于分子做無規(guī)則熱運(yùn)動而具有的能，B錯誤；物體內(nèi)能是對大量分子而言的，對于10個分子無意義，故C錯誤；溫度高的物體分子的平均運(yùn)動速率大(相同物質(zhì))，但具體的每一個分子的運(yùn)動速率是不確定的，可能大于平均運(yùn)動速率，也可能等于平均運(yùn)動速率，也可能小于平均運(yùn)動速率，故D錯誤.題組二分子勢能3.關(guān)于分子勢能和物體體積的關(guān)系，下列說法中正確的是()A.當(dāng)物體體積增大時，其分子勢能必定增大B.當(dāng)物體體積增大時，其分子勢能不一定增大C.當(dāng)物體體積減小時，其分子勢能必定減小D.當(dāng)物體體積不變時，其分子勢能一定不變答案BD解析物

11、體的分子勢能與體積不是單值對應(yīng)的關(guān)系，分子勢能相同，體積不一定相同，而體積不變，分子勢能一定不變.4.下列分子勢能一定減小的情況是()A.分子間距離減小時B.分子間表現(xiàn)為斥力且分子間距離增大時C.分子動能增大時D.分子間作用力做負(fù)功時答案B解析當(dāng)分子間距離減小時，分子間的作用力可能做正功，也可能做負(fù)功，所以分子勢能可能增大也可能減小，A錯誤；當(dāng)分子間表現(xiàn)為斥力且分子間距離增大時，分子間的作用力做正功，分子勢能減小，B正確；分子動能與分子勢能沒有關(guān)系，C錯誤；分子間的作用力做負(fù)功時，分子勢能增大，D錯誤.5.下列四幅圖中，能正確反映分子間作用力F和分子勢能Ep隨分子間距離r變化關(guān)系的圖線是()答

12、案B解析當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大，分子勢能Ep增大；當(dāng)rr0時，分子力為零，此時分子勢能最小.故選項(xiàng)B正確.6.兩個相距較遠(yuǎn)的分子僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動，直至不再靠近.在此過程中，下列說法正確的是()A.分子力先增大，后一直減小B.分子力先做正功，后做負(fù)功C.分子動能先增大，后減小D.分子勢能先增大，后減小E.分子勢能和分子動能之和不變答案BCE解析兩分子從相距較遠(yuǎn)處僅在分子力作用下由靜止開始運(yùn)動，直至不再靠近的過程中，分子力先表現(xiàn)為分子引力后表現(xiàn)為分子斥力，分子間距離rr0時，隨著距離r的減小，分子力先增大后減小，分子間距離rmNmH，所以有vHvNvO，又因

13、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)Nk可知，氫氣內(nèi)能最大.10.飛機(jī)從地面由靜止起飛，隨后在高空做高速航行.有人說：“在這段時間內(nèi)，飛機(jī)中乘客的勢能、動能都增大了，他的所有分子的動能和勢能也都增大了，因此乘客的內(nèi)能增大了.”這種說法對嗎？為什么？答案見解析解析這種說法不對.因?yàn)闄C(jī)械能與內(nèi)能是兩個不同的概念，與機(jī)械能相關(guān)的是物體宏觀上的機(jī)械運(yùn)動，其大小因素由物體的質(zhì)量、速度及相對高度決定，題中乘客的機(jī)械能增加了，但是物體的內(nèi)能是由它的物質(zhì)的量、溫度、體積決定，乘客的體積、物質(zhì)的量不變，也沒有明確溫度怎么變化，所以無法判斷乘客內(nèi)能的變化.11.(1)1 kg的40 的水跟1 k

14、g的80 的水哪個內(nèi)能多？(2)1 kg的40 的水跟2 kg的40 的水哪個內(nèi)能多？(3)一杯100 的開水跟一池塘常溫下的水哪個內(nèi)能多？(4)1 kg的100 的水跟1 kg的100 的水蒸氣哪個內(nèi)能多？答案(1)1 kg的80 的水(2)2 kg的40 的水(3)一池塘常溫下的水(4)1 kg的100 的水蒸氣解析(1)兩者質(zhì)量一樣，同種物質(zhì)，所以分子數(shù)目一樣，而80 的水比40 的水的水分子平均動能大，所以1 kg的80 的水的總動能比1 kg的40 的水大，若不考慮水的膨脹引起的體積微小變化，則1 kg的80 的水的內(nèi)能多.(2)1 kg的40 的水跟2 kg的40 的水比較，2 k

15、g的40 的水內(nèi)能多，因?yàn)楹笳叻肿訑?shù)目多.(3)雖然100 的開水的水分子平均動能較大，但池塘的水的分子數(shù)比一杯水的分子數(shù)多得多，故一池塘常溫下的水的內(nèi)能比一杯100 的開水的內(nèi)能多.(4)它們的質(zhì)量相等，因而所含分子數(shù)相等，分子的平均動能也相同，但100 的水蒸氣分子勢能比100 的水大，故1 kg的100 的水蒸氣的內(nèi)能比1 kg的100 的水的內(nèi)能多.6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375