3.分子动能和分子势能-2023-2024学年高二物理下学期同步培优练（人教版2019选择性必修第三册）

第3讲 分子动能和分子势能 3.1考点精析 考点一　分子力与分子势能的关系 分子力与分子势能的关系 分子力F 分子势能Ep 图像 随分 子间 距离 的变 化情 况 r＜r0 F随r增大而减小，表现为斥力 r增大，F做正功，Ep减小 r＞r0 r增大，F先增大后减小，表现为引力 r增大，F做负功，Ep增大 r＝r0 F引＝F斥，F＝0 Ep最小，但不为零 r＞10r0 引力和斥力都很微弱，F＝0 Ep＝0 (1)当r＞r0时，分子力表现为引力，若r增大，需克服引力做功，分子势能增大。 (2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，若r减小，需克服斥力做功，分子势能增大。 (3)当r＝r0时，分子力为零，分子势能最小。 例1 (多选)如图1所示的甲、乙两幅图像分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，下列说法正确的是(　　) 图1 A.分子间距r＝r0表示平衡位置，此位置分子间的引力、斥力都等于0 B.当分子间距无限大时，分子势能最小 C.当分子间距r>r0时，随着r的增大，F先增大后减小，Ep增大 D.当分子间距r<r0时，随着r的减小，F增大，Ep增大 考点二　分子动能、分子势能、内能 1.温度、内能和热量的比较 (1)温度宏观上表示物体的冷热程度，是分子平均动能的标志。 (2)内能是物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。 (3)热量指在热传递过程中，物体吸收或放出热的多少。 2.分子动能、分子势能、内能 分子动能 分子势能 内能 定义 分子无规则运动的动能 由分子间相对位置决定的势能 所有分子的热运动动能和分子势能的总和 决定 因素 温度(决定分子平均动能) 分子间距 温度、体积、物质的量 注意 温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分子没有实际意义 3.内能和机械能的区别与联系 内能 机械能 对应的运动形式 微观分子热运动 宏观物体机械运动 常见的能量形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能、弹性势能 影响因素 物质的量、物体的温度、体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、相对于零势能面的高度、弹性形变量 大小 永远不等于零 一定条件下可以等于零 联系 在一定条件下可以相互转化 4.物态变化对内能的影响 一些物体在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。 例2(多选)下列关于温度及内能的说法中正确的是(　　) A.温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高 B.两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 C.质量和温度相同的冰和水，内能不同 D.温度高的物体不一定比温度低的物体内能大 例3.如图2所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0为斥力，F<0为引力。A、B、C、D为x轴上四个特定的位置，现把乙分子从A处由静止释放，选项中四个图分别表示乙分子的速度、加速度、动能、势能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　) 图2 3.2巩固练习 1.分子势能的大小是由分子间的相对位置决定的。分子势能Ep与分子间距离r的关系如图2所示，r0为分子间的平衡位置。下列说法正确的是(　　) 图2 A.当r ＝ r0时，分子势能最小 B.当r ＝ r1时，分子势能最小 C.当r ＝ r0时，分子力最大 D.当r ＝ r1时，分子力为0 2.(多选)1 g 100 ℃的水与1 g 100 ℃的水蒸气相比较，下述说法中正确的是(　　) A.分子的平均动能与分子的总动能相同 B.分子的平均动能相同，分子的总动能不同 C.分子的总动能相同，但分子的势能总和不同 D.内能相同 3.(多选)关于物体的内能，下列叙述中正确的是(　　) A.温度高的物体比温度低的物体内能大 B.物体的内能不可能为零 C.内能相同的物体，它们的分子平均动能一定相同 D.内能不相同的物体，它们的分子平均动能可能相同 4.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力F和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的是(　　) 5.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a处由静止释放，则(　　) A.乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动 B.乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大 C.乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一