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第一章　4.
基础达标练
1．(2024·北京顺义一模)下列说法正确的是( B )
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．温度是分子热运动剧烈程度的标志
C．物体中所有分子的热运动动能的总和叫作物体的内能
D．气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着较小的空隙
答案：B
解析：布朗运动的实质是液体中悬浮颗粒因为受到液体分子撞击不平衡导致的无规则运动，这一现象反映了液体分子是做无规则运动的，故A错误；温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；内能是物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和，故C错误；气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在的空隙较大，故D错误。
2．(多选)现有18 g水、18 g水蒸气和32 g氧气，在它们的温度都是100 ℃时，下列说法正确的是( B )
A．它们的分子数目相同，分子的平均速率相同
B．它们的分子数目相同，分子的平均动能相同
C．它们的分子数目相同，水蒸气的内能比水大
D．它们的分子数目不相同，分子的平均动能相同
答案：BC
解析：水和水蒸气的分子量相同，摩尔质量相同，18 g的水和水蒸气分子数相同，都是6.02×1023个，32 g的氧气分子数为6.02×1023个，故分子数目相同；温度是分子热运动平均动能的标志，温度相等，则分子热运动的平均动能相同，由于氧分子的质量大，故氧分子的平均速率小；内能包括分子势能和分子热运动的动能，由液体水变成水蒸气，分子间距离从r0变大，分子间作用力做负功，分子势能增加，故B、C正确，A、D错误。
3．以下说法正确的是( C )
A．不同的物体，若温度相同，则内能也相同
B．物体速度增大，则分子动能增大，内能也增大
C．机械能和内能可以相互转化
D．静止在地面上的物体，机械能和内能均为零
答案：C
解析：物体的内能与物体的温度、体积以及物质的量有关，不同的物体，若温度相同，内能不一定相同，选项A错误；物体的动能与组成物体的分子的动能无必然联系，物体速度增大，动能增大，但分子动能不一定增大，内能也不一定增大，选项B错误；机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能，选项C正确；物体的内能永远不为零，静止在地面上的物体，机械能也不一定为零，选项D错误。
4．(多选)设有甲、乙两分子，如图所示，甲固定在O点，r0为其平衡位置，现在使乙分子由静止开始只在分子力作用下由距甲0.5r0处开始沿x轴正方向运动，则( B )
A．乙分子的加速度减小
B．乙分子到达r0处时速度最大
C．分子力对乙一直做正功，分子势能减小
D．乙分子在r0处时，分子势能最小
答案：BD
解析：从分子力随分子间距的变化曲线可以得出0.5r0处到r0处斥力减小，乙分子的加速度也就减小，从r0处到无穷远处引力先增大后减小，乙分子的加速度先增大后减小，故A错误；从0.5r0处到r0处，乙分子受到的分子间作用力体现为向右的斥力，做向右的加速运动，通过r0处后受到的分子间作用力体现为向左的引力，做向右的减速运动，在r0处加速度a＝0，速度最大，故B正确；从0.5r0到r0处，分子间作用力做正功，分子的势能减小；通过r0后，分子间作用力做负功，分子的势能增大，故乙分子在r0处的势能最小，故C错误，D正确。
5．两分子间的距离为r，当r稍增大些时( D )
A．分子力一定减小，分子势能一定增加
B．分子力一定增大，分子势能一定减少
C．分子力可能增大也可能减小，分子势能一定减少
D．因为不知道r的大小，所以分子力和分子势能的变化都无法判定
答案：D
解析：分析分子力和分子势能随分子间距离的变化问题，一定要明确分子间的距离r是大于r0还是小于r0。因为本题不知道r与r0的大小关系，所以分子力和分子势能的变化都无法判定，故A、B、C错误，D正确。
6．研究分子势能是微观领域中研究物体内能的重要部分，已知某物体中两个分子之间的势能Ep与两者之间距离r的关系曲线如图所示。
(1)定性说明Ep－r曲线斜率的大小及正负的物理意义；
(2)某双原子分子系统中两原子在其平衡位置附近振动时，可做如下近似：如图乙所示，原子A固定不动，原子B做简谐运动，其振动的范围为r0－b≤r≤r0＋b，其中b远小于r0，在r＝r0点附近，Ep随r变化的规律可近似写作Ep＝Ep0＋(r－r0)2，式中Ep0和k均为常量。
①请结合简谐运动的知识：回复力与位移满足F＝－kx的关系，在图丙中画出原子B在上述区间振动过程中受力随距离r变化的图线(规定向右为正方向)；
②求原子B在振动过程中的最大动能。
