高中物理知識講解溫度物體的內(nèi)能

溫度、物體的內(nèi)能編稿：張金虎審稿：李勇康【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道什么是狀態(tài)參量，什么事平衡態(tài)。2．理解熱平衡的概念及熱平衡定律，了解熱力學(xué)溫度的應(yīng)用。3．理解溫度的意義。知道常見溫度計的構(gòu)造并會使用。4．掌握溫度的定義，知道什么是溫標(biāo)、熱力學(xué)溫標(biāo)及熱力學(xué)溫度的表示。掌握攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的換算。5．知道分子熱運動的動能跟溫度的關(guān)系。知道溫度是分子熱運動平均動能的標(biāo)志。初步理解統(tǒng)計規(guī)律。6．知道什么是分子勢能，改變分子間距離必須克服分子力做功。知道分子勢能跟物體體積的關(guān)系。7．知道什么是內(nèi)能，知道物體的內(nèi)能跟溫度的有關(guān)。能夠區(qū)別內(nèi)能和機械能?！疽c梳理】要點一、溫度、溫標(biāo)1．平衡態(tài)與狀態(tài)參量（1）系統(tǒng)（system）：系統(tǒng)是研究對象的整體．（2）狀態(tài)參量（stateparameter）描述系統(tǒng)狀態(tài)的物理量，叫系統(tǒng)的狀態(tài)參量。注意：物理學(xué)中描述物體狀態(tài)的常用參量為體積、壓強、溫度，通常用體積描述它的幾何性質(zhì)，用壓強描述其力學(xué)性質(zhì)，用溫度描述其熱學(xué)性質(zhì)．（3）平衡態(tài)（equilibriumstate）對于一個不受外界影響的系統(tǒng)，無論其初始狀態(tài)如何，經(jīng)過足夠長的時間后，必將達到一個宏觀性質(zhì)不再隨時間變化的穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)叫平衡態(tài)．2．熱平衡與溫度（1）熱平衡（thermalequilibrium）兩個系統(tǒng)相互接觸，它們之間沒有隔熱材料，或通過導(dǎo)熱性能好的材料接觸，這兩個系統(tǒng)的狀態(tài)參量不再變化，此時的狀態(tài)叫熱平衡狀態(tài)，我們說兩系統(tǒng)達到了熱平衡．（2）熱平衡定律（lawofthermalequilibrium）如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到熱平衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間也必定處于熱平衡．熱平衡定律又叫熱力學(xué)第零定律．（3）溫度（temperature）達到了熱平衡的系統(tǒng)具有“共同性質(zhì)”，我們用溫度來表征這個“共同性質(zhì)”．也可理解為物體的冷熱程度．溫度是物體內(nèi)所有鏟子熱運動的平均動能的標(biāo)志．溫度是物體內(nèi)分子熱運動平均動能的標(biāo)志．（4）對溫度的理解應(yīng)注意①宏觀上，表示物體的冷熱程度．②微觀上，反映分子熱運動的激烈程度，溫度是分子平均動能大小的標(biāo)志．平均動能大，在宏觀上表現(xiàn)為物體的溫度高．物體溫度的高低，是物體全部分子的平均動能大小的標(biāo)志．溫度是大量分子熱運動的集體表現(xiàn)，是含有統(tǒng)計意義的，對于個別分子來說，溫度是沒有意義的．同一溫度下，不同物質(zhì)的分子平均動能都相同，但是由于不同物質(zhì)分子的質(zhì)量不盡相同，所以分子運動的平均速度大小不相同．③一切達到熱平衡的物體都具有相同的溫度．④若物體與處于熱平衡，它同時也與達到熱平衡，則的溫度便等于的溫度，這就是溫度計用來測量溫度的基本原理．3．溫度計與溫標(biāo)（1）溫度計的測溫原理①水銀溫度計是根據(jù)水銀的熱脹冷縮的性質(zhì)來測量溫度的．②金屬電阻溫度計是根據(jù)金屬的電阻隨溫度的變化來測量溫度的．