2020版【高中】物理第一章分子动理论4分子间的相互作用力学案教科版选修3-3

分子间的相互作用力1．大量事实说明分子间存在相互吸引力和相互排斥力。

研究表明，二者是同时存在、同时变化的，把两者相等的位置叫平衡位置。

2.分子间的相互作用力图像如图所示，可知引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，当r＝r0时，F斥＝F引，F合＝0；当r＝r1时，F斥>F引，分子力表现为斥力，当r＝r2时，F斥<F引，分子力表现为引力。

3．平衡位置的距离r0的大小与分子的大小相当，其数量级为10－10m，当分子间距离的数量级大于10－9 m时，分子间的作用力近似为零，因此，分子力的作用距离很短。

4．组成物质的分子是由原子组成的，原子内部有带正电的原子核和外部带负电的电子，这些带电粒子的相互作用引起了分子间的作用力，所以分子力在本质上是电磁力。

分子间存在相互作用力的宏观证据(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现出引力以抗拒外界对它的拉伸。

(2)分子间虽然有空隙，大量分子却能聚在一起形成固体和液体，说明分子间存在着引力。

(3)固体保持一定的形状，说明分子间有引力。

2．斥力(1)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现出斥力以抗拒外界对它的压缩。

(2)分子间有引力，分子却没有紧紧吸在一起，而是还存在空隙，说明分子间有斥力。

(1)分子力的作用范围很小，是短程力，不能把宏观的小空间同分子间空隙相混淆，打碎的玻璃不会重新结合为一体，是因为绝大部分分子间距离超过了分子力的作用范围。

(2)压缩气体时需要外力，并非一开始就克服气体分子间的斥力，而是气体有压强，只有当压缩到很难压缩的程度时，分子斥力才有所体现。

1．[多选]下面关于分子力的说法中正确的有( )A．铁丝很难被拉长，这一事实说明铁丝分子间存在引力B．水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力C．将打气筒出气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再被压缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力D．磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力解析：选AB 无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为引力。

分子间的相互作用力第一,分子间的相互作用力在生活中的体现由哪些实验事实，判断得出分子之间有引力力？答：固体、液体内大量分子却能聚集在一起形成固定的形状或固定的体积，我们推理出分子之间一定存在着相互吸引力。

由哪些实验事实，判断得出分子之间有斥力？答:固体和液体很难被压缩，即使气体压缩到了一定程度后再压缩也是很困难的;用力压缩固体，物体内会产生反抗压缩的弹力。

这些事实都是分子之间存在斥力的表现.第二,分子间的相互作用力重点知识归纳辨析1．分子间引力和斥力的大小分子间距离的关系.(1）经过研究发现：分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。

但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如图中两条虚线所示。

(2）由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

在上面的图象中实线曲线表示分子间引力和斥力的合力随距离的变化情况。

当两个分子间距在图象横坐标r0距离时,分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r0的数量级为10-10m,相当于r0位置叫做平衡位置.分子间距离当r＜r0时，分子间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力.展示幻灯片图2。

当r＞r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10-9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了.在图中表示分子间距离r大小不同的情况下，分子间引力斥力大小的情况。

2．固体、液体和气体的分子运动分子动理论告诉我们物体中的分子永不停息地做无规则运动，它们之间又存在着相互作用力.分子力的作用要使分子聚集起来，而分子的无规则运动又要使它们分散开来。

由于这两种相反因素的作用结果,有固体、液体和气体三种不同的物质状态.(1）请同学们思考一下：为什么有一定的形状和体积呢?因为在固体中，分子间距离较近，数量级在10—10m，分子之间作用很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动。

第一章分子动理论1．分子动理论的基本内容............................................................................................... - 1 -2. 实验：用油膜法估测油酸分子的大小...................................................................... - 10 -3. 分子运动速率分布规律.............................................................................................. - 17 -章末复习提高................................................................................................................... - 35 -1．分子动理论的基本内容一、物体是由大量分子组成的1．分子：把组成物体的微粒统称为分子。

2．1 mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。

二、分子热运动1．扩散(1)扩散：不同的物质能够彼此进入对方的现象。

(2)产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。

(3)发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。

(4)意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。

(5)规律：温度越高，扩散现象越明显。

2．布朗运动(1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。

(2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。

(3)布朗运动的特点：永不停息、无规则。

(4)影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。

(5)意义：布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。

7. 3、分子间的相互作用力教学目标 ：1、知道分子同时存在着相互作用的引力和斥力，表现出的分子力是引力和斥力的合力。

2、知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律，知道分子间距离是时分子力为零，知道的数量级。

3、了解在固体、液体、气体三种不同物质状态下，分子运动的特点。

4、通过一些基本物理事实和实验推理得出分子之间有引力，同时有斥力。

这种以事实和实验为依据求出新的结论的思维过程，就是逻辑推理。

通过学习这部分知识，培养学生的推理能力。

重点、难点的分析1． 重点内容有两个，一是通过分子之间存在间隙和分子之间有引力和斥力的一些演示实验和事实，推理论证出分子之间存在着引力和斥力；二是分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化，而分子力是引力和斥力的合力，能正确理解分子间作用力与距离关系的曲线的物理意义。

