2018版高中物理第一章分子運(yùn)動論學(xué)案（打包6套）粵教版選修.zip,2018,高中物理,第一章,分子運(yùn)動論,打包,粵教版,選修 第五節(jié) 物體的內(nèi)能 第六節(jié) 氣體分子運(yùn)動的統(tǒng)計規(guī)律 [目標(biāo)定位] 1.知道溫度是分子平均動能的標(biāo)志，明確分子勢能與分子間距離的關(guān)系.2.理解內(nèi)能的概念及其決定因素.3.知道氣體分子運(yùn)動的特點，了解氣體分子速率按統(tǒng)計規(guī)律分布． 一、分子動能 [導(dǎo)學(xué)探究]　分子處于永不停息的無規(guī)則運(yùn)動中，因而具有動能．(1)為什么研究分子動能的時候主要關(guān)心大量分子的平均動能？(2)物體溫度升高時，物體內(nèi)每個分子的動能都增大嗎？(3)物體做高速運(yùn)動時，其分子的平均動能會增大嗎？ 答案　(1)分子動能是指單個分子熱運(yùn)動的動能，但分子是無規(guī)則運(yùn)動的，因此各個分子的動能以及一個分子在不同時刻的動能都不盡相同，所以研究單個分子的動能沒有意義，我們主要關(guān)心的是大量分子的平均動能． (2)溫度是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動的集體表現(xiàn)，含有統(tǒng)計的意義，對于單個分子，溫度是沒有意義的，所以物體溫度升高時，某一個分子的動能可能減小，也可能不變． (3)分子的平均動能與宏觀物體運(yùn)動的動能無關(guān)． [知識梳理] 1．溫度在宏觀上是物體冷熱程度的標(biāo)志，在微觀上是分子熱運(yùn)動的平均動能的標(biāo)志． 2．分子動能的理解 (1)由于分子熱運(yùn)動的速率大小不一，因而我們關(guān)心的是分子熱運(yùn)動的平均動能． (2)溫度是大量分子平均動能的標(biāo)志，但對單個分子沒有意義．同一溫度下，各個分子的動能不盡相同． (3)分子的平均動能決定于物體的溫度． (4)分子的平均動能與宏觀上物體的運(yùn)動速度無關(guān)．(填“有”或“無”)． 二、分子勢能 [導(dǎo)學(xué)探究]　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？ 答案　分子力做功對應(yīng)分子勢能的變化． [知識梳理] 分子勢能是由分子間相對位置決定的勢能，它隨物體體積的變化而變化，與分子間距離r的關(guān)系為： 1．當(dāng)r>r0時，分子力表現(xiàn)為引力，r增大時，分子力做負(fù)(填“正”或“負(fù)”)功，分子勢能增大(填“增大”或“減小”)． 2．當(dāng)rr0時，分子力表現(xiàn)為引力，隨分子間距離r增大，分子勢能Ep增大．當(dāng)r＝r0時，分子力為零，此時分子勢能最?。蔬x項B正確． 題組三　內(nèi)能 6．下列說法正確的是(　　) A．分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內(nèi)能 B．物體的分子勢能由物體的溫度和體積決定 C．物體的速度增大時，物體的內(nèi)能增大 D．物體的動能減小時，物體的溫度可能增加 答案　D 解析　內(nèi)能是對物體內(nèi)所有分子而言的，單個分子無內(nèi)能可言，選項A錯誤；物體的分子勢能由分子間距離決定，宏觀上表現(xiàn)為由物體的體積決定，所以選項B錯誤；物體的宏觀速度與物體的內(nèi)能沒有關(guān)系，物體的動能與物體的溫度沒有關(guān)系，故選項C錯誤，D正確． 7．下列關(guān)于物體內(nèi)能和機(jī)械能的說法正確的是(　　) A．物體的內(nèi)能大，則機(jī)械能也一定大 B．一切物體都具有內(nèi)能 C．當(dāng)物體靜止時，物體的內(nèi)能為零 D．內(nèi)能是物體的機(jī)械能的另一種說法 答案　B 解析　內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能，二者沒有必然的聯(lián)系，A、C、D錯誤；由于分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，故一切物體皆有內(nèi)能，B正確． 