2019-2020年高中物理 第七章 分子動理論 第5講 內(nèi)能學(xué)案 新人教版選修3-3.doc

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2019-2020年高中物理 第七章 分子動理論 第5講 內(nèi)能學(xué)案 新人教版選修3-3目標(biāo)定位1.知道溫度是分子熱運(yùn)動平均動能的標(biāo)志，滲透統(tǒng)計(jì)的方法.2.知道什么是分子勢能，分子勢能隨分子距離變化的關(guān)系理解分子勢能與物體的體積有關(guān).3.知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟物體的物質(zhì)的量、溫度和體積有關(guān).4.能夠區(qū)別內(nèi)能和機(jī)械能一、分子動能1定義：由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動而具有的能2分子的平均動能：所有分子的熱運(yùn)動動能的平均值3溫度的微觀意義：溫度是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志二、分子勢能1定義：分子間由分子力和分子間的相對位置決定的勢能2分子勢能的決定因素(1)宏觀上：分子勢能的大小與物體的體積有關(guān)(2)微觀上：分子勢能與分子之間的距離有關(guān)三、內(nèi)能1定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和2決定因素：物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定，分子的熱運(yùn)動平均動能由溫度決定，分子勢能與物體的體積有關(guān)，故物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積共同決定，同時(shí)受物態(tài)變化的影響3物體的內(nèi)能跟物體的機(jī)械運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)想一想在高空中高速飛行的飛機(jī)中的物體，內(nèi)能一定大嗎？答案不一定內(nèi)能包括分子動能和分子勢能，分子動能取決于溫度，分子勢能取決于體積，物體的內(nèi)能與機(jī)械能是完全不同的概念物體速度大，高度大，只是機(jī)械能大，內(nèi)能不一定大一、對分子動能的理解1單個(gè)分子的動能由于分子運(yùn)動的無規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動能也是不同的，所以單個(gè)分子的動能沒有意義2分子的平均動能(1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的客觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義，溫度升高，分子平均動能增大，但不是每個(gè)分子的動能都增大，有的分子動能甚至還減小，個(gè)別分子的動能大小與溫度沒有關(guān)系，但總體上所有分子動能的總和隨溫度的升高而增加(2)分子的平均動能只由溫度決定，與物質(zhì)種類、質(zhì)量、壓強(qiáng)、體積無關(guān)，只要溫度相同，分子的平均動能就相等，由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子運(yùn)動的平均速率一般不同3溫度的意義(1)宏觀：描述物體的冷熱程度(2)微觀：分子平均動能的標(biāo)志例1下列關(guān)于物體的溫度與分子動能的關(guān)系，正確的說法是()A某物體的溫度是0 ，說明物體中分子的平均動能為零B物體溫度升高時(shí)，每個(gè)分子的動能都增大C物體溫度升高時(shí)，分子平均動能增加D物體的運(yùn)動速度越大，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能并不為零，因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌剡\(yùn)動，A錯(cuò)誤；當(dāng)溫度升高時(shí)，分子運(yùn)動加劇，平均動能增大，但并不是所有分子的動能都增大，B錯(cuò)，C對；物體的運(yùn)動速度越大，物體的動能越大，這并不能代表物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動越劇烈，所以物體的溫度不一定高，D錯(cuò)借題發(fā)揮(1)雖然溫度是分子平均動能的標(biāo)志，但是零度(0 )時(shí)物體中分子的平均動能卻不為零(2)物體內(nèi)分子做無規(guī)則熱運(yùn)動的速度和物體做機(jī)械運(yùn)動的速度是完全不同的兩個(gè)概念針對訓(xùn)練當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時(shí)，下列說法中正確的是()A兩種氣體分子的平均動能相等B氫氣分子的平均速率大于氧氣分子的平均速率C兩種氣體分子熱運(yùn)動的總動能相等D兩種氣體分子熱運(yùn)動的平均速率相等答案AB解析因溫度是分子平均動能的標(biāo)志，所以選項(xiàng)A正確；因?yàn)闅錃夥肿雍脱鯕夥肿拥馁|(zhì)量不同，且mH2r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力當(dāng)r增大時(shí)，分子力做負(fù)功，因此分子勢能隨分子間距離的增大而增大(3)當(dāng)rr0時(shí)，靠近時(shí)引力做正功，Ep減?。