2． 难点是形象化理解分子间作用力跟分子间距离关系的曲线的物理意义。

教学过程引入新课分子动理论是在坚实的实验基础上建立起来的。

我们通过单分子油膜实验、离子显微镜观察钨原子的分布等实验，知道物质是由很小的分子组成的，分子大小在m 数量级。

我们又通过扩散现象和布朗运动等实验知道了分子是永不停息地做无规则运动的。

分子动理论还告诉我们分子之间有相互作用力，这结论的实验依据是什么?分子间相互作用力有什么特点?这是今天要学习的问题。

教学过程设计一、哪些现象说明分子间有空隙？扩散、布朗运动、石墨原子、酒精和水相混合1+1≠2二 为什么分子不能紧贴在一起？分子间有斥力三 为什么有空隙还能形成固体和液体？分子间有引力四 分子间的引力和斥力如何变化？1、 引力和斥力同时存在2、 半径r 增加，引力和斥力同时减小，斥力减小的快3、 半径r 减小，引力和斥力同时增加，斥力增加的快五对比弹簧振子的振动（类似）六．分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系。

r 0＝10 －10m r ＜r 0 引力＜斥力 表现斥力r ＝r 0 引力＝斥力 合力＝0r ＞r 0 引力＞斥力 表现引力 r ＝10 r 0 r ＝10 r 0 引力＝斥力＝0 合力＝0(1)经过研究发现分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。

第4节分子动能和分子势能课堂检测1.容器中盛有冰水混合物，冰的质量和水的质量相等且保持不变，则容器内( )A.冰的分子平均动能大于水的分子平均动能B.水的分子平均动能大于冰的分子平均动能C.水的内能大于冰的内能D.冰的内能大于水的内能答案：C解析：冰、水温度相同，故二者分子平均动能相同；水分子势能大于冰分子势能，故等质量的冰、水内能相比较，水的内能大于冰的内能。

2.下列关于物体内能的说法正确的是( )A.一个分子的动能和分子势能的总和叫作该分子的内能B.物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和叫作物体的内能C.当一个物体的机械能发生变化时，其内能也一定发生变化D.温度高的物体一定比温度低的物体内能大答案：B解析：内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，故A项错误，B项正确；一个物体的机械能发生变化时，其内能不一定发生变化，故C项错误；物体的内能的大小与物质的量、温度、体积以及物态有关，温度高的物体不一定比温度低的物体内能大，故D项错误。

3.（2021江苏南京师范大学附属实验学校高二月考）关于分子动理论，下列说法正确的是( )A.当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大B.相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力变小，斥力变大C.给自行车打气时，气筒压下后反弹是由分子斥力造成的D.当分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最大答案：A解析：当分子间作用力表现为引力时，随着分子间距离增大，分子力做负功，故分子势能增大，故A项正确；分子之间同时存在引力和斥力，当相邻的两个分子之间的距离减小时，分子间的引力和斥力都变大，故B项错误；给自行车打气时气筒压下后反弹，是由活塞上下的压强差造成的，故C项错误；分子间的距离为r0时合力为0，此时，分子势能最小，故D项错误。

4.（多选）（2021天津一中高三月考）两分子间的斥力和引力的合力r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，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互接近。