8．以下說法正確的是(　　) A．溫度相等的兩塊鐵(固體)，其內(nèi)能一定相等 B．溫度不等的兩物體，其內(nèi)能一定不等 C．兩物體的內(nèi)能相等，其分子平均動能一定相等 D．兩塊相同物質(zhì)組成的物體(固體)，質(zhì)量相等，溫度相同，體積相同，則內(nèi)能一樣大 答案　D 解析　溫度相等的兩塊鐵，因為不知道其質(zhì)量、體積是否相等，那么其內(nèi)能不一定相等，所以A錯；而對于溫度不等的兩物體，分子平均動能不一樣大，但由于分子勢能、質(zhì)量等因素不確定，就有可能使內(nèi)能一樣大，因此B錯；同樣的道理可知C也錯．物體的內(nèi)能由物質(zhì)的量、溫度、體積決定，故選項D正確． 9．三個瓶子分別盛有質(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__________；在不計分子勢能的情況下，氣體內(nèi)能最大的是__________． 答案　氫氣　氫氣 解析 它們的平均動能相同，即mOvO2＝mNvN2＝mHvH2，而分子質(zhì)量的大小關(guān)系為mO>mN>mH，所以有vH>vN>vO，又因三種氣體的質(zhì)量相同，氫氣的分子總數(shù)最多，由氣體內(nèi)能E內(nèi)＝Nk可知，氫氣內(nèi)能最大． 題組四　氣體分子運(yùn)動的統(tǒng)計規(guī)律 10.伽耳頓板可以演示統(tǒng)計規(guī)律．如圖1所示，讓大量小球從上方漏斗形入口落下，則下圖中能正確反映最終落在槽內(nèi)小球的分布情況的是(　　) 圖1 答案　C 解析　如果從入口處投入單個小球，與鐵釘碰撞后會落入哪一個狹槽是偶然的、隨機(jī)的，少量小球投入后，落入各狹槽的分布情況也帶有偶然性．但是，從入口處同時(或先后)投入大量小球，落入各槽的分布情況則是確定的．多次重復(fù)實驗可知，小球在各槽內(nèi)的分布是不均勻的，以中間槽最多，兩邊最少，故C正確． 11．(多選)關(guān)于封閉在容器內(nèi)的一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度升高時，下列說法中正確的是(　　) A．氣體中的每個分子的速率必定增大 B．有的分子的速率可能減小 C．速率大的分子數(shù)目增加 D．“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律改變 答案　BC 解析　對每個分子無法判斷速率的變化，A項錯誤，B項正確；但總體上速率大的分子數(shù)目在增加，C項正確；無論溫度如何變化，“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不會變化，D項錯誤．  12．下表反映了氧氣分子的速率分布： 速率區(qū)間 v/(m·s－1) 不同溫度下各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分率(%) 0 ℃ 100 ℃ 100以下 1.4 0.7 100～200 8.1 5.4 200～300 17.0 11.9 300～400 21.4 17.4 400～500 20.4 18.6 500～600 15.1 16.7 600～700 9.2 12.9 700～800 4.5 7.9 800～900 2.0 4.6 900以上 0.9 3.9 如果以橫坐標(biāo)上的各等長區(qū)間表示相應(yīng)的速率范圍，以縱坐標(biāo)表示單位速率間隔分子數(shù)占總分子數(shù)的比率，那么可以用直方圖表示出一定溫度下分子速率的分布，如圖2所示． 圖2 由以上表格和圖象，從兩個方面論述一下所反映出的物理規(guī)律． 答案　(1)一定溫度下(0 ℃)，氣體分子速率在中間(300～400 m·s－1)最多，大于400 m·s－1或小于300 m·s－1較少，即反映出“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計規(guī)律． (2)溫度升高，由0 ℃升到100 ℃，速率大的占的比例增多，分布曲線的峰值向速率大的一方移動，但“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律不變． 11