2018-2019版高中物理 第二章 氣體 2 溫度 內(nèi)能 氣體的壓強(qiáng)學(xué)案 教科版選修3-3.doc

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2　溫度　內(nèi)能　氣體的壓強(qiáng) [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.知道溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志，滲透統(tǒng)計(jì)的方法.2.知道分子勢能隨分子間距離變化的關(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)，知道內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系.4.理解氣體壓強(qiáng)的微觀意義． 一、分子動(dòng)能、溫度 1．分子動(dòng)能：由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的能量． 2．分子的平均動(dòng)能 所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值． 3．溫度：溫度標(biāo)志著物體內(nèi)部大量分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，可以作為物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的量度． 二、分子勢能、內(nèi)能 1．分子勢能 (1)定義：由分子間的相對位置決定的能． (2)分子力做功和分子勢能的關(guān)系 分子力做正功，分子勢能減少，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，且分子力做功的數(shù)值等于分子勢能的變化量． (3)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)． 2．物體的內(nèi)能 (1)物體的內(nèi)能是物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢能的總和． (2)相關(guān)因素 ①物體所含的分子總數(shù)由物質(zhì)的量決定． ②分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能由溫度決定． ③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． 三、氣體的壓強(qiáng) 1．氣體壓強(qiáng)的大小等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力． 2．產(chǎn)生原因：大量氣體分子對器壁的碰撞引起的． 3．決定因素： (1)微觀上決定于分子的平均動(dòng)能和分子的密集程度； (2)宏觀上決定于氣體的溫度T和體積V. 4．壓強(qiáng)特點(diǎn)：氣體內(nèi)部壓強(qiáng)處處相等． [即學(xué)即用] 1．判斷下列說法的正誤． (1)物體溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增加．() (2)物體溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加．(√) (3)氣體壓強(qiáng)是由于氣體分子間的斥力產(chǎn)生的．() (4)一定質(zhì)量的氣體被壓縮時(shí)，氣體壓強(qiáng)一定會(huì)增大．() (5)分子的勢能是由分子間相對位置決定的能量，隨分子間距的變化而變化．(√) 2．(1)1千克10℃的水比10千克2℃的鐵的分子的平均動(dòng)能________． (2)質(zhì)量和體積一定的同種氣體，溫度高時(shí)氣體的內(nèi)能________． 答案　(1)大　(2)大 一、分子動(dòng)能　溫度 [導(dǎo)學(xué)探究]　(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)物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其分子的平均動(dòng)能也越大嗎？ 答案　(1)分子動(dòng)能是指單個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，但分子運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，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)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計(jì)的意義，對于個(gè)別分子，溫度是沒有意義的．所以物體溫度升高時(shí)，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小，也可能不變． (3)不是．分子的平均動(dòng)能與宏觀物體運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)． [知識(shí)深化] 1．單個(gè)分子的動(dòng)能 由于分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，在某時(shí)刻物體內(nèi)部各個(gè)分子的動(dòng)能大小不一，就是同一個(gè)分子，在不同時(shí)刻的動(dòng)能也可能是不同的，所以單個(gè)分子的動(dòng)能沒有意義． 2．分子的平均動(dòng)能 (1)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，具有統(tǒng)計(jì)意義．溫度升高，分子的平均動(dòng)能增大，但不是每個(gè)分子的動(dòng)能都增大，個(gè)別分子的動(dòng)能可能減小或不變，但總體上所有分子的動(dòng)能之和一定是增加的． (2)由于不同物質(zhì)的分子質(zhì)量一般不同，所以同一溫度下，不同物質(zhì)的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能相同，但平均速率一般不同． 特別提醒　分子的平均動(dòng)能與宏觀上物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)． 