选修3-3 热学一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是10－10m ； ②分子质量：数量级是10－26kg ；③测量方法：油膜法．(2)阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质所含有的粒子数，N A ＝6.02×1023 mol －1. (3)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(4)宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. (5)关系：①分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A②分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A③物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝m ρV m ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρV M·N A (6)两种模型：①球体模型直径为：d ＝36V 0π②立方体模型边长为：d ＝3V 02．分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动．(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动：①定义：悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的永不停息地无规则运动． ②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动．③决定因素：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈． (3)气体分子运动速率的统计分布：①同一温度下，大多数分子具有中等的速率；随温度升高，占总数比例最大的那些分子速率增大．②气体分子运动速率的“三个特点”某个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动速率呈现统计规律，如图所示：横轴表示分子速率，纵轴表示各速率的分子数占总分子数的百分比，图像有三个特点：(1)“中间多，两头少”：同一温度下，特大或特小速率的分子数比例都较小，大多数分子具有中等的速率．(2)“图像向右偏移”：速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大，但速率分布规律不变．(3)“面积不变”：图线与横轴所围面积都等于1，不随温度改变．二、内能1．分子动能(1)分子动能:分子热运动所具有的动能；(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．2．分子势能：由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．4．分子力(1)分子间同时存在引力和斥力，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力曲线与分子势能曲线：分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)：(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系①当r>r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．②)当r<r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．③当r＝r0时，分子势能最小．5．内能和热量的比较6．分析物体的内能问题应当明确以下四点(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，温度相同的任何物体，分子的平均动能相同.三、温度1．温度的意义(1)宏观上，温度表示物体的冷热程度．(2)微观上，温度是分子平均动能的标志．2．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，把1个标准大气压下，水的冰点作为0 ℃，沸点为100 ℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K．0 K是绝对零度，低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．(3)两种温标的关系：T＝273.15＋t ΔT＝Δt第二节固体、液体和气体一、固体1．分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体分单晶体和多晶体．2．晶体与非晶体的比较3．判断晶体与非晶体的“五个要点”(1)只要具有确定熔点的物质必定是晶体，否则为非晶体．(2)只要具有各向异性的物质必定是单晶体，否则为多晶体或非晶体．(3)单晶体只是在某一种物理性质上表现出各向异性．(4)同一物质可能成为不同的晶体或非晶体．(5)晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．二、液体1．液体的表面张力(1)产生原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子力表现为引力．(2)作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．(3)作用方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．(4)影响因素：液体的密度越大，表面张力越大；温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小．2．液晶的物理性质(1)具有液体的流动性．(2)具有晶体的光学各向异性．(3)从某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．(4)液晶的特点：液晶既不是液体也不是晶体．液晶既有液体的流动性，又有晶体的物理性质各向异性．三、饱和汽湿度1．饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．2．饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强．(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．3．湿度(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强．(2)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比．(3)相对湿度公式相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压⎝⎛⎭⎫B ＝p p s ×100%(4)对相对湿度的理解人对空气湿度的感觉是由相对湿度决定的．当绝对湿度相同时，温度越高，离饱和状态越远，体表水分越容易蒸发，感觉越干燥；气温越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿．第三讲 气体一、气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积．(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度． 3．压强单位：国际单位，帕斯卡(P a )常用单位：标准大气压(a tm )；厘米汞柱(cmHg )．换算关系：1a tm ＝76cmHg≈1.0×105 Pa . 4．平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．5．加速运动系统中封闭气体压强的求法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解． 二、理想气体状态方程1．理想气体(1)宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体．实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力（因此不计分子势能），分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．2．理想气体的状态方程(1)内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变. (2)公式：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C (C 是与p 、V 、T 无关的常量)3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2⎩⎪⎨⎪⎧温度不变：p 1V 1＝p 2V 2（玻意耳定律）体积不变：p 1T 1＝p 2T 2（查理定律）压强不变：V 1T 1＝V 2T2（ 盖—吕萨克定律）4．几个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1T 1ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT(3)理想气体状态方程的推论：p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1＋p 2V 2T 2＋……（理想气体状态方程的分态公式）5．体状态变化的图象问题第三节 热力学定律与能量守恒一、热力学第一定律和能量守恒定律 1．改变物体内能的两种方式(1)做功； (2)热传递． 2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU ＝Q ＋W 3．对公式ΔU ＝Q ＋W 符号的规定4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q ＝0，W ＝ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加量． (2)若过程中不做功，即W ＝0，则Q ＝ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU ＝0，则W ＋Q ＝0或W ＝－Q .外界对物体做的功等于物体放出的热量．(4)气体压力做功：体积变化量V P W∆=：做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的：做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内能之间的转化；而热传递则是热运动的转移，是内能的转移．5．