答案：(1)见解析
(2)①　②kb2
解析：(1)当r＝r0时两分子间相互作用力为0，曲线斜率绝对值的大小表示分子间作用力的大小，曲线斜率为正时，分子力表现为引力，曲线斜率为负时，分子力表现为斥力。
(2)①双原子分子系统中两原子在其平衡位置附近振动时，振动满足简谐振动，分子力与分子间距的变化满足F＝－kr(r0－b≤r≤r0＋b)
当分子到达r0＋b时，此时分子间的回复力达到最大，且方向向左；当分子到达r0－b时，此时分子间的回复力同样达到最大，但方向向右，而取向右为正方向，则可得到如下图所示的两原子分子间的作用力随位置变化的关系图像。
②由题意可知，原子B处于r＝r0处时，其动能最大，设为Ek1，而当r＝r0时系统的势能有最小值，为
Ep1＝Ep0＋(r－r0)2＝Ep0
原子B处于r＝r0－b处时，系统的动能为0，势能最大，最大势能为Ep2＝Ep0＋(r－r0)2＝Ep0＋kb2
根据能量守恒定律得Ep1＋Ek1＝Ep2＋0
解得Ek1＝kb2。
能力提升练
7．对于物体的内能、温度和分子的平均动能，下列说法正确的是( B )
A．相对地面静止的物体不具有内能
B．温度低的物体分子平均动能一定小
C．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
D．物体自由下落时速度增大，所以物体分子的平均动能也增大
答案：B
解析：物体内能与物体的运动状态无关，相对地面静止的物体仍然具有内能，A错误；温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子平均动能一定小，B正确；物体的内能与物体的温度、体积及物质的量有关，C错误；物体分子的平均动能与物体机械运动的速度无关，D错误。
8．(多选)两分子间的分子力F随分子间距离r的变化关系如图中曲线所示，通过功能关系可以从分子力的图像中得到有关分子势能的信息，取分子间距离无穷远时势能为零。下列说法正确的是( A )
A．一个分子在O点，另一个分子仅在分子力的作用下从r2运动到r0的过程中，它们的加速度先增大后减小
B．图中两分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能也为零
C．两分子之间的距离变化时，可能存在分子势能相等的两个点
D．当两分子间的距离从r0逐渐增大的过程中，分子力做负功，分子势能增大
答案：ACD
解析：r2→r0过程，分子力先增大后减小，加速度先增大后减小；r＝r0处，分子势能最小(为负值)；作出Ep－r图像知，可能存在r不同的两点对应着相等的分子势能；两分子间距离从r0逐渐增大的过程中，分子力做负功，分子势能增大，故B错误，A、C、D正确。
9．给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”。某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能。在水“反常膨胀”的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的。关于这个问题，下列说法正确的是( D )
A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功
D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功
答案：D
解析：温度升高，分子平均动能增大。水的温度由0 ℃上升到4 ℃时，水的体积减小，这时水分子间的总势能增大，因此，吸收的热量一部分要克服分子间的结合力做功。故D正确。
10．(多选)(2024·河南高二下期中)分子间存在着分子力，并且分子间存在与其相对距离有关的分子势能。分子势能Ep随分子间距离r变化的图像如图所示，取r趋近于无穷大时Ep为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑两个分子间的作用，下列说法正确的是( 　 )
A．分子间距离为r2时，分子间的作用力为零
B．假设将两个分子从r＝r1处释放，则分子间距离增大但始终小于r3
C．假设将分子间距离从r1增大到r2，分子间作用力将变大
D．分子间距离由r3减小为r2的过程中，分子力先增大后减小
答案：AD
解析：分子力为零时，分子势能最小，由题图可知r＝r2时，分子间的作用力为零，故A正确；假设将两个分子从r＝r1处释放，分子将在r1至无穷远处之间运动，故B错误；假设将分子间距离由r1增大到r2，分子间的作用力逐渐减小，故C错误；分子间距离由r3减小为r2的过程中，根据题图切线的斜率可知，分子间作用力先增大后减小，故D正确。
11．(多选)(2024·甘肃张掖高三模拟预测)如图甲、乙所示，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。分子a固定在坐标原点O处，分子b从r＝r4处以某一速度向分子a运动(运动过程中仅考虑分子间作用力)，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则( B )