例1　下列關(guān)于物體的溫度與分子動(dòng)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(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，但并不是所有分子的動(dòng)能都增大，B錯(cuò)，C對；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)． 1．雖然溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，但是零度(0℃)時(shí)物體中分子的平均動(dòng)能卻不為零． 2．物體內(nèi)分子做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的速度和物體做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度是完全不同的兩個(gè)概念． 二、分子勢能 [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)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？ (2)若分子力表現(xiàn)為引力，分子間距離增大時(shí)，分子力做什么功？分子勢能如何變化？分子間距離減小時(shí)，分子力做什么功？分子勢能如何變化？ (3)若分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做功情況以及分子勢能的變化情況又如何呢？ 答案　(1)分子力做功對應(yīng)分子勢能的變化　(2)負(fù)功　分子勢能增加　正功　分子勢能減小　(3)分子間距離增大時(shí)，分子力做正功，分子勢能減小；分子間距離減小時(shí)，分子力做負(fù)功，分子勢能增大． [知識(shí)深化] 1．分子力、分子勢能與分子間距離的關(guān)系 分子間距離 r＝r0 r＞r0，r增大 r＜r0，r減小 分子力 等于零 表現(xiàn)為引力 表現(xiàn)為斥力 分子力做功 分子力做負(fù)功 分子力做負(fù)功 分子勢能 最小 隨分子間距離的增大而增大 隨分子間距離的減小而增大 分子勢能與分子間的距離的關(guān)系圖像如圖1所示． 圖1 2．分子勢能的特點(diǎn) 由分子間的相對位置決定，隨分子間距離的變化而變化．分子勢能是標(biāo)量，正、負(fù)表示的是大小，具體的值與零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)． 3．分子勢能的影響因素 (1)宏觀上：分子勢能跟物體的體積有關(guān)． (2)微觀上：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)，分子勢能與r的關(guān)系不是單調(diào)變化的． 例2　(多選)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(dòng)，直至不能再靠近．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(dòng)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(dòng)能之和不變 答案　BCE 解析　由分子動(dòng)理論的知識(shí)，當(dāng)兩個(gè)分子從相距較遠(yuǎn)的位置相互靠近，直至不能再靠近的過程中，分子力先是表現(xiàn)為引力且先增大后減小，之后表現(xiàn)為分子斥力，一直增大，所以A錯(cuò)誤；分子引力先做正功，然后分子斥力做負(fù)功，分子勢能先減小再增大，分子動(dòng)能先增大后減小，所以B、C正確，D錯(cuò)誤；因?yàn)橹挥蟹肿恿ψ龉Γ苑肿觿菽芎头肿觿?dòng)能的總和保持不變，所以E正確． 1．分子勢能的變化情況只與分子力做功相聯(lián)系．分子力做正功，分子勢能減??；分子力做負(fù)功，分子勢能增大．分子力做功的大小等于分子勢能變化量的大?。? 2．討論分子勢能變化時(shí)，絕不能簡單地由物體體積的增大、減小得出結(jié)論．導(dǎo)致分子勢能變化的原因是分子力做功． 例3　如圖2所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上．甲分子對乙分子的作用力F與兩分子間距離關(guān)系如圖中曲線所示．現(xiàn)把乙分子從a處逐漸向甲分子靠近，則(　　) 圖2 A．乙分子從a到b過程中，分子力增大，分子勢能增大 B．乙分子從a到c過程中，分子力先增大后減小，分子勢能一直減小 C．乙分子從b到d過程中，分子力先減小后增大，分子勢能一直增大 D．乙分子從c到d過程中，分子力增大，分子勢能減小 答案　B 解析　從a到c的過程中，分子力表現(xiàn)為引力，做正功，故分子勢能減小，分子力先增大后減小，從c到d過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力做負(fù)功，故分子勢能增加，分子力增大，B正確． 分子勢能圖像問題的解題技巧 1．要明確分子勢能、分子力與分子間的距離關(guān)系圖像中拐點(diǎn)的不同意義．分子勢能圖像的最低點(diǎn)(最小值)對應(yīng)的距離是分子平衡距離r0，分子力圖像與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)表示平衡距離r0. 2．要把圖像上的信息轉(zhuǎn)化為分子間的距離，再求解其他問題． 三、內(nèi)能 [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)結(jié)合影響分子動(dòng)能和分子勢能的因素，從微觀和宏觀角度討論影響內(nèi)能的因素有哪些？ (2)物體的內(nèi)能隨機(jī)械能的變化而變化嗎？內(nèi)能可以為零嗎？ 答案　(1)微觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含分子的總數(shù)、分子的平均動(dòng)能和分子間的距離． 宏觀上：物體的內(nèi)能取決于物體所含物質(zhì)的量、溫度和體積及物態(tài)． (2)物體的機(jī)械能變化時(shí)其溫度和體積不一定變化，因此其內(nèi)能不一定變化，兩者之間沒有必然聯(lián)系．組成物體的分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此物體的內(nèi)能不可能為零． [知識(shí)深化] 1．