2024版高考物理一轮复习第十二章热学第1节分子动理论内能选修3_3

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(3)当r＝r0时，分子势能最小。

[

典

例] (2017·济南三模)如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从点处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲。图中b点合外力表现为引

值最大处，d点是分子靠得最近处。则下列说法正确的是( )

分子在a点势能最小

无穷远a力，且为数A．乙

B．乙分子在b点动能最大C．乙分子在c点动能最大D．乙分子在d点加速度为零

[解析] 乙分子由a运动到c，分子力表现为引力，分子力做正功，动能增大，分子势能减小，所以乙分子在c点分子势能最小，在c点动能最大，故A、B错误，C正确；由题图可知，乙分子在d点时受到的

分子力最大，所以乙分子在d点的加速度最大，故D错误。

[答案] C

[方法规律]

(1)分子势能在平衡位置有最小值，无论分子间距离如何变化，靠近平衡位置，分子势能减小，反之增

大。

(2)判断分子势能变化的两种方法

①看分子力的做功情况。

②直接由分子势能与分子间距离的关系图线判断，但要注意其和分子力与分子间距离的关系图线的区

[集训冲关]

1．(2017·北京石景山区一模)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距减小时，分子间的( )

A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加

别。

解析：选B 分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距减小时，分子间的引力增加，斥力增加。引力

增加的慢，斥力增加的快。所以B选项正确。

2．(多选)(2017·抚顺模拟)关于分子间的作用力，下列说法正确的是( )

A．分子之间的斥力和引力同时存在

B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小

C．分子之间的距离减小时，分子力一直做正功D．分子之间的距离增大时，分子势能一直减小

E．分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点

解析：选ABE 分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于最新教育教学资料精选

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平衡距离时表现为斥力，故A正确；分子间的引力和斥力都随分子间距离的减小而增加，故B正确；分子间距大于r0时，分子力为引力，相互靠近时，分子力做正功，分子间距小于r0时，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，故C错误；两分子之间的距离大于r0时，分子力为引力，当分子之间的距离增加时，分子力做负功，分子势能增加，故D错误；当两分子之间的距离等于r0时，分子势能最小，从该位置起增加或减小分子距离，分子力都做负功，分子势能增加，分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的

选)(2017·海口模拟)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0。相距很远的两分子在分子力作止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的

两个点，故E正确。

3．(多关系如图中用下，由静

是( )

A．在r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r

C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大

D．在r＝r0时，分子势能为零

E．分子动解析：选小，分子动能分子动能减C正确，D错

确。

能和势能之和在整个过程中不变

ACE 由Ep -r图可知：在r>r0阶段，当r减小时F做正功，分子势能减增加，故A正确；在r

突破点(四) 物体的内能

定义 决定 因素 量值 测量 本质 运动 形式 联系 1．物体的内能与机械能的比较 机 械 能 内 能物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和 与物体的温度、体积、物态和分子数有关 任何物体都有内能 无法测量 微观分子的运动和相互作用的结果 热运动 物体的动能、重力势能和弹性势能的统称 跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关 可以为零 可测量 宏观物体的运动和相互作用的结果 机械运动 在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒 2.内能和热量的比较 最新教育教学资料精选

最新教育教学资料精选 内 能 是状态量，状态确定系统的内能随之确热 量 是过程量，它表示由于热传递而引起的内能变化过程中转移的能量 区别 定。一个物体在不同的状态下有不同的内能 联系 在只有热传递改变物体内能的情况下，物体内能的改变量在数值上等于物体吸收或放出的热量 [典例] (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 E．物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关 [思路点拨]解答本题时应注意以下三点： (1)分子是永不停息地做无规则运动的。 (2)温度是分子平均动能的唯一决定因素。

(3)物体的内能与物体的温度、体积、物态和物质的量均有关。

[解析] 温度高低反映分子平均动能的大小，但由于物体不同，分子数目不同，所处状态不同，无法反映内能的大小，选项A错误；由于分子都在做无规则运动，因此，任何物体内能不可能为零，选项B正确；内能相同的物体，它们的分子平均动能不一定相同，选项C错误；内能不同的两个物体，它们的温度可以相同，即它们的分子平均动能可以相同，选项D正确；物体的内能与物体的温度、体积、物态和分子数有关，故选项E正确。