A．图甲中分子间距从r2到r3，分子间的引力增大，斥力减小
B．分子b运动至r3和r1位置时动能可能相等
C．图乙中r5一定大于图甲中r2
D．若图甲中阴影面积S1＝S2，则两分子间最小距离小于r1
答案：BD
解析：图甲中分子间距从r2到r3，分子间的引力、斥力均减小，分子力合力增大，故A错误；分子b从r3到r2和从r2到r1两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在r3和r1两位置时动能可能相等，故B正确；图甲中r2处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中r6处，即图乙中r5一定小于图甲中r2，故C错误；若图甲中阴影面积S1＝S2，则分子b从r4到r1过程分子力做功为0，分子b在r4处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。
12．分子势能随分子间距离r的变化情况可以在如图所示的图像中表现出来，就图像回答：
(1)从图中看到分子间距离在r0处分子势能最小，试说明理由。
(2)图中分子势能为零的点选在什么位置，在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零，对吗？
(3)如果选两个分子相距r0时分子势能为零，分子势能有什么特点？
答案：见解析
解析：(1)如果分子间作用力的合力为零，此距离为r0。当分子间距离小于r0时，分子间的相互作用表现为斥力，要减小分子间的距离必须克服斥力做功，因此，分子势能随分子间距离的减小而增大。如果分子间距离大于r0，分子间的相互作用表现为引力，要增大分子间的距离必须克服引力做功，因此，分子势能随分子间的距离增大而增大。从以上两种情况综合分析，分子间距离以r0为数值基准，分子间距离不论减小或增大，分子势能都增大。所以说，分子平衡位置处是分子势能最低点。
(2)由图可知，分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为分子平衡位置处是分子势能最低点，据图也可以看出：在这种情况下分子势能可以大于零，也可以小于零，也可以等于零。
(3)因为分子平衡位置处是分子势能最低点，显然，选两个分子相距r0时分子势能为零，其他位置分子势能都大于零。
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第一章　分子动理论
4．分子动能和分子势能
目标体系构建
1．知道温度是分子平均动能的标志。
2．知道什么是分子势能，知道分子势能与分子间距离有关。
3．知道什么是内能，知道物体的内能与温度和体积有关。
4．能够区别内能和机械能。

1．了解温度是分子热运动平均动能的标志，是微观粒子热运动的宏观表现。
2．了解什么是分子势能，了解分子势能与分子间的距离、分子力做功的关系。
3．知道什么是物体的内能，知道物体的内能跟物体的温度和体积有关。
4．了解内能和机械能的区别。
课前预习反馈
知识点 1
1．分子动能
做________的分子也具有动能，这就是分子动能。
2．分子的平均动能
热现象研究的是大量分子运动的整体表现，重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，叫作分子热运动的__________。
3．温度的微观解释
温度是物体分子热运动__________的标志。
说明：温度相同，分子平均动能相等，而不同种类的分子平均速率不相等。
分子动能
热运动
平均动能
平均动能
『判一判』
(1)物体的温度升高时，物体每个分子的动能都增大。( 　　)
×
×
『想一想』
物体的温度升高时，物体每个分子的动能都增大吗？
提示：温度是分子平均动能的标志，不是某个分子动能大小的标志。物体温度升高时，物体每个分子的动能不一定都增大，但物体分子的平均动能会增大。
知识点 2
1．定义：分子间存在相互作用力，可以证明分子间的作用力所做的功与路径______，分子组成的系统具有__________。
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：分子势能与分子间的______有关。
分子势能
无关
分子势能
体积
距离
3．分子势能与分子间距离的关系
(1)当r>r0时，分子力表现为______，若r增大，需克服引力做功，分子势能______。
(2)当r(3)当r＝r0时，分子力为零，分子势能______。
引力
增加
斥力
增加
最小
『判一判』
(3)当分子力做正功时，分子势能一定减小。( 　　)
(4)分子势能可以为正值、负值、零。( 　　)
(5)当分子间距离为r√
√
√
『想一想』
分子势能和重力势能一样是有正值、负值和0吗？