③氣體溫度計是根據(jù)氣體壓強與溫度的關(guān)系來測量溫度的．④電偶溫度計是根據(jù)不同導(dǎo)體因溫差產(chǎn)生的電動勢大小來測量溫度的．（2）溫標(biāo)（thermometricscale）①攝氏溫標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度為零度，沸水的溫度為度，在和之間分成等份，每一等份就是，這種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo)，表示的溫度叫攝氏溫度（）．②熱力學(xué)溫標(biāo)（thermodynamictemperature）規(guī)定攝氏溫度的為零值，它的一度也等于攝氏溫度的一度，這種表示溫度的方法就是開爾文溫標(biāo)，也叫熱力學(xué)溫標(biāo)．表示的溫度叫熱力學(xué)溫度（），單位為開爾文，簡稱開（）．熱力學(xué)溫標(biāo)的零度（）是低溫的極限，永遠(yuǎn)達不到．（3）溫度的兩種數(shù)值表示法：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)熱力學(xué)溫標(biāo)提出者攝氏薩斯和施勒默爾提出的英國物理學(xué)家開爾文提出的零度的規(guī)定一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下冰水混合物的溫度溫度名稱攝氏溫度熱力學(xué)溫度溫度符號單位名稱攝氏度開爾文單位符號關(guān)系．粗略表示：4．熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系（1）公式：，一般地．（2）公式的意義熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的大小間滿足關(guān)系，此公式有以下幾方面的意義．①水的三相點為，而冰的熔點為，所以是在水的三相點之下或，即有關(guān)系式而不是．②每一開爾文與每一攝氏度的大小相等．設(shè)某物體的攝氏溫度由變到，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度分別為則有，，則．上式的物理意義在于：用攝氏度表示的溫差等于用開爾文表示的溫差，即每一開爾文的大小與每一攝氏度的大小是相等的．要點二、內(nèi)能1．分子的動能（1）組成物體的每個分子由于不停地運動也具有動能，。（2）在相同的狀態(tài)下，每個分子的動能并不相同．人們所關(guān)心的是物體內(nèi)所有分子動能的平均值——分子的平均動能．大量分子動能的平均值叫做分子熱運動的平均動能．。物體內(nèi)所有分子動能的平均值叫做分子熱運動的平均動能．（3）溫度是物體分子平均動能的標(biāo)志．宏觀上物體的冷熱程度，是微觀上大量分子熱運動的集體表現(xiàn)．溫度越高，分子熱運動的平均動能就越大．2．分子勢能（1）分子間存在相互作用力，分子間具有由它們的相對位置所決定的勢能，這就是分子勢能．分子間存在著分子力，因此分子組成的系統(tǒng)也具有分子勢能，分子勢能的大小由分子間的相互位置決定．（2）影響分子勢能大小的因素分子勢能的大小與分子間的距離有關(guān)，即與物體的體積有關(guān)．分子勢能的變化與分子間的距離發(fā)生變化時分子力做正功還是做負(fù)功有關(guān)．小當(dāng)分子間的距離時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力．分子間的距離增大時，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．②當(dāng)分子間的距離時，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，分子間的距離減小時，分子力做負(fù)功，因此分子勢能隨分子間距離的減小而增大．③如果取兩個分子相距無限遠(yuǎn)時（此時分子間作用力可忽略不計）的分子勢能為零，分子勢能與分子間距離的關(guān)系可用如圖所示的曲線表示．