內(nèi)能的決定因素 (1)宏觀因素：物體內(nèi)能的大小由物質(zhì)的量、溫度和體積三個(gè)因素決定，同時(shí)也受物態(tài)變化的影響． (2)微觀因素：物體內(nèi)能的大小由物體所含的分子總數(shù)、分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子間的距離三個(gè)因素決定． 2．溫度、內(nèi)能和熱量的比較 (1)溫度宏觀上表示物體的冷熱程度，是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志． (2)內(nèi)能是物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和． (3)熱量指在熱傳遞過程中，物體吸收或放出熱的多少，等于物體內(nèi)能的變化量． 3．內(nèi)能和機(jī)械能的區(qū)別與聯(lián)系 內(nèi)能 機(jī)械能 對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)形式 微觀分子熱運(yùn)動(dòng) 宏觀物體機(jī)械運(yùn)動(dòng) 常見的能量形式 分子動(dòng)能、分子勢能 物體動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能 影響因素 物質(zhì)的量、物體的溫度、體積及物態(tài) 物體的質(zhì)量、機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、相對于零勢能面的高度、彈性形變量 大小 永遠(yuǎn)不等于零 一定條件下可以等于零 聯(lián)系 在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 4.物態(tài)變化對內(nèi)能的影響 一些物質(zhì)在物態(tài)發(fā)生變化時(shí)，如冰的熔化、水在沸騰時(shí)變?yōu)樗魵猓瑴囟炔蛔?，此過程中分子的平均動(dòng)能不變，由于分子間的距離變化，分子勢能變化，所以物體的內(nèi)能變化． 例4　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(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　溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能的總和，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，但分子的平均速率可能不同，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(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)能無關(guān)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤． 比較物體內(nèi)能的大小和判斷內(nèi)能改變的方法 具體比較和判斷時(shí)，必須抓住物體內(nèi)能的大小與分子總數(shù)、溫度、物體的體積及物態(tài)等因素有關(guān)，結(jié)合能量守恒定律，綜合進(jìn)行分析． (1)當(dāng)物體質(zhì)量m一定時(shí)(相同物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M相等)，物體所含分子數(shù)n就一定． (2)當(dāng)物體溫度一定時(shí)，物體內(nèi)部分子的平均動(dòng)能就一定． (3)當(dāng)物體的體積不變時(shí)，物體內(nèi)部分子間的相對位置就不變，分子勢能也不變． (4)當(dāng)物體發(fā)生物態(tài)變化時(shí)，要吸收或放出熱量，使物體的溫度或體積發(fā)生改變，物體的內(nèi)能也隨之變化． 四、氣體的壓強(qiáng) [導(dǎo)學(xué)探究]　(1)如圖3所示，密閉容器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體，氣體的壓強(qiáng)是由氣體分子間的斥力產(chǎn)生的嗎？ 圖3 (2)把一顆豆粒拿到臺(tái)秤上方約10cm的位置，放手后使它落在秤盤上，觀察秤的指針的擺動(dòng)情況．如圖4所示，再從相同高度把100?；蚋嗟亩沽＿B續(xù)地倒在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況．使這些豆粒從更高的位置落在秤盤上，觀察指針的擺動(dòng)情況．用豆粒做氣體分子的模型，試說明氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理． 圖4 答案　(1)不是，是分子撞擊器壁而產(chǎn)生的．(2)說明氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是氣體分子的平均動(dòng)能，一個(gè)是分子的密集程度． [知識(shí)深化] 1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生：單個(gè)分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就會(huì)對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力．所以從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力． 2．決定氣體壓強(qiáng)大小的因素 (1)微觀因素 ①氣體分子的密集程度：氣體分子密集程度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大． ②氣體分子的平均動(dòng)能：氣體的溫度越高，氣體分子的平均動(dòng)能就越大，每個(gè)氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就越大；從另一方面講，分子的平均速率越大，在單位時(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就越多，累計(jì)沖力就越大，氣體壓強(qiáng)就越大． (2)宏觀因素： ①氣體的體積：一定質(zhì)量氣體的體積越大，氣體的分子密度越小，氣體的壓強(qiáng)越?。? ②氣體的溫度：氣體的溫度越高，氣體的分子平均速率越大，氣體的壓強(qiáng)越大． 