提示：分子势能也是相对的，取决于你所选取的参考位置。一般取无穷远处的势能为0，所以分子势能有0、正值和负值。
知识点 3
1．定义：物体中所有分子的____________与__________的总和。
2．内能的普遍性：组成任何物体的分子都在做_______________，所以任何物体都具有内能。
3．决定因素
(1)物体所含的分子总数由__________决定。
(2)分子的热运动平均动能由______决定。
(3)分子势能与物体的______有关，故物体的内能由__________、______、______共同决定，同时受物态变化的影响。
注意：物体的内能与机械能无关。
物体的内能
热运动动能
分子势能
无规则的热运动
物质的量
温度
体积
物质的量
温度
体积
『判一判』
(6)一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能。( 　　)
(7)物体的温度和体积变化时，内能一般会发生改变。 ( 　　)
×
√
『选一选』
关于内能，下列说法正确的是( 　　)
A．物体的内能是物体动能和势能的总和
B．物体的内能是物体内分子平均动能和分子势能的总和
C．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
D．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同
答案：D
解析：内能是物体所有分子热运动动能和分子势能的总和，故A、B错误；物体内能由物质的量、物体温度与物体体积共同决定，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故C错误；内能不同的物体，它们的温度相同时，分子热运动的平均动能就相同，故D正确。
『想一想』
物体运动得越快，其内能就越大吗？静止在地面上的物体，内能为0吗？
提示：物体运动得越快，物体动能越大，但这个动能与内能无关，故其内能不一定越大。静止在地面上的物体，如果以地面作为零势能面，那么这个物体的机械能为0，但这个物体里的分子却始终处在永不停息的热运动中，物体的内能不为0。
课内互动探究
探究?
分子动能
要|点|提|炼
1．单个分子的动能
(1)物体由大量分子组成，每个分子都有分子动能且不为零。
(2)分子在永不停息地做无规则热运动，每个分子动能大小不同并且时刻在变化。
(3)热现象是大量分子无规则运动的统计规律，对个别分子的运动没有实际意义。
2．分子的平均动能
(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计意义。温度升高，分子平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大。个别分子动能可能增大也可能减小，个别分子甚至几万个分子热运动的动能大小不受温度影响，但总体上所有分子的动能之和一定是增加的。
(2)只要温度相同，任何物质分子的平均动能都相同。由于不同物质的分子质量不一定相同，所以同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小一般不相同。
典|例|剖|析
1．关于物体的温度与分子动能的关系，正确的说法是( 　　)
A．某种物体的温度是0 ℃说明物体中分子的平均动能为零
B．物体温度降低时，每个分子的动能都减小
C．物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多
D．物体的运动速度越大，则物体的温度越高
解题指导：由于分子处在永不停息的无规则运动中，分子的平均动能永远不会为零，温度取决于分子热运动的剧烈程度，与物体宏观有序的运动速度大小无关。
答案：C
解析：温度是分子平均动能的标志。温度是0 ℃，物体中分子的平均动能并非为零，因为分子无规则运动不会停止，A错误；温度降低时分子的平均动能减小，并非每个分子动能都减小，B错误；物体温度升高时，分子的平均动能增大，分子的平均速率增大，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多，C正确；物体的运动速度增大，宏观机械能(动能)增大，但物体内分子的热运动不一定加剧，温度不一定升高，D错误。
在温度相同的条件下，下列有关氧气、氮气分子的说法正确的是( 　　)
A．每一个氧分子和每一个氮分子的动能相同
B．1克氧气分子动能之和与1克氮气分子动能之和相等
C．1摩尔氧气分子动能总和与1摩尔氮气分子动能总和相等
D．1摩尔氧气分子动能总和大于1摩尔氮气分子动能总和
答案：C
解析：温度相同，表明氧气分子和氮气分子平均动能相等，若质量相同则氮气分子数多，氮气分子总动能大，故B错误；每个氧分子和每个氮分子动能无法比较，分子平均动能是对系统而言的，对单个分子无意义，故A错误；温度相同，分子平均动能相同，1摩尔氧气与1摩尔氮气所含有的分子数相同，分子动能总和相同，故C正确，D错误。
对点训练
探究?