能的转化和守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．(2)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机．它是不可能制成的．二、热力学第二定律1．常见的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．2．第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机．这类永动机不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，也是不可能制成的．3．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．4．热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能也可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．5．两类永动机的比较1．下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是()A．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B．扩散现象与布朗运动没有本质的区别C．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D．扩散现象和布朗运动都与温度有关E．布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现[解析]扩散现象与布朗运动都能说明分子做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误．[答案]ACD2．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是()A．分子间引力随分子间距的增大而减小B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E．当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小[解析]分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D 正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误．[答案]ABD3．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变[解析]分子力F与分子间距r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时，F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小又变大，A项错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确、D项错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．[答案]BCE4．下列说法正确的是()A．内能不同的物体，温度可能相同B．温度低的物体内能一定小C．同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动能大D．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加E．物体机械能增大时，其内能一定增大[解析]物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的，内能不同，物体的温度可能相同，故A正确；温度低的物体，分子平均动能小，但分子数可能很多，故B错误；同温度、同质量的氢气与氧气分子平均动能相等，但氢气分子数多，故总分子动能氢气的大，故C正确；当分子平均距离r≥r0，物体膨胀时分子势能增大，故D正确；机械能增大，若物体的温度、体积不变，内能则不变，故E错误．[答案]ACD5．下列说法正确的是()A．内能大的物体含有的热量多B．温度高的物体含有的热量多C．水结成冰的过程中，放出热量，内能减小D．物体放热，温度不一定降低E．物体放热，内能不一定减小[解析]热量是过程量，故A、B错误；水结成冰，分子动能不变，分子势能减小，即内能减小，放出热量，故C正确；晶体凝固时，放出热量，温度不变，故D正确；改变物体的内能有做功和热传递两种方式，故E正确．[答案]CDE6．(2015·高考全国卷℃)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变[解析]将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误．单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确．例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确．晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确．熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E错误．[答案]BCD7．下列说法不正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上．这是由于水表面存在表面张力的缘故B ．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C ．将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D ．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故E ．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开．这是由于水膜具有表面张力的缘故[解析] 水的表面张力托起针，A 正确；B 、D 两项也是表面张力原因，故B 、D 均错误，C 项正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用，E 错误．[答案]BDE8．(2014·高考福建卷)如图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则下列关系式中正确的是( )A ．T A ＜TB ，T B ＜T CB ．T A ＞T B ，T B ＝TC C ．T A ＞T B ，T B ＜T CD ．T A ＝T B ，T B ＞T C[解析] 根据理想气体状态方程pV T＝k 可知，从A 到B ，温度降低，故A 、D 错误；从B 到C ，温度升高，故B 错误、C 正确．[答案]C9．一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a →b 、b →c 、c →d 、d →a 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )A ．a →b 过程中不断增加B ．b →c 过程中保持不变C ．c →d 过程中不断增加D ．d →a 过程中保持不变E ．d →a 过程中不断增大[解析] 由题图可知a →b 温度不变，压强减小，所以体积增大，b →c 是等容变化，体积不变，因此A 、B 正确；c →d 体积不断减小，d →a 体积不断增大，故C 、D 错误，E 正确．[答案]ABE10．如图，一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ，在此过程中，其压强( )A ．逐渐增大B ．逐渐增小C ．始终不变D ．先增大后减小[解析] 法一：由题图可知，气体从状态a 变到状态b ，体积逐渐减小，温度逐渐升高，由pV T＝C 可知，压强逐渐增大，故A 正确．法二：由pV T ＝C 得：V ＝C p T ，从a 到b ，ab 段上各点与O 点连线的斜率逐渐减小，即1p逐渐减小，p 逐渐增大，故A 正确．[答案]A11．关于热力学定律，下列说法正确的是( )A ．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B ．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C ．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D ．不可能使热量从低温物体传向高温物体E ．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程[解析] 内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A 正确；对某物体做功，物体的内能不一定增加，B 错误；在引起其他变化的情况下，可以从单一热源吸收热量，将其全部变为功，C 正确；在有外界影响的情况下，可以使热量从低温物体传向高温物体，D 错误；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E 正确．[答案]ACE热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现．1．高温物体热量Q 能自发传给热量Q 不能自发传给低温物体2．功能自发地完全转化为不能自发地完全转化为热量3．气体体积V 1能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积V 2(较大)4．不同气体A 和B 能自发混合成不能自发分离成混合气体AB12．根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是( )A ．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B ．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C ．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%D ．制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量E ．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析：选ACD.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，C正确；由能量守恒知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，故D正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，E错误．。