從圖線上看出，當(dāng)時，分子勢能最小．3．物體的內(nèi)能（1）物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和，叫物體的內(nèi)能．由于物體的內(nèi)能是表示物體系統(tǒng)熱力學(xué)狀態(tài)的一種狀態(tài)量，也稱熱力學(xué)能．（2）物體的內(nèi)能與分子數(shù)有關(guān)，物體的分子數(shù)越多，質(zhì)量越大．內(nèi)能越大．物體的內(nèi)能還與溫度和體積有關(guān)，當(dāng)溫度和體積變化時，分子的平均動能和分子勢能也發(fā)生改變．可以認(rèn)為，物體的熱力學(xué)狀態(tài)改變時，內(nèi)能也隨著變化．（3）物體的內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能．內(nèi)能是由大量分子熱運動和分子間相對位置所決定的能，機械能是物體做機械運動和物體形變所決定的能；機械能在一定條件下可以為零，但內(nèi)能永遠(yuǎn)不可能為零．4．改變內(nèi)能的兩種方式（1）做功做功改變物體的內(nèi)能體現(xiàn)了其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化．功是能量轉(zhuǎn)化的量度．在無熱交換時，外界對物體做了多少功（指改變物體內(nèi)能的這部分功，不包括改變物體機械能的那部分功），物體的內(nèi)能就增加多少，反之，物體對外界做了多少功，物體的內(nèi)能就減少多少，即。（2）熱傳遞熱傳遞的過程就是物體間或同一物體的不同部分間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程．熱傳遞方向是內(nèi)能從高溫物體傳給低溫物體，但高溫物體內(nèi)能不一定比低溫物體內(nèi)能大．在物體做功為零時，放出多少熱量，物體的內(nèi)能就減少多少；吸收多少熱量，物體的內(nèi)能就增加多少，即．（3）做功和熱傳遞對改變物體內(nèi)能是等效的做功和熱傳遞雖有本質(zhì)區(qū)別，但在改變物體內(nèi)能上是等效的．熱量和功都是過程量，熱量是量度內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過程量，功是量度內(nèi)能轉(zhuǎn)化的過程量．熱量不是內(nèi)能，也不是溫度．5．物體內(nèi)能改變的判斷方法比較物體內(nèi)能的大小和判斷物體內(nèi)能的改變等問題是一個難點．具體比較和判斷時，必須明確物體的內(nèi)能是與物體內(nèi)部熱力學(xué)狀態(tài)有關(guān)的能量．抓住物體內(nèi)能的大小與分子數(shù)目有關(guān)、與溫度有關(guān)、與物體的體積及物態(tài)有關(guān)等相關(guān)因素，結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，進行綜合分析．當(dāng)物體質(zhì)量一定時（相同物質(zhì)的摩爾質(zhì)量相等），物體所含分子數(shù)就一定；當(dāng)物體溫度一定時，物體內(nèi)部分子的平均動能就一定；當(dāng)物體的體積不變時，物體內(nèi)部分子間的相互位置就不變，分子勢能也不變；當(dāng)物體發(fā)生物態(tài)變化時，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．6．機械能轉(zhuǎn)化成物體內(nèi)能時，物體溫度升高的計算方法首先依題意求出有多少機械能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能?；蜃隽硕嗌俟Γ僖狼蟪鱿嚓P(guān)量．要特別注意其中物理量單位要統(tǒng)一成國際制單位，比熱容單位為．7．摩擦力做功與內(nèi)能變化的關(guān)系（1）靜摩擦力做功的特點①靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功．