分子势能
要|点|提|炼
1．分子势能的变化规律及判断依据
分子力做正功，分子势能减少，分子力做了多少正功，分子势能就减少多少；分子力做负功，分子势能增加，克服分子力做了多少功，分子势能就增加多少。
(1)r>r0时，r增大，分子力做负功，分子势能增加，反之，减少。
(2)r(3)r→∞(r>10r0)时，分子势能为零。
(4)r＝r0时，分子力F＝0，分子势能最小。
2．分子势能的“弹簧—小球”模型
分子势能随分子间距离的变化类似于弹簧—小球模型，弹簧的原长相当于分子间的距离r0。弹簧在原长的基础上无论拉伸还是压缩，势能都会增加。
3．分子势能曲线
分子势能曲线如图所示，规定无穷远处分子势能为零。分子间距离从无穷远逐渐减小至r0的过程，分子间的合力为引力，合力做正功，分子势能不断减小，其数值将比零还小，为负值。当分子间距离到达r0以后再继续减小，分子作用的合力为斥力，在分子间距离减小过程中，合力做负功，分子势能增大，其数值将从负值逐渐变大至零，甚至为正值，故r＝r0时分子势能最小。
4．分子势能与体积的关系
由于物体分子间距离变化的宏观表现为物体的体积变化，所以微观的分子势能变化对应于宏观的物体体积变化。例如，同样是物体体积增大，有时体现为分子势能增加(在r>r0范围内)；有时体现为分子势能减少(在r典|例|剖|析
2．甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间作用力的作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化如图所示，下列说法正确的是( 　　)
A．乙分子在P点(x＝x2)时加速度最大
B．乙分子在P点(x＝x2)时动能最大
C．Q点(x＝x1)为乙分子的平衡位置
D．乙分子在Q点(x＝x1)时分子势能最小
答案：B
解析：由题图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A、C错误；乙分子在P点(x＝x2)时，分子势能最小，由能量守恒定律可知，分子动能最大，故B正确；由题图可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于乙分子在P点的分子势能，因此乙分子在Q点时分子势能不是最小的，故D错误。
(2024·江苏扬州高二阶段练习)如图所示，将甲分子固定于坐标原点，乙分子从a处由静止释放(仅考虑分子间作用力)，下列说法正确的是( 　　)
A．乙分子从a到b分子势能增加
B．乙分子从b到c分子间作用力减小
C．乙分子位于b处时，速度最大
D．乙分子可以b为平衡位置在a、c间做往复运动
答案：C
对点训练
解析：两分子处于平衡位置r0处时分子势能最小。由图像可知，乙分子从a到b分子势能减小，故A错误；乙分子从b到c分子间作用力先增大后减小，故B错误；从a到b甲分子对乙分子力的合力为斥力，做正功，动能增大，速度增大，从b到c乙分子位于b处时，甲分子对乙分子力的合力为引力，做负功，动能减小，速度减小，乙分子位于b处时，速度最大，故C正确；乙分子到达无限远时速度为零，乙分子不会以b为平衡位置在a、c间做往复运动，故D错误。
探究?
