《2018年高三物理一轮总复习专题13.4温度和温标内能名师伴学》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年高三物理一轮总复习专题13.4温度和温标内能名师伴学（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题13.4 温度和温标 内能课前预习 自我检测1下列有关“温度”的概念的说法中正确的是()A温度反映了每个分子热运动的剧烈程度B温度是分子平均动能的标志C一定质量的某种物质，内能增加，温度一定升高D温度升高时物体的每个分子的动能都将增大【答案】B【解析】温度是分子平均动能的标志，而对某个确定的分子来说，其热运动的情况无法确定，不能用温度反映故A、D错，B对；温度不升高而仅使分子的势能增加，也可以使物体内能增加，冰熔化为同温度的水就是一个例证，故C错2 (多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，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用下，由静止开
2、始相互接近若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是()A在rr0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B在rr0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C在rr0时，分子势能最小，动能最大D在rr0时，分子势能为零E分子动能和势能之和在整个过程中不变【答案】ACE3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
3、4下列关于物体内能的说法正确的是()A同一个物体，运动时比静止时的内能大B1 kg 0 的水的内能比1 kg 0 的冰的内能大C静止的物体的分子平均动能为零D物体被举得越高，其分子势能越大【答案】B【解析】物体的内能与其宏观运动状态无关，A错；1 kg 0 的水变成1 kg 0 的冰要放出热量，故1 kg 0 的水的内能大，B对；静止的物体的动能为零，但分子在永不停息地运动，其分子平均动能不为零，同理被举高的物体，势能增加，但其体积不变，分子势能不变，故C、D错. 课堂讲练 典例分析知识点一、状态参量与平衡态1热力学系统和外界(1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫做热力学系统，简称系统(
4、2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界2状态参量：用来描述系统状态的物理量常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等3平衡态：在没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间而变化的稳定状态(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的知识点二、热平衡与温度1热平衡：两个相互接触的热力学系统，最后系统的状态参量都不再改变，这时两个系统具有“共同性质”，我们就说这两个系统达到了热平衡2热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统
5、达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡3温度：热平衡中具有的“共同热学性质”叫做温度这就是温度计能够用来测量温度的基本原理知识点三：分子动能1分子动能做热运动的分子跟运动的物体一样也具有动能，这就是分子动能(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结果，个别分子的动能没有实际意义2分子的平均动能热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，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，叫做分子平均动能(1)温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，具有统计
6、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与温度是没有关系的，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，任何分子的平均动能都相同由于不同物质的分子质量不尽相同，所以同一温度下，不同物质的分子运动平均速率大小一般不相同3温度的微观解释温度是物体分子热运动平均动能的标志知识点四：分子势能1定义：由分子间的分子力和分子间的相互位置决定的能2决定因素(1)宏观上：分子势能的大小与物体的体积有关(2)微观上：分子势能与分子之间的距离有关3分子势能与分子力做功的关系(1)分子力做正功，分子势能减少，分子
7、力做了多少正功，分子势能就减少多少(2)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4分子势能与分子间距的关系如图所示，为分子间作用力F合和分子势能Ep随r变化的图象可以看到： (1)当rr0时，F合0，Ep最小(若以分子间距无限远处为0势能点，则此时Epr0时，F合0，即为引力，所以此时增大r，克服分子力做功，Ep增大(3)当r0即为斥力，所以此时减小r，克服分子力做功，Ep增大5分子势能与体积的关系分子势能与体积有关，一般体积变化，势能就变化(气体除外)，但不能说体积变大，势能就变大知识点五：内 能1定义：物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和2内能的普遍性：组成