②在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有機械能轉(zhuǎn)換成其他形式的能．③相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力所做的功的總和等于零．（2）滑動摩擦力做功的特點①滑動摩擦力可以對物體做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功．②一對滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩種情況：一是相互摩擦的物體之間機械能的轉(zhuǎn)移；二是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化內(nèi)能的量值等于滑動摩擦力與相對位移的乘積．即．③相互摩擦的系統(tǒng)中，一對滑動摩擦力所做的總功是負(fù)值．其絕對值恰等于滑動摩擦力與相對位移的乘積，即恰等于系統(tǒng)損失的機械能．要點三、氣體分子運動的統(tǒng)計規(guī)律1．分子沿各個方向運動的機會相等（1）分子運動的狀態(tài)分析①由于空氣分子很多，每個分子大概只能在自己位置附近稍稍地運動，就像上課時大家只能在座位上稍稍晃動那樣；②很多空氣分子擠在一起，只能一會兒一起向這邊運動。一會兒一起向那邊運動，就像牧場上一群被驅(qū)趕著的羊群那樣；③因為我們對空氣分子的運動沒有感覺，所以它們不可能整體一起運動，大概是有些分子不動，有少數(shù)分子在其他分子間穿來穿去，就像上課時老師在同學(xué)中間走動那樣；④每個分子都在不停地向各個方向雜亂無章地運動，相互間又常會發(fā)生沖撞，就像足球場上的運動員那樣．（2）氣體分子的理想化①氣體分子為球形．②通常狀況下氣體分子間的距離比較大，相互之間的作用力很小．因此可以忽略氣體分子間的相互作用，認(rèn)為氣體分子除了相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受力的作用，在空間自由運動．（3）氣體分子運動的特點①大量分子無規(guī)則運動，使氣體分子間頻繁碰撞．例如標(biāo)準(zhǔn)狀況下，個空氣分子在內(nèi)跟其他空氣分子碰撞的次數(shù)達億次．②正是“頻繁碰撞”，造成氣體分子不斷地改變運動方向，使得每個氣體分子可自由運動的行程極短（理論研究指出，通常情況下氣體分子自由運動行程的數(shù)量級僅為），整體上呈現(xiàn)為雜亂無章的運動．③分子運動的雜亂無章，使得分子在各個方向運動的機會均等．2．實驗：用伽耳頓板模擬分子的無規(guī)則運動（1）實驗儀器：伽耳頓板、小球．一塊豎直放置的木板，頂邊上有一漏斗形開口；木板上部釘有許多規(guī)則排列的小釘子；木板下部用多塊豎直的隔板分隔出許多等寬的狹槽；板前蓋以玻璃，從板頂漏斗形的入口投入小球（例如小鋼球）時，可觀察小球落在狹槽內(nèi)的分布情況．這種裝置稱為伽耳頓板．（如圖所示）（2）實驗過程與現(xiàn)象①從伽耳頓板的入口投入一個小球，該小球在下落過程中先后與許多小釘發(fā)生碰撞，最后落入某一個狹槽內(nèi)．重復(fù)幾次實驗，可以發(fā)現(xiàn)小球每次落入的狹槽不完全相同．這表明，在每一次實驗中，小球落入某個狹槽內(nèi)的機會是偶然的．②如果一次投入大量的小球，可以看到，落入每個狹槽內(nèi)的小球數(shù)目是不相同的，在中央處的狹槽內(nèi)小球分布得最多，離中央越遠(yuǎn)的狹槽內(nèi)小球分布得越少，呈現(xiàn)一種“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律（如圖）．我們可以把小球按狹槽內(nèi)分布的情況用筆在玻璃上畫出一條連續(xù)的曲線．重復(fù)上述實驗，可以發(fā)現(xiàn)，在小球數(shù)目較少的情況下，多次所得的分布曲線都有顯著的差別；但當(dāng)小球數(shù)目很多時，每次所得的分布曲線彼此近乎重合．