物体的内能
要|点|提|炼
1．内能与机械能的区别和联系
项目 内能 机械能
对应的运
动形式　 微观分子热运动 宏观物体的机械运动
能量常
见形式 分子动能、分子势能 物体动能、重力势能或弹性势能
项目 内能 机械能
能量存在
的原因　 物体内大量分子的热运动和分子间存在相互作用力 由于物体做机械运动和物体发生弹性形变或被举高
影响因素 物质的量、物体的温度和体积 物体的质量和机械运动的速度、离地高度(或相对于参考平面的高度)或弹性形变量
能否为零 永远不能等于零 一定条件下可以等于零
联系 在一定条件下可以相互转化
2．物态变化对内能的影响
一些物质在物态发生变化时，例如冰的熔化、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。
(1)热能是内能通俗而不确切的说法，热量是物体在热传递过程中内能转移的多少。
(2)物体的内能增加，温度不一定升高，物体的内能减少，温度不一定降低，温度不变，内能可能改变。
典|例|剖|析
3．(多选)下列说法中正确的是( 　　)
A．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能和内能都为零
B．如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，内能不为零
C．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度要升高
D．一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，则气体的温度保持不变
答案：BC
解析：如果取水平地面为零势能面，则静止在水平地面上的物体的机械能为零，但是内能不为零，故A错误，B正确；宏观物体运动的动能与微观分子运动的动能无关，一个装有气体的绝热密封容器做匀速运动，如果使容器突然停止运动，虽然容器的动能变为零，但是容器内气体的分子由于惯性继续向前，碰撞容器壁，气体分子运动剧烈，温度升高，故C正确，D错误。
(多选)关于物体的内能，下列说法正确的是( 　　)
A．相同质量的两种不同物质，升高相同的温度，内能的增量一定相同
B．物体的内能改变时温度不一定改变
C．内能与物体的温度有关，所以0 ℃的物体内能为零
D．分子数和温度相同的物体不一定具有相同的内能
答案：BD
对点训练
解析：相同质量的两种不同物质的物质的量可能不同，进而可知分子数可能不同，故升高相同的温度时(分子平均动能的变化量相同)，其分子总动能的变化量不一定相同，且不知道分子势能如何变化，故其内能的增量可能不相同，选项A错误；物体内能改变时，可能是分子势能改变，因此温度不一定改变，选项B正确；分子永不停息地做无规则运动，故物体的内能不可能为零，选项C错误；物体的内能与分子数、温度和体积等有关，分子数和温度相同，体积不同的物体，内能可能不同，选项D正确。
核心素养提升
比较物体内能的大小和判断物体内能改变的方法
具体比较和判断时，必须抓住物体内能的大小与分子数目有关、与温度有关、与物体的体积及物态等因素有关，结合能量转化和守恒定律，综合进行分析。
(1)当物体质量m一定时(相同物质的摩尔质量M相等)，物体所含分子数n就一定。
(2)当物体温度一定时，物体内部分子的平均动能就一定。
(3)当物体的体积不变时，物体内部分子间的相对位置就不变，分子势能就不变。
(4)当物体发生物态变化时，要吸收或放出热量，物体的内能也随之变化。
甲、乙两名同学对0 ℃的水和0 ℃的冰进行了如下争论：
甲说：“冰和水的温度相同，所以分子平均动能相等。质量相同时，冰的体积大，因此冰的分子势能大，所以说冰的内能大于水的内能。”
乙说：“0 ℃的水变成0 ℃的冰需要向外界放出热量，在质量相同的情况下，水的内能大于冰的内能。”
请你判断一下甲、乙两名同学谁的说法是正确的？
答案：乙同学的说法正确。
解析：甲同学认为冰的体积大，分子势能大，这是错误的说法(冰的体积大的主要原因在于宏观的冰晶粒间空隙大)。分子势能大小与体积有关，但二者并不一定成正相关。0 ℃的冰变为0 ℃的水需吸热，故水的内能大，它们相同的物理量是分子平均动能，不同的物理量是分子势能，显然水的分子势能大。
案例
课堂达标检测
一、分子动能
1．(多选)有一铜块的温度升高了，下列说法中正确的是( 　　)
A．铜块内所有分子的动能都增大了
B．铜块内分子的平均动能增大了
C．铜块内某些分子的动能可能减小了
D．铜块内分子的平均速率增大了
答案：BCD