第四节分子间的相互作用力A级抓基础1．酒精和水混合后体积减小表明( )A．分子间有相互作用力B．分子间有间隙C．分子永不停息地运动D．分子是微小的解析：酒精与水混合后，由于酒精分子进入了水分子间的空隙内，故总体积在减小；故本现象说明分子间是有空隙的．答案：B2．(多选)关于分子动理论，下列说法正确的是( )A．物体是由大量分子组成的B．分子永不停息地做无规则运动C．分子间有相互作用的引力或斥力D．分子动理论是在一定实验基础上提出的解析：由分子动理论可知A、B对；分子间有相互作用的引力和斥力，C错；分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，D对．答案：ABD3．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的( )A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加解析：根据分子动理论可知，物质是由大量分子组成的；组成物质的分子在永不停息地做无规则的热运动；分子间同时存在相互作用的引力和斥力．随分子间距的增大斥力和引力均变小，只是斥力变化的更快一些，C项正确．答案：C4．“破镜难圆”的原因是( )A．玻璃分子间的斥力比引力大B．玻璃分子间不存在分子力的作用C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子引力为零解析：破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起．答案：D5．如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力和引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则( )A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－15 mB．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－10 mC．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标数量级为10－10 mD．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标数量级为10－15 m解析：e表示引力的线与表示斥力的线的交点，横坐标表示分子间距r0，r0大约为10－10m，由分子力特点可知当r>rr<r0时，引力小0时，引力大于斥力，分子力表现为引力；当于斥力，分子力表现为斥力，由此可知ab线表示引力，cd线表示斥力，C对，A、B、D错．答案：CB级提能力6．下列现象可以说明分子间有引力的是( )A．用粉笔写字在黑板上留下字迹B．两个带异种电荷的小球相互吸引C．用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引轻小的纸屑D．磁体吸引附近的小铁钉解析：毛皮摩擦的橡胶棒能吸引轻小的纸屑及两带电小球相吸是静电力的作用，磁铁吸引小铁钉的力是磁场力，二者跟分子力是不同性质的力，故B、C、D错；粉笔字留在黑板上是由于粉笔的分子与黑板的分子存在引力的结果，故A正确．答案：A7．当两个分子之间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间相互作用的引力和斥力的说法中正确的是( )A．两分子间的距离小于r0时，它们之间只有斥力作用B．两分子间的距离小于r0时，它们之间只有引力作用C．两分子间的距离小于r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力D．两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力解析：分子间同时存在引力和斥力，故A、B错误；当r<r0时，分子间既有引力又有斥力的作用，而且斥力大于引力，C错误；当r＝2r0>r0时，分子间既有引力又有斥力的作用，而且引力大于斥力，D正确．答案：D8．清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的( )A．引力消失，斥力增大B．斥力消失，引力增大C．引力、斥力都减小D．引力、斥力都增大解析：因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大．故D选项正确，其他选项都错．答案：D9．两个分子从远处(r>10－9 m)以相等的初速度v相向运动，在靠近到距离最小的过程中，其动能的变化情况为( )A．一直增加B．一直减小C．先减小后增加D．先增加后减小解析：从r>10－9m到r0时，分子间作用力表现为引力，随距离的减小，分子力做正功，分子动能增加；当分子间距离由r0减小时，分子间作用力表现为斥力，随距离减小，分子间作用力做负功，分子动能减小，D正确，A、B、C错误．答案：D10．(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图．现把乙分子从r3处由静止释放，则( )A．乙分子从r3到r1一直加速B．乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大解析：乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C正确；乙分子从r3到r1过程中一直呈现引力，B错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误．答案：AC。