③實驗結(jié)果表明，盡管單個小球落入哪個狹槽內(nèi)是偶然的，投入少量小球時，狹槽內(nèi)小球分布的情況也有明顯的偶然性，但投入大量小球時，狹槽內(nèi)小球分布的情況卻是一定的，而且落在某一個狹槽內(nèi)的小球數(shù)目與小球總數(shù)的比率是穩(wěn)定的．所以，多次投入大量小球所得的分布曲線都近乎重合．這就是說，大量小球整體按狹槽的分布遵循一定的規(guī)律，這種大量偶然事件整體起作用的規(guī)律稱為統(tǒng)計規(guī)律．3．分子速率按一定規(guī)律分布的統(tǒng)計規(guī)律（1）麥克斯韋氣體分子速率分布規(guī)律①規(guī)律內(nèi)容：在一定狀態(tài)下，氣體的大多數(shù)分子的速率都在某個數(shù)值附近。速率離這個數(shù)值越遠(yuǎn)，具有這種速率的分子就越少，即氣體分子速率總體上呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布特征，很像伽爾頓板實驗中狹槽中落入小球數(shù)目的分布．②正態(tài)分布曲線如圖所示．【典型例題】類型一、溫度、溫標(biāo)例1．關(guān)于熱力學(xué)溫標(biāo)的正確說法是（）．A．熱力學(xué)溫標(biāo)是一種更為科學(xué)的溫標(biāo)B．熱力學(xué)溫標(biāo)的零度為，叫絕對零度C．氣體溫度趨近于絕對零度時其體積為零D．在絕對零度附近氣體已液化，所以它的壓強不會為零【思路點撥】結(jié)合實際深刻理解熱力學(xué)溫標(biāo)的物理意義。【答案】A、B、D【解析】本題考查熱力學(xué)溫標(biāo)的性質(zhì)．熱力學(xué)溫標(biāo)在科學(xué)計算中特別體現(xiàn)在熱力學(xué)方程中，使方程更簡單，更科學(xué)，故A對；B是熱力學(xué)溫標(biāo)的常識，正確；氣體趨近于絕對零度時，已液化，但有體積，故其壓強不為零，C錯，D對．【總結(jié)升華】熱力學(xué)溫標(biāo)中的絕對零度是低溫極限，在接近時所有物體都被液化或凝固．舉一反三:【變式】下列關(guān)于熱力學(xué)溫度的說法中正確的是（）．A．B．溫度變化，也就是溫度變化C．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度都可能取負(fù)值D．溫度由升至，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度升高了【答案】A、B【解析】本題主要考查熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系：．由此可知：，A正確，同時B正確；D中初態(tài)熱力學(xué)溫度為，末態(tài)為，溫度變化，故D錯；對于攝氏溫度可取負(fù)值的范圍為，因絕對零度達不到，故熱力學(xué)溫度不可能取負(fù)值，故C錯．例2．已知某物理量與熱力學(xué)溫度成正比，請把這個關(guān)系式用等式寫出來，用攝氏溫度表示這個溫度，這個關(guān)系式該怎樣寫？【答案】見解析【解析】由題意可知：，設(shè)其比例系數(shù)為，則與關(guān)系式可寫作；由可知，如用攝氏溫度表示，則。其中為比例系數(shù)．【總結(jié)升華】由比值式變成等式在前面的公式推導(dǎo)中如牛頓第二定律公式、萬有引力公式、自感電動勢公式得到了廣泛應(yīng)用，自己可收集這方面的材料．舉一反三:【變式】（2015吉林校級期中）列說法中正確的是（）．A．–33.15°C=240KB．溫度變化，也就是溫度變化C．?dāng)z氏溫度與熱力學(xué)溫度的零度是相同的D．