解析：温度是分子热运动平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，平均速率也增大，但并不能说明每个分子的动能都变大，研究单个分子动能无意义，B、C、D正确。
2．若一气泡从湖底上升到湖面的过程中，温度保持不变，体积增大，则在此过程中关于气泡中的气体，下列说法中正确的是( 　　)
A．气体分子间的作用力增大
B．气体分子的平均速率增大
C．气体分子的平均动能减小
D．气体分子的平均动能不变
答案：D
解析：气泡在上升的过程中，内部气体温度不变，气体分子的平均动能不变，平均速率不变，体积增大，气体分子间的作用力减小，故D正确。
二、分子势能
3．(多选)用r表示两个分子间的距离，Ep表示两个分子间的势能，当r＝r0时，两个分子间引力等于斥力，设两分子间距离很远时，Ep＝0，则( 　　)
A．当r0B．当rC．当r＝r0时，Ep最小
D．当r＝r0时，EP＝0
答案：ABC
解析：当r>r0时，分子力的合力为引力，距离增大时，需要克服分子引力做功，所以分子势能Ep增大；当r4．下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( 　　)
A．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而增大
B．当分子力表现为引力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的增大而减小
C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大
D．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小
答案：C
解析：当分子力表现为引力时，分子间距离增大，分子力可能先增大后减小，也可能一直减小，分子力做负功，分子势能增大，故A、B错误；当分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力增大，分子力做负功，分子势能增大，故C正确，D错误。
三、物体的内能
5．下列叙述正确的是( 　　)
A．分子的动能与分子的势能之和，叫作这个分子的内能
B．物体的内能由物体的动能和势能决定
C．物体做加速运动时，其内能也一定增大
D．物体的动能减小时，其温度可能升高
答案：D
解析：内能是大量分子组成的物体具有的，单个分子无内能可言，故A错误；物体的内能是物体内所有分子热运动动能和分子势能的总和，由物体的温度、体积决定，与整个物体宏观机械运动的动能和势能无关，物体做加速运动时，其动能增大，但内能不一定增大，故B、C错误；当物体运动的动能减少时，其温度可能升高，如物体在粗糙的水平面上滑行，因摩擦生热，动能减少温度升高，故D正确。
6．(2024·北京通州高三期末)人们常把瘪的乒乓球放入热水中使其恢复为球形，把乒乓球放入热水后，球内的气体(视为理想气体)( 　　)
A．分子的平均动能增大
B．每个分子速率都增大
C．单位体积的分子数增加
D．内能减小
答案：A
解析：乒乓球中的气体看作理想气体，温度升高，内能增大，分子的平均动能增大，并不是每个分子速率都增大，故A正确，B、D错误；乒乓球中气体质量不变，温度升高，体积增大，密度减少，单位体积的分子数减少，故C错误。
7．(2024·云南昆明高三阶段练习)下列说法正确的是( 　　)
A．布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B．1克0 ℃的冰的内能等于1克0 ℃的水的内能
C．分子间距越小，分子势能越大
D．水蒸气凝结成小水珠过程中，水分子间的引力增大，斥力也增大
答案：D
解析：布朗运动是液体中固体小颗粒受到液体分子的撞击后的无规则运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，布朗运动并不是液体分子的无规则热运动，故A错误；1克0 ℃的冰需要吸收热量才能变为1克0 ℃的水，故1克0 ℃的冰的内能小于1克 0 ℃的水的内能，故B错误；分子间的距离由较大逐渐减小到较小的过程中，分子间的作用力先是表现为引力之后是斥力，分子力先做正功再做负功，分子势能先减小再增大，故C错误；水分子在气态下引力、斥力忽略不计，凝结成液态，分子间距减小，引力和斥力同时增大，故D正确。

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