[答案] BDE [方法规律]

分析物体的内能问题的四点提醒

(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法。(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系。

(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能。

(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能相同。

[集训冲关]

1．若某种实际气体分子的作用力表现为引力，则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关

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系是( )

A．如果保持其体积不变，温度升高，内能增大B．如果保持其体积不变，温度升高，内能减少C．如果保持其温度不变，体积增大，内能不变D．如果保持其温度不变，体积增大，内能减少

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解析：选A 若保持气体的体积不变，则分子势能不变，温度升高，分子的平均动能变大，故气体的内能增大，A正确，B错误；若保持气体的温度不变，气体分子的平均动能不变，体积增大，分子间的引力做

负功，分子势能增大，故气体的内能增大，C、D均错误。

2．(2014·北京高考)下列说法中正确的是( )A．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大

C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变

解析：选B 根据温度是分子平均动能的标志知，温度升高，分子热运动的平均动能增大；温度降低，分子热运动的平均动能减小，选项A错误，B正确；影响物体内能的因素有温度、体积、物质的量及物态，

所以只根据温度变化情况无法判断内能的变化情况，选项C、D错误。

对点训练：微观量的估算

1．(多选)若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水

蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系正确的有( )

ρVM

A．NA＝B．ρ＝

m0NAV0MMC．ρ

NAV0NA

MρVM

解析：选ACD 由于M＝ρV，则NA＝＝，变形得m0＝，故A、D正确；由于水蒸气分子之间空

m0m0NA

MM隙大，所以NAV0

VNAV0

2．(多选)(2017·大连模拟)某气体的摩尔质量为Mmol，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个分子的质量和

体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA不可表示为( )

MmolρVmol

A．NA＝B．NA＝mmVmolMmolC．NA＝D．NA＝

V0ρV0

MmolρVmolVmol

解析：选CD 阿伏加德罗常数NA＝＝＝，其中V为每个气体分子所占有的体积，而V0

mmV

是气体分子的体积，故C错误；D中ρV0不是气体分子的质量，因而也是错误的。

3．(2017·郑州模拟)很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题，在车灯的设计上选择了氙气灯，因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍，但是耗电量仅是普通灯的一半，氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍，很多车主会选择含有氙气灯的汽车，若氙气充入灯头后的容积V＝1.6 L，氙气密度ρ＝6.0 kg/m。已知氙气摩尔质量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×10 mol。试估算：(结果保留一位有效数最新教育教学资料精选

23

－1

3

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(1)灯头中氙气分子的总个数N；

字)

(2)灯头中氙气分子间的平均距离。

ρV

解析：(1)设氙气的物质的量为n，则n＝，M

ρV22

氙气分子的总数N＝NA≈4×10个。

MV

(2)每个氙气分子所占的空间为V0＝

N

设氙气分子间平均距离为a，

则有V0＝a，

3

3V

－9

即a＝ ≈3×10 m。

N

22

－9

答案：(1)4×10个 (2)3×10 m

对点训练：扩散现象、布朗运动与分子热运动

4．(多选)(2015·山东高考)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是( )

A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用

B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速

D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的

解析：选BC 墨滴入水，最后混合均匀，是扩散现象，碳粒做布朗运动，水分子做无规则的热运动；

碳粒越小，布朗运动越明显，混合均匀的过程进行得越迅速，选项B、C正确。

5．(多选)(2017·随州调考)下列说法正确的是( )

A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性

B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素

E．当温度升高时，物体内每一个分子热运动的速率一定都增大

解析：选ACD 布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反应液体分子的运动，故显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性，故选项A正确；分子间距离r

动情况不确定，故E错误。

6．(多选)(2017·邯郸一中一模)近期我国多个城市的PM2.5数值突破警戒线，受影响最严重的是京津冀地区，雾霾笼罩，大气污染严重。PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中最新教育教学资料精选