学案3 分子间的作用力[目标定位] 1.通过实验知道分子间存在着空隙和相互作用力.2.通过图象分析知道分子力与分子间距离的关系.3.明确分子动理论的内容.一、分子间的作用力[问题设计]图1如图1所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？答案不相等；因为玻璃板和液面之间有分子引力，所以在使玻璃板拉出水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力.[要点提炼]1.在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力.2.分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，随分子间距离r的减小而增大，但斥力变化得快.3.分子力与分子间距离变化的关系(1)分子间距离r＝r0(平衡距离)时，F引＝F斥，分子力为零，所以分子间距离等于r0的位置叫平衡位置.(2)当r<r0时，F斥>F引，分子力F表现为斥力.(3)当r>r0时，F斥<F引，分子力F表现为引力.当r≥10r0时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子力F＝0.(4)分子力随分子间距离变化的图象如图2所示，当r<r0时，合力随分子间距离的增大而减小；当r>r0时，合力随分子间距离的增大先增大后减小.图2二、分子动理论[问题设计]参与热运动的某一个分子的运动有规律可循吗？大量分子的运动呢？答案以气体为例，气体分子在无序运动中不断发生碰撞，每个分子的运动速率不断地发生变化.在某一特定时刻，某个特定分子究竟做怎样的运动完全是偶然的，不能预知.但对大量分子的整体，在一定条件下，实验和理论都证明，它们遵从一定的统计规律.[要点提炼]1.分子动理论的内容(1)物体是由大量分子组成的；(2)分子在做永不停息的无规则运动；(3)分子之间存在着引力和斥力.2.分子动理论是热现象微观理论的基础，大量分子的集体行为受到统计规律的支配.3.分子间相互作用的宏观表现(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力，以抗拒外界对它的拉伸.(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力，以抗拒外界对它的压缩.一、分子力的宏观表现例1下列说法正确的是( )A.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现B.气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现C.两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现D.用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现解析水是液体、铁是固体，正常情况下它们分子之间的距离都为r0，分子间的引力和斥力恰好平衡.当水被压缩时，分子间距离由r0略微减小，分子间斥力大于引力，分子力的宏观表现为斥力，其效果是水的体积很难被压缩；当用力拉铁棒两端时，铁棒发生很小的形变，分子间距离由r0略微增大，分子间引力大于斥力，分子力的宏观表现为引力，其效果为铁棒没有断，所以选项A、D正确.气体分子由于永不停息地做无规则运动，能够到达容器内的任何空间，所以很容易就充满容器，由于气体分子间距离远大于r0，分子间几乎无作用力，就是有作用力，也表现为引力，所以B错.抽成真空的马德堡半球，之所以很难拉开，是由于球外大气压力对球的作用，所以C错.故正确答案为A、D.答案AD二、分子力的特点例2关于分子间的相互作用力，下列说法中正确的是( )A.分子力随分子间距的增大而减小B.分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而减小C.分子间同时存在引力和斥力D.当分子间距r>r0时，分子间只有引力解析分子间同时存在引力和斥力，这两个力都随分子间距的变化而变化，变化情况如图所示.引力、斥力都随分子间距的增大而减小，但分子力(引力与斥力的合力)却不是这样.当分子间距r<r0时，斥力比引力大，分子力表现为斥力，并随r的增大而减小；当r>r0时，引力比斥力大，分子力表现为引力，在某阶段逐渐增大，然后又逐渐减小.通过上面的分析可知，B、C项是正确的，A、D项是不正确的.故正确答案为B、C.答案BC针对训练甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图象如图3所示.现把乙分子从r3处由静止释放，则( )图3A.乙分子从r3到r1一直加速B.乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力C.乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小D.乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大答案AC解析乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C 正确；乙分子从r3到r1过程中一直呈现引力，B错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误.三、分子力的功例3分子甲和乙距离较远，设甲固定不动，乙分子逐渐向甲分子靠近，直到不能再近的这一过程中( )A.分子力总是对乙做功B.乙分子总是克服分子力做功C.先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功D.先是分子力对乙分子做正功，然后乙分子克服分子力做功解析如图所示，由于开始时分子间距大于r0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中，分子力做正功；由于分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r0处继续向甲移近时要克服分子力做功.故正确答案为D.答案 D1.(分子力的宏观表现)如图4所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落，主要原因是( )图4A.铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D.铅柱间存在分子引力作用答案 D解析挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围，故不脱落的主要原因是分子之间存在引力，故D正确，A、B、C错误.2.(分子力的特点)两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力( )A.