溫度由t°C升到2t°C時，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由TK升至2TK【答案】A、B【解析】熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的關(guān)系是，所以–33.15°C=240K，A正確；攝氏溫度與熱力學(xué)溫度的差別為所選的零值的起點不同，單位不同，但每一度表示的冷熱差別是相同的，攝氏溫度的每和熱力學(xué)是溫度的每1K的大小相同，故B正確；熱力學(xué)溫度的零度是–273.15°C，叫做絕對零度，故C錯誤；溫度由t°C升到2t°C時，對應(yīng)的熱力學(xué)溫度由TK升至(T+)tK，D錯誤．故選AB例3．小麗測量燒杯中熱水的溫度時，將熱水倒入另一燒杯中很少一部分，然后如圖中那樣去測量和讀數(shù)，她這樣做被小寧發(fā)現(xiàn)了，小寧指出她的錯誤如下，你認(rèn)為小寧找得對嗎？A．不應(yīng)倒入另一燒杯中，這會使溫度降低B．水倒的太少，溫度計玻璃泡不能完全浸沒C．讀數(shù)時，視線應(yīng)該與刻度線相平，而不應(yīng)斜視D．應(yīng)該將溫度計取出讀數(shù)，而不應(yīng)該放在水里讀【思路點撥】嚴(yán)格把握正確使用溫度計的方法?！敬鸢浮緼、B、C對。D錯．【解析】題中將少量水倒入另一燒杯，此過程有兩處錯誤：其一，少量水不能使溫度計玻璃泡完全浸沒，達到熱平衡時測量的不是水的溫度；其二，少量水倒入另一燒杯，這少量水與另一燒杯又達到一個熱平衡，溫度已改變，再用溫度計測量時，測出的是這個熱平衡狀態(tài)的溫度。而不是待測水的溫度了．題中C選項讀數(shù)小寧找得對，但是小寧在D選項中要把溫度計取出來讀數(shù)就不對了．當(dāng)把溫度計取出時，在空氣中它與空氣間存在溫度差，有熱交換會失去原來的熱平衡，示數(shù)變化．故小寧找的A、B、C對。D錯．【總結(jié)升華】要測量燒杯中水的溫度，據(jù)熱平衡知，必須把溫度計放入待測水中達到熱平衡后讀出溫度計的示數(shù)，即為熱水的溫度．例4．?dāng)z氏溫標(biāo)：在年以前，標(biāo)準(zhǔn)溫度的間隔是用兩個定點確定的．它們是水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點（汽化點）和冰在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下與空氣飽和的水相平衡時的熔點（冰點）．?dāng)z氏溫標(biāo)（以前稱為百分溫標(biāo)）是由瑞典天文學(xué)家攝爾修斯設(shè)計的．如圖所示，把冰點定作，汽化點定作％，因此在這兩個固定點之間共為％，即一百等份，每等份代表攝氏度，用表示，常用表示，用攝氏溫標(biāo)表示的溫度叫做攝氏溫度．?dāng)z氏溫標(biāo)用攝氏度作單位．熱力學(xué)溫標(biāo)由英國科學(xué)家威廉·湯姆遜（開爾文）創(chuàng)立，把作為零度的溫標(biāo)，叫做熱力學(xué)溫標(biāo)（或絕對溫標(biāo)）．熱力學(xué)溫標(biāo)，常用表示，用表示單位．試回答：（1）熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系為________。（2）如果可以粗略地取為絕對零度．在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點為________，即為________，水的沸點是________，即________．（3）如果物體的溫度升高，那么也可以說，物體的溫度升高________．【答案】（1）（2）（3）【解析】（1）冰點溫度為，汽化點溫度用％表示；而熱力學(xué)溫標(biāo)是K，用表示，所以熱力學(xué)溫標(biāo)與攝氏溫標(biāo)之間的關(guān)系為．（2）如果為絕對零度，則與關(guān)系為；在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰的熔點為，即為；水的沸點是％，即為．（3）當(dāng)由增加到時，就由增加到，顯然物體的溫度升高，溫度就升高．類型二、內(nèi)能例5．