特別提醒　由于大量氣體分子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的概率相等，因而氣體內(nèi)部壓強(qiáng)處處相等． 例5　下列說法正確的是(　　) A．氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 B．氣體對器壁的壓強(qiáng)就是大量氣體分子單位時(shí)間作用在器壁上的平均作用力 C．氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，氣體的壓強(qiáng)一定減小 D．單位體積的氣體分子數(shù)增加，氣體的壓強(qiáng)一定增大 答案　A 解析　氣體壓強(qiáng)為氣體分子對器壁單位面積的平均作用力，故A正確，B錯(cuò)誤；氣體壓強(qiáng)的大小與氣體分子的平均動(dòng)能和氣體分子密集程度均有關(guān)，故C、D錯(cuò)誤． 氣體壓強(qiáng)問題的解題思路 1．明確氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因——大量做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子對器壁頻繁持續(xù)的碰撞．壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力； 2．明確氣體壓強(qiáng)的決定因素——?dú)怏w分子的密集程度與平均動(dòng)能； 3．只有知道了這兩個(gè)因素的變化，才能確定壓強(qiáng)的變化，任何單個(gè)因素的變化都不能決定壓強(qiáng)是否變化． 1．(分子動(dòng)能、溫度)下列說法正確的是(　　) A．只要溫度相同，任何物體分子的平均動(dòng)能都相同 B．分子動(dòng)能指的是由于分子定向移動(dòng)具有的動(dòng)能 C．100個(gè)分子的動(dòng)能和分子勢能的總和就是這100個(gè)分子的內(nèi)能 D．溫度高的物體中每一個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速率大于溫度低的物體中每一個(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，A正確；分子動(dòng)能是由于分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而具有的動(dòng)能，B錯(cuò)誤；物體內(nèi)能是對大量分子而言，對100個(gè)分子毫無意義，C錯(cuò)誤；相同物質(zhì)，溫度高的物體分子平均速率大，溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，對單個(gè)分子沒有意義，D錯(cuò)誤． 2．(分子勢能)下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是(　　) 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，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，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℃的冰的內(nèi)能與等質(zhì)量的0℃的水的內(nèi)能相等 答案　A 解析　機(jī)械能是宏觀能量，可以為零，而物體內(nèi)的分子在永不停息地做無規(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)正確；物體的內(nèi)能與物質(zhì)的量、溫度和體積及物態(tài)有關(guān)，B、C、D錯(cuò)誤． 4．(氣體的壓強(qiáng))(多選)兩個(gè)相同的密閉容器中分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，已知容器中氣體的壓強(qiáng)不相同，則下列判斷中正確的是(　　) A．壓強(qiáng)小的容器中氣體的溫度比較高 B．壓強(qiáng)大的容器中氣體單位體積內(nèi)的分子數(shù)比較少 C．壓強(qiáng)小的容器中氣體分子的平均動(dòng)能比較小 D．壓強(qiáng)大的容器中氣體分子對器壁單位面積的平均作用力比較大 答案　CD 解析　相同的密閉容器分別裝有等質(zhì)量的同種氣體，說明它們所含的分子總數(shù)相同，即分子數(shù)密度相同，B錯(cuò)；壓強(qiáng)不同，一定是因?yàn)閮扇萜鳉怏w分子平均動(dòng)能不同造成的，壓強(qiáng)小的容器中分子的平均動(dòng)能一定較小，溫度較低，故A錯(cuò)，C對；壓強(qiáng)大的容器中氣體分子對器壁單位面積的平均作用力比較大，故D正確． 一、選擇題 考點(diǎn)一　分子動(dòng)能 1．(多選)對于20℃的水和20℃的水銀，下列說法正確的是(　　) A．兩種物體的分子的平均動(dòng)能相同 B．水銀的分子的平均動(dòng)能比水的大 C．兩種物體的分子的平均速率相同 D．水銀分子的平均速率比水分子的平均速率小 答案　AD 解析　溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度相同的物體的分子的平均動(dòng)能相同，故A對，B錯(cuò)；由水銀的摩爾質(zhì)量大于水的摩爾質(zhì)量，知D對，C錯(cuò)． 2．(多選)下列關(guān)于分子動(dòng)能的說法，正確的是(　　) A．物體的溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增加 B．物體的溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加 C．若分子的質(zhì)量為m，平均速率為v，則平均動(dòng)能為mv2 D．分子的平均動(dòng)能等于物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能之和與所有分子的總數(shù)之比 答案　BD 解析　溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度升高，分子的平均動(dòng)能增加，但是其中個(gè)別分子的動(dòng)能卻有可能減小，A錯(cuò)，B對；分子的平均動(dòng)能等于物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能之和與所有分子總數(shù)的比值，所以C錯(cuò)，D對． 