1.4.1 分子动能和分子势能 同步学案 -2022-2023学年高二下学期物理 人教版2019选择性必修第三册（含答案）

1.4.1分子动能和分子势能一、自主学习（一）分子动能1.定义:由于分子永不停息地做____________而具有的动能。2.分子热运动的平均动能:所有分子的动能的____________。①____________是物质分子热运动的平均动能的标志,____________升高,分子热运动的平均动能增大。②虽然同一温度下,不同物质的分子热运动的平均动能相同,但由于不同物质的分子质量一般不相同,故平均速率一般不相同。（二）分子势能1.定义:分子间由分子力和分子间的____________决定的势能。2.决定因素①宏观上:分子势能的大小与物体的____________有关。②微观上:分子势能与分子之间的____________有关。二、课堂探究[情景设问]运动着的足球具有动能，运动的分子呢？结论1：分子不停地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有______，这就是____________。（一）分子动能[讨论]在热现象的研究中，我们研究的是单个分子的动能吗？结论2：（1）大量分子的运动速率不尽相同，动能也有大有小，而且在不断改变，在研究热现象时，有意义的不是单个分子的动能，而是__________________。（2）分子热运动的平均动能：物体里所有分子动能的______。[思考]分子平均动能的大小跟什么有关系呢？分子平均动能与温度的关系结论3：温度越高，分子的无规则热运动越______！分子运动速率分布图像[情景设问]石块由于地球吸引而下落，互相吸引的分子也有势能吗?结论4：分子间存在着相互作用力，可以证明分子间的作用力所做的功与______无关，分子组成的系统具有____________。[思考]分子势能的大小由分子间的相对位置决定，这说明分子势能Ep与分子间距离r是有关系的。那么，它们之间存在怎样的一种关系呢？两个分子相互作用的示意图分子间的作用力与分子势能结论5：（1）当分子B向分子A靠近，分子间距离r大于______时，分子间的作用力表现为引力，力的方向与分子的位移方向相同，分子间的作用力做正功，分子势能减小。（2）当分子间距离r减小到______时，分子间的作用力为0，分子势能减到最小。（3）越过平衡位置______后，分子B继续向分子A靠近，分子间的作用力表现为斥力，力的方向与分子的位移方向相反，分子间的作用力做负功，分子势能增大。[思考]决定分子势能的因素是什么呢？（分别从宏观和微观上阐述）结论6：（1）从宏观上看：分子势能跟物体的______有关。（2）从微观上看：分子势能跟分子间距离______有关。三、典题精讲【例题1】(多选)质量相等的氢气和氧气在温度相同时,下列说法中正确的是()A.两种气体的分子平均动能相等B.氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率C.两种气体分子热运动的总动能相等D.氢气分子热运动的总动能大【例题2】（多选）如图所示,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,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直减小D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增大核心素养专练1.如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上。两分子之间的相互作用力的合力F与两分子间距离x的关系如图中曲线所示，F＞0表现为斥力，F＜0表现为引力，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，则（）A．乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B．乙分子从a到c做加速运动，经过c点时速度最小C．乙分子从a到c的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少D．乙分子从a到d的过程中，两分子组成的系统的分子势能一直减少2.分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放，仅考虑这两个分子间的作用，从r=r2到r=r1（）A．分子间的引力先增大后减小B．分子间的斥力先减小后增大C．分子力的大小先减小后增大D．分子势能先减小后增大3.下列说法中正确的是（）A．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引B．空气的相对湿度等于空气中所含水蒸气的压强C．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能也随着减小D．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的4.甲分子固定在坐标原点O，乙分子从图中A点由静止释放，运动过程中经过P、B两点．两分子间的分子势能Ep与分子间距离x的变化关系如图所示．下列说法正确的是（）A．乙分子在P点的动能大于B点的动能B．乙分子在P点的分子势能大于B点的分子势能C．乙分子在B点的加速度为0D．乙分子从P点运动到B点过程中两分子间的作用力减小5.当分子间距离为r0时，分子间的作用力为0；当分子间的距离从0.9r0增大到10r0的过程中，分子间的作用力及分子势能大小的变化是（）A．分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变小后变大B．分子间的作用力先变小后变大再变小，分子势能先变大后变小C．分子间的作用力先变小后变大，分子势能先变小后变大再变小D．分子间的作用力先变大后变小，分子势能先变小后变大再变小6.下列说法正确的是（）A．如果气体的体积减小，压强可能减小B．两分子间相互作用的分子势能随分子间距离的减小而增大C．吹满气的气球打开气口后气体会快速喷出说明气体分子间有斥力D．在绝热条件下将一杯水举高，水由于外界做功而内能增大7.如图所示为分子引力和分子斥力的大小F随分子间距离r的变化关系图象，A为两条曲线的交点，下列说法正确的是（）A．曲线②为分子斥力随r的变化关系图象B．当r=rA时，分子间作用力的合力和分子势能都最小C．当r＜rA时，随着r减小，分子势能可能减小D．当r＞rA时，随着r增大，分子间作用力的合力一定减小8.如图所示，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轴上的四个特定的位置。现把乙分子从a处由静止释放，下列关于乙分子的说法正确的是（）A．由a到b做加速运动，由b到d做减速运动B．由a到c做加速运动，到达c时速度最大C．由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增大D．由b到d的过程中，分子动能一直增大9.假定两个分子的距离为无穷远时，它们的分子势能为0，使一个分子固定，另一个分子在外力作用下从无穷远逐渐向它靠近，直至相距很近很近，整个过程中分子势能__________（填“不变”或“先增大后减小”或“先减小后增大”）。物体从单一热源吸收的热量__________（填“可以”或“不可以”）全部用于做功。10.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r=r1时，F=0．分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能__________（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能__________（填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能__________（填“大于”“等于”或“小于”）零。参考答案自主学习（一）无规则运动平均值温度温度（二）相对位