(2015陜西三模)如圖，甲分子固定在坐標(biāo)原點0，乙分子位于x軸上，兩分子之間的相互F作用力與兩分子間距離x的關(guān)系如圖中曲線所示，F(xiàn)＞0為斥力，F(xiàn)＜0為引力，a、b、c、d、為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則（）A．乙分子從a到b做加速運動，由b到c做減速運動B．乙分子從a到c做加速運動，經(jīng)過c點時速度最大C．乙分子由a到c的過程中，兩分子的勢能一直減少D．乙分子由a到d的過程中，兩分子的勢能一直減少【思路點撥】由圖可知分子間的作用力的合力，則由力和運動的關(guān)系可得出物體的運動情況，由分子力做功情況可得出分子勢能的變化情況?！敬鸢浮緽、C【解析】根據(jù)圖象可以看出分子力的大小變化，在橫軸下方的為引力，上方的為斥力，分子力做正功分子勢能減小，分子力做負(fù)功分子勢能增大。從a到b分子乙受到引力作用，從靜止開始，故做加速運動；從b到c仍受引力，故繼續(xù)加速，所以A錯誤；從a到c一直受引力，故一直加速，所以到c點時，速度最大，故B正確；從a到c的過程中，分子乙周到引力作用，力的方向與運動方向一致，故分子力做正功，所以分子勢能減小，故C正確；從a到c分子力作正功，分子勢能減小從c到d分子力做負(fù)功，分子勢能增加，故D錯誤?！究偨Y(jié)升華】有關(guān)分子勢能及其改變的問題比較復(fù)雜。但若把分子勢能的變化與分子力所做的功聯(lián)系起來考慮，就不難解決．必要時，還可以把分子力做功與分子勢能的變化關(guān)系。同重力做功與重力勢能的變化關(guān)系進行類比，來幫助分析和判斷．舉一反三:【高清課堂：分子動理論例8】【變式1】兩個分子相距較遠(yuǎn)時，可以忽略它們之間的分子力，若規(guī)定此時它們的分子勢能為零，當(dāng)分子間距離逐漸減小到不能再靠近的過程中A．分子勢能逐漸減小，其值總是負(fù)的B．分子勢能逐漸增大，其值總是正的C．分子勢能先減小后增大，其值先為負(fù)后為正D．分子勢能先增大后減小，其值先為正后為負(fù)【答案】C【變式2】甲、乙兩個分子相距較遠(yuǎn)（此時它們之間的分子力可以忽略），設(shè)甲固定不動，在乙逐漸向甲靠近直到不能再靠近的過程中，關(guān)于分子勢能變化情況的下列說法正確的是（）．A．分子勢能不斷增大B．分子勢能不斷減小C．分子勢能先增大后減小D．分子勢能先減小后增大【答案】D【解析】從分子間的作用力與分子間的距離的關(guān)系知道，當(dāng)分子間距離大于時，分子間表現(xiàn)為引力；當(dāng)分子間距離小于時，分子間表現(xiàn)為斥力；當(dāng)分子間距離大于時，分子間的作用力十分小，可以忽略．所以當(dāng)乙從較遠(yuǎn)處向甲盡量靠近的過程中，分子力先是對乙做正功，后是分子力對乙做負(fù)功或者乙克服分子力做功．而由做功與分子勢能變化的關(guān)系知道，若分子力做正功，分子勢能減小，若分子力做負(fù)功，分子勢能增加．因此當(dāng)乙盡量向甲靠近的過程中，分子勢能是先減小后增大．例6．一木塊靜止在光滑的水平面上，被水平方向飛來的子彈擊中，子彈進入木塊的深度為，木塊相對于桌面移動了，設(shè)木塊對子彈的阻力恒定，則產(chǎn)生的熱能和子彈損失的動能之比為（）．A．B．C．D．【答案】B【解析】子彈損失的動能等于子彈克服阻力所做的功，子彈的位移為打入深度和木塊移動的距離之和，有：，產(chǎn)生的熱能為：．故有：.例7．當(dāng)氫氣和氧氣的質(zhì)量和溫度都相同時，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．兩種氣體分子熱運動的總動能相等D．兩種氣體分子熱運動的平均速率相等【思路點撥】深刻理解分子的平均動能的概念及相關(guān)因素。【答案】A、B【解析】因溫度是氣體分子平均動能的標(biāo)志，所以選項A正確．因為氫氣分子和氧氣分子的質(zhì)量不同，且，平均動能又相等，所以分子質(zhì)量大的平均速率小，故選項D錯而選項B正確．雖然氣體質(zhì)量和分子平均動能都相等，但由于氣體摩爾質(zhì)量不同，分子數(shù)目就不等，因此選項C錯．【總結(jié)升華】本題主要考查分子的平均動能的概念，要求