一定增大B.一定减小C.可能增大D.可能减小答案CD解析分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知，增大多少也未知.由图可知，分子间距离r在从无限小到无限大的区间内，分子力随r的增大是先减小后增大，再减小.3.(分子力的特点)如图5所示，设有一分子位于图中的坐标系原点O处不动，另一分子可位于x轴正半轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则( )图5A.ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15 mB.ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10 mC.ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10 mD.ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15 m答案 B解析由于分子间斥力的大小随两分子间距离的变化比引力快，所以题图中曲线ab表示斥力，cd表示引力，e 点引力和斥力平衡，分子间距离的数量级为10－10 m，所以B选项正确.4.(分子力的功)如图6所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远处静止释放，在分子力的作用下靠近甲.图中d点是分子靠得最近的位置，则乙分子速度最大处可能是( )图6A.a点B.b点C.c点D.d点答案 C解析从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加；从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功，速度减小，所以在c点速度最大.题组一分子力的宏观表现1.固体和液体很难被压缩，其原因是( )A.分子已占据了整个空间，分子间没有空隙B.分子间的空隙太小，分子间只有斥力C.压缩时，分子斥力大于分子引力D.分子都被固定在平衡位置不动答案 C解析扩散现象说明了分子在做无规则的热运动，且分子间存在着空隙，故A、D选项错误.压缩固体和液体时，分子间的引力和斥力是同时存在的，只不过是斥力大于引力，分子力表现为斥力，故选项B错误，选项C正确.2.对下列现象的解释正确的是( )A.两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力B.一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱C.电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D.破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果答案ABC解析高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的10多倍，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以B项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，则可重新接合，所以D项错误.3.表面平滑的太空飞行器在太空中飞行与灰尘相互摩擦时，很容易发生“黏合”现象，这是由于( )A.摩擦生热的作用B.化学反应的作用C.分子力的作用D.万有引力的作用答案 C解析当表面平滑的飞行器在太空中与灰尘相互摩擦时，可以使飞行器表面与灰尘的距离达到分子力作用的范围内，而发生“黏合”，因此是分子力的作用，C项正确.题组二分子力的特点4.分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的( )A.引力增加，斥力减小B.引力增加，斥力增加C.引力减小，斥力减小D.引力减小，斥力增加答案 C解析分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的作用力都减小，即引力和斥力都减小，但斥力变化的快，故C正确.5.清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的( )A.引力消失，斥力增大B.斥力消失，引力增大C.引力、斥力都减小D.引力、斥力都增大答案 D解析因为空气中的水汽凝结成水珠时，分子间的距离变小，而分子引力和分子斥力均随着分子间距离的减小而增大，故D选项正确.6.分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则( )A.F斥和F引是同时存在的B.F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力C.分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D.分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小答案 A解析分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小都是随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得更快一些.当r＜r0时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小.当r＞r0时，合力表现为引力，引力的大小随分子间距离的增大表现为先增大后减小.正确选项是A.题组三分子力的功7.两个分子从远处(r>10－9m)以相等的初速度v相向运动，在靠近到不能再靠近的过程中，其动能的变化情况为( )A.一直增加B.一直减小C.先减小后增加D.先增加后减小答案 D解析从r>10－9 m到r0时，分子间作用力表现为引力，随距离的减小，分子力做正功，分子动能增加；当分子间距离由r0减小时，分子间作用力表现为斥力，随距离减小，分子间作用力做负功，分子动能减小，D正确，A、B、C错误.8.有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处向甲靠近，直到不能再靠近为止，此过程中：(1)若不考虑其他作用力，则整个过程中乙分子的加速度怎么变化？(2)不考虑其他作用力，乙分子的动能怎么变化？答案(1)由于乙分子只受分子力作用，根据牛顿第二定律，乙分子的加速度与它所受的分子力成正比，也就是乙的加速度的变化与分子力的变化一致，即在整个过程中，乙分子的加速度大小是先增大后减小再增大，加速度的方向先是指向甲，后是沿甲、乙连线指向乙.(2)根据动能定理，乙分子的动能变化量等于合力即分子力对乙分子所做的功，由于分子力对乙分子先做正功后做负功，所以乙分子的动能先增大后减小.。