8、任何物体的分子都在做无规则的热运动，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物质的量决定(2)分子的热运动平均动能由温度决定(3)分子势能与物体的体积有关，故物体的内能由物质的量、温度、体积共同决定，同时受物态变化的影响4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)或弹性形变能否为零永远不能
9、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【典例1】下列关于系统是否处于平衡态的说法正确的是()A将一根铁丝的一端插入100 的水中，另一端插入0 的冰水混合物中，经过足够长的时间，铁丝处于平衡态B两个温度不同的物体相互接触时，这两个物体组成的系统处于非平衡态C0 的冰水混合物放入1 的环境中，冰水混合物处于平衡态D压缩密闭容器中的空气，空气处于平衡态【答案】B【反思总结】1两步法判断热力学系统是否处于平衡态（1）判断热力学系统是否受到外界的影响.（2）判断系统的状态参量(压强、体积和温度)是否发生变化.如果系统不受外界的影响，且状态参量不发生变化，系统就处于平衡态，否则就是非平衡
10、态.2. 处理平衡态的问题要注意以下三点（1）平衡态与热平衡不同，平衡态指的是一个系统内部达到的一种动态平衡（2）必须要经过较长一段时间，直到系统内所有性质都不随时间变化为止（3）系统与外界没有能量的交换【典例2】对不同的物体而言，下列说法中不正确的是()A高温物体内分子的平均动能一定比低温物体内分子的平均动能大B高温物体内每一个分子的动能一定大于低温物体内每一个分子的动能C高温物体内分子运动的平均速率一定比低温物体内分子运动的平均速率大D高温物体内每一个分子运动的速率一定大于低温物体内每一个分子运动的速率E若两物体的质量和温度都相同，两物体分子热运动的总动能不一定相等【答案】BCD【解析】温
11、度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子的平均动能一定大，但分子的平均速率不一定大，因为不同物质分子的质量不同；对单个分子的速率、动能讨论温度是没有意义的，因为温度是大量分子表现出的宏观规律；虽然物体质量和分子平均动能都相等，由于摩尔质量不同，分子数目不同，总动能不一定相等【典例3】相同质量的氧气和氢气温度相同，下列说法不正确的是()A每个氧分子的动能都比氢分子的动能大B每个氢分子的速率都比氧分子的速率大C两种气体的分子平均动能一定相等D两种气体的分子平均速率一定相等E氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率【答案】ABD【反思总结】理解分子动能的三点注意(1)温度是分子平均动能的“标志”或
12、者说“量度”，温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应，与单个分子的动能没有关系(2)每个分子都有分子动能且不为零，热现象是大量分子无规则运动的统计结果，个别分子动能没有实际意义(3)温度高的物体，分子的平均速率不一定大，还与分子质量有关【典例4】关于分子势能，下列说法正确的是()A分子间表现为引力时，分子间距离越小，分子势能越小B分子间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越小C物体在热胀冷缩时，分子势能发生变化D物体在做自由落体运动时，分子势能越来越小E分子间分子力为零时；分子势能最小【答案】ACE【典例5】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
13、的作用力与两分子间的距离的关系如图中曲线所示F0为斥力，F0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E乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能先减小后增加【答案】BCE【解析】乙分子由a运动到c的过程，一直受到甲分子的引力作用而做加速运动，到c时速度达到最大，而后受甲的斥力作用做减速运动，A错，B对；乙分子由a到b的过程所受引力做正功，分子势能一直减小，C正确；而乙
14、分子从b到d的过程，先是引力做正功，分子势能减少，后来克服斥力做功，分子势能增加，故D错，E对【反思总结】分子势能图象问题的解题技巧(1)首先要明确分子势能、分子力与分子间距离关系图象中拐点意义的不同分子势能图象的最低点(最小值)对应的距离是分子平衡距离r0，而分子力图象的最低点(引力最大值)对应的距离大于r0.分子势能图象与r轴交点的距离小于r0，分子力图象与r轴交点表示平衡距离r0.(2)其次要把图象上的信息转化为分子间距离，再求解其他问题【典例6】下列有关温度与分子动能、物体内能的说法中正确的是()A温度升高，每个分子的动能一定都变大B温度升高，分子的平均速率一定变大C温度升高时， 分子的平均动能一定变大D温度降低，物体的内能必然变小E温度降低，物体的内能可能增大【答案】BCE【典例7】一辆运输瓶装氧气的货车，由于某种原因，司机紧急刹车，最后停下来，则下列说法不正确的是()A汽车机械能减小，氧气内能增加B汽车机械能减小，氧气内能减小C汽车机械能减小，氧气内能不变D汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能增加E汽车机械能减小，汽车(轮胎)内能减小【答案】ABE【解析】氧气温度不变，体积没变，内能不变，A、B错，C对；汽车机