考點(diǎn)二　分子勢能 3．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(　　) A．F不斷減小，Ep不斷減小 B．F先增大后減小，Ep不斷增大 C．F不斷增大，Ep先減小后增大 D．F、Ep都是先減小后增大 答案　B 解析　分子間距r＝r0時(shí)，分子力F＝0；隨r的增大，分子力表現(xiàn)為引力，F(xiàn)≠0；當(dāng)r＝10r0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． 4．如圖1所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于x軸上，甲、乙兩分子間的作用力與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力．a(chǎn)、b、c、d為x軸上四個(gè)特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a移動(dòng)到d的過程中，兩分子間的分子力和分子勢能同時(shí)都增大的階段是(　　) 圖1 A．從a到b B．從b到c C．從b至d D．從c到d 答案　D 解析　根據(jù)分子力做功與分子勢能的關(guān)系，分子力做正功分子勢能減少，分子力做負(fù)功分子勢能增加，而在c到d階段，分子表現(xiàn)為斥力，隨距離減小，分子力也增大，故D選項(xiàng)正確． 5．(多選)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(shí)，其分子勢能必定增大 B．當(dāng)物體體積增大時(shí)，其分子勢能不一定增大 C．當(dāng)物體體積減小時(shí)，其分子勢能必定減小 D．當(dāng)物體體積不變時(shí)，其分子勢能一定不變 答案　BD 考點(diǎn)三　物體的內(nèi)能及其綜合應(yīng)用 6．關(guān)于物體的內(nèi)能，以下說法正確的是(　　) 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．對于一些特殊的物體，可以沒有內(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． 7．下面有關(guān)機(jī)械能和內(nèi)能的說法中正確的是(　　) A．機(jī)械能大的物體，內(nèi)能一定也大 B．物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速度越來越大，物體內(nèi)分子平均動(dòng)能必增大 C．物體降溫時(shí)，其機(jī)械能必減少 D．摩擦生熱是機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化 答案　D 解析　機(jī)械能與內(nèi)能有著本質(zhì)的區(qū)別，對于同一物體，機(jī)械能是由其宏觀運(yùn)動(dòng)速度和相對高度決定的，而內(nèi)能是由物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和聚集狀態(tài)決定的． 8．(多選)回收“神舟十號”飛船的過程中，飛船在軌道上運(yùn)行的高度逐漸降低進(jìn)入大氣層，最后安全著陸．由于與大氣的高速摩擦，使得飛船殼體外表溫度上升到近二千攝氏度，從分子動(dòng)理論和能量方面下列理解正確的是(　　) A．飛船殼體材料每個(gè)分子的動(dòng)能均增大 B．飛船殼體材料分子的平均動(dòng)能增大 C．飛船的內(nèi)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化 D．飛船的機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化 答案　BD 解析　飛船殼體外表溫度升高，說明分子的平均動(dòng)能增大，故A錯(cuò)，B對；飛船的高度逐漸降低，與大氣高速摩擦，機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，故C錯(cuò)，D對． 考點(diǎn)四　氣體的壓強(qiáng) 9．下列各組物理量哪些能決定氣體的壓強(qiáng)(　　) A．分子的平均動(dòng)能和分子種類 B．分子密集程度和分子的平均動(dòng)能 C．分子總數(shù)和分子的平均動(dòng)能 D．分子密集程度和分子種類 答案　B 解析　氣體的壓強(qiáng)是由大量分子碰撞器壁而引起的，氣體分子的密集程度越大(即單位體積內(nèi)分子數(shù)越多)，在單位時(shí)間內(nèi)撞擊器壁單位面積的分子就越多，則氣體的壓強(qiáng)越大．另外氣體分子的平均動(dòng)能越大，分子撞擊器壁對器壁產(chǎn)生的作用力越大，氣體的壓強(qiáng)就越大．故決定氣體壓強(qiáng)的因素是分子密集程度和分子的平均動(dòng)能，故B項(xiàng)正確． 二、非選擇題 10．(內(nèi)能)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)分子勢能的情況下，氣體內(nèi)能最大的是________． 答案　氫氣　氫氣 11．(內(nèi)能)(1)1kg的40℃的水跟1kg的80℃的水哪個(gè)內(nèi)能多？ (2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水哪個(gè)內(nèi)能多？ (3)一杯100℃的開水跟一池塘常溫下的水哪個(gè)內(nèi)能多？ (4)1kg的100℃的水跟1kg的100℃的水蒸氣哪個(gè)內(nèi)能多？ 答案　見解析 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(dòng)能大，若不考慮水的膨脹引起的體積微小變化，則1kg的80℃的水的內(nèi)能多． (2)1kg的40℃的水跟2kg的40℃的水比較，2kg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(dòng)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(dòng)能也相同，但100℃的水蒸氣分子勢能比100℃的水的分子勢能大，故1kg的100℃的水蒸氣的內(nèi)能比1kg的100℃的水的內(nèi)能多．