籸r0階段，F(xiàn)做正功，分子動能增加，勢能減小B在rr0階段，當(dāng)r減小時(shí)F做正功，分子勢能減小，分子動能增加，故選項(xiàng)A正確；在rr0時(shí)，分子間的作用力為引力，分子間距離增大時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增大(2)當(dāng)rr0時(shí)，分子間的作用力為斥力，分子間距離增大時(shí)，分子力做正功，分子勢能減小經(jīng)以上分析可知D選項(xiàng)正確5在兩個(gè)分子間的距離由r0(平衡位置)變?yōu)?0r0的過程中，關(guān)于分子間的作用力F和分子間的勢能Ep的說法中，正確的是()AF不斷減小，Ep不斷減小BF先增大后減小，Ep不斷增大CF不斷增大，Ep先減小后增大DF、Ep都是先減小后增大答案B解析分子間距rr0時(shí)，分子力F0；隨r的增大，分子力表現(xiàn)為引力，F(xiàn)0；當(dāng)r10r0時(shí)，F(xiàn)0，所以F先增大后減小在分子間距由r0至10r0的過程中，始終克服分子引力做功，所以分子勢能一直增大，所以選項(xiàng)B正確，其他選項(xiàng)錯(cuò)誤6如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離的變化關(guān)系如圖中曲線所示圖中分子勢能的最小值為E0.若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是()圖1A乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，加速度最大B乙分子在P點(diǎn)(xx2)時(shí)，其動能為E0C乙分子在Q點(diǎn)(xx1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)D乙分子的運(yùn)動范圍為xx1答案BD解析分子勢能最小時(shí)，分子處于平衡位置，所以P點(diǎn)是分子的平衡位置乙分子在P點(diǎn)的加速度為零，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；由于兩分子所具有的總能量為零，而Q點(diǎn)的分子勢能為零，故選項(xiàng)D正確7兩個(gè)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分子勢能和動能之和不變答案BCE8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()答案B解析當(dāng)rr0時(shí)，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(shí)，分子力為零，此時(shí)分子勢能最小故選項(xiàng)B正確題組三物體的內(nèi)能與機(jī)械能9關(guān)于內(nèi)能和機(jī)械能，下列說法正確的是()A物體的機(jī)械能損失時(shí)，內(nèi)能卻可能增加B物體的內(nèi)能損失時(shí)，機(jī)械能必然會減小C物體內(nèi)能為零時(shí)，機(jī)械能可以不為零D物體的機(jī)械能為零時(shí)，內(nèi)能可以不為零答案AD解析在空中下降的物體由于克服空氣阻力做功，機(jī)械能損失，因摩擦物體的溫度升高，內(nèi)能增加，A正確；物體靜止時(shí)，溫度降低，內(nèi)能減少，而機(jī)械能可能不變，B錯(cuò)；分子運(yùn)動永不停息而且分子間有相互作用，內(nèi)能不可能為零，但機(jī)械能可以為零，C錯(cuò)，D正確10關(guān)于物體的內(nèi)能，下列敘述中正確的是()A溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B物體的體積增大時(shí)，內(nèi)能也增大C內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同D內(nèi)能不相同的物體，它們的分子平均動能可能相同答案D解析溫度高的物體與溫度低的物體相比較，溫度低的物體的分子平均動能小，但所有分子的熱運(yùn)動動能和分子勢能的總和不一定小，即物體的內(nèi)能不一定小，A錯(cuò)；物體的體積增大時(shí)，分子間的距離增大，分子勢能發(fā)生變化，但不能確定分子勢能是增大還是減小即使分子勢能增大而分子的平均動能不能確定是否變化，也不能說明內(nèi)能增大，B錯(cuò)；內(nèi)能相同的物體是指物體內(nèi)所有分子的動能和分子勢能的總和相同，而它們的分子平均動能卻不一定相同，C錯(cuò)；內(nèi)能不相同的物體，它們的溫度卻可能相同，即它們的分子平均動能可能相同，D正確11關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是()A水分子的內(nèi)能比冰分子的內(nèi)能大B物體所處的位置越高，分子勢能就越大，內(nèi)能越大C一定質(zhì)量的0 的水結(jié)成0 的冰，內(nèi)能一定減少D相同質(zhì)量的兩個(gè)同種物體，運(yùn)動物體的內(nèi)能一定大于靜止物體的內(nèi)能答案C解析因內(nèi)能是指組成物體的所有分子的熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和，說單個(gè)分子的內(nèi)能沒有意義，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；內(nèi)能與機(jī)械能是兩種不同性質(zhì)的能，它們之間無直接聯(lián)系，內(nèi)能與“位置”高低、“運(yùn)動”還是“靜止”沒有關(guān)系，故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；一定質(zhì)量的0 的水結(jié)成0 的冰，放出熱量，使得內(nèi)能減少，故選項(xiàng)C正確