第2课时分子热运动和分子间的作用力[学习目标] 1.知道扩散现象、布朗运动和分子的热运动，理解扩散现象、布朗运动产生的原因.2.通过实验，知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子力与分子间距的关系.3.明确分子动理论的内容．一、分子热运动1．扩散(1)定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象．(2)产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的．(3)意义：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一．(4)应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素．2．布朗运动(1)定义：悬浮微粒的无规则运动．(2)产生原因：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越明显．(3)意义：间接地反映液体分子运动的无规则性．3．热运动(1)定义：分子永不停息的无规则运动．(2)温度是分子热运动剧烈程度的标志．二、分子间的作用力1．分子间有空隙(1)气体分子间有空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙．(2)液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积变小，说明液体分子之间存在着空隙．(3)固体分子间有空隙：压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙．2．分子间的作用力(1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图1所示．图1①当r＜r0时，分子间的作用力F表现为斥力．②当r＝r0时，分子间的作用力F为0；这个位置称为平衡位置．③当r＞r0时，分子间的作用力F表现为引力．(2)产生原因：由原子内部的带电粒子的相互作用引起的．三、分子动理论1．分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论．2．基本内容(1)物体是由大量分子组成的．(2)分子在做永不停息的无规则运动．(3)分子之间存在着相互作用力．1．判断下列说法的正误．(1)只有在气体和液体中才能发生扩散现象．(×)(2)阳光从狭缝中射入教室，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动．(×)(3)随着分子间距离的增大，分子力先减小后增大．(×)2．用显微镜观察悬浮在水中的小炭粒的运动，其现象属于________；向一杯清水中滴几滴红墨水，红墨水向周围运动，其现象属于________．打湿了的两张纸很难分开是因为分子间存在________．玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起，是因为玻璃分子间作用力为________．答案布朗运动扩散现象引力零一、分子热运动导学探究1．生活中常会见到下列几种现象：①在墙角打开一瓶香水，很快整个房间都会弥漫着香气．②滴一滴红色墨水在一盆清水中，过一段时间整盆水会变成浓度相同的红色．③把一碗小米倒入一袋玉米中，掺匀后小米进入玉米的间隙中．④强烈的阳光射入较暗的房间内，可以看到在光束中有浮在空气中的微粒不停地运动．⑤用显微镜观察到放入水中的花粉在不停地运动．以上现象中属于扩散现象的是________，属于布朗运动的是________．答案①②⑤2．扩散现象的快慢、布朗运动的明显程度都与温度有关，所以它们都是热运动，这种说法正确吗？答案不正确．3．温度降低，分子的热运动变慢，当温度降低到0 ℃以下时，分子就停止运动了，这种说法正确吗？为什么？答案不正确．分子的热运动是永不停息的．虽然温度降低，分子的无规则运动变慢，但不会停止，所以当温度降低到0 ℃以下时，分子的无规则运动仍然不会停止．知识深化1．扩散现象(1)扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的．(2)气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显．(3)扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著，这表明温度越高，分子运动得越剧烈．(4)分子运动的特点①永不停息；②无规则．2．布朗运动(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子．其大小直接用人眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10－6 m的数量级)．(2)布朗运动产生的原因：液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒．如图2，悬浮的微粒足够小时，来自各个方向的液体分子撞击作用力不平衡，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强，在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样，就引起了微粒的无规则运动．图2(3)实质及意义：布朗运动实质是由液体分子与悬浮微粒间相互作用引起的，反映了液体分子的无规则运动．(4)影响因素①悬浮的微粒越小，布朗运动越明显．②温度越高，布朗运动越剧烈．3．热运动(1)分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断地变化．(2)热运动是对于大量分子的整体而言的，对个别分子无意义．(3)分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高分子热运动快，温度低分子热运动慢，但分子热运动永远不会停息．(2021·吉林江城中学高二月考)关于扩散现象，下列说法正确的是()A．只有气体和液体才能发生扩散现象B．扩散现象使人们直接看到了分子的运动C．扩散现象说明分子是整体定向移动的D．温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显答案 D解析不同的物质在相互接触时彼此进入对方的现象叫作扩散．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以固体、液体或气体之间都会发生扩散现象．扩散现象表明分子处于永不停息的无规则运动状态，但分子体积太小，人们不可能直接看到，故A、B、C错误；分子热运动情况与物体的温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散现象越明显，故D正确．(2021·山东青岛市高二期中)据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播．气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体中做布朗运动．关于气溶胶做的布朗运动，下列说法正确的是()A．布朗运动是气溶胶分子的无规则运动B．布朗运动反映了气体分子之间存在着斥力C．悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间都悬浮在气体中是因为气体浮力作用答案 C解析布朗运动是气溶胶颗粒的无规则运动，不是气溶胶分子的无规则运动，故A错误；布朗运动反映了气体分子运动的无规则性，故B错误；悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显，故C正确；当固态或液态颗粒很小时，受到气体的浮力作用微乎其微，这些颗粒之所以能很长时间都悬浮在气体中是因为空气分子对它们的撞击作用，故D错误．下列关于热运动的说法中正确的是()A．分子热运动是指扩散现象和布朗运动B．分子热运动是物体被加热后的分子运动C．分子热运动是大量分子做永不停息的无规则运动D．物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越剧烈答案 C解析分子热运动是指大量分子做永不停息的无规则运动，物体被加热、不被加热，其分子都在进行着热运动，故B错误，C正确；扩散现象和布朗运动证实了分子的热运动，但分子热运动不是指扩散现象和布朗运动，A错误；分子热运动是物体内部分子的运动，属微观的范畴，与物体的宏观运动没有关系，也与物体的物态没有关系，故D错误．布朗运动与热运动的区别与联系布朗运动热运动不同点研究对象固体微粒分子观察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则；②永不停息；③温度越高越剧烈联系周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动说明：分子无规则的运动，不是宏观物体的机械运动，二者无关系.二、分子间的作用力导学探究(1)如图3所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板的重力相等吗？为什么？图3(2)分子间存在着相互作用力，有时表现为引力，有时表现为斥力．当两个物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力吗？答案(1)不相等．此时玻璃板和液面分子间的作用力表现为引力，所以在使玻璃板离开水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板的重力．(2)不是．虽然两物体靠得很紧，但绝大部分分子间距离仍很大，达不到分子引力起作用的距离，所以不会粘在一起．知识深化1．对分子间作用力的理解分子间的作用力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同时存在的．2．对分子力与分子间距离变化关系的理解(1)r0的意义分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零，所以分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置叫平衡位置．(2)分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图4所示．在r轴上方，分子间的作用力表现为斥力；在r轴下方，分子间的作用力表现为引力．图4①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小且斥力变化得快．②实际表现的分子力是引力和斥力的合力．③当r<r0时，分子力随分子间距离的增大而减小；当r>r0时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小．当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是()A．当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用B．当分子间的距离r＝r0时，分子不受力C．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，且斥力比引力减小得快D．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间相互作用力的合力在逐渐减小答案 C解析分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当r＝r0时，F引＝F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当r<r0时，F斥>F引，合力为斥力，并非只受斥力，故A、B错误．当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大再减小，故C正确，D错误．(多选)下列说法正确的是()A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这就是分子间存在引力的宏观表现D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现答案AD解析水的体积很难被压缩说明分子间存在一定的斥力，故A正确．气体总是很容易充满容器是分子热运动的结果，而不是分子间存在斥力的宏观表现，故B错误．当马德堡半球中空气被抽出后，在外部大气压强作用下，球很难被拉开，故C错误．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，说明分子之间存在引力，故D正确．外力作用下三种状态表现不同的原因1．外力作用下固体很难被压缩的原因是分子间存在斥力；很难被拉伸的原因是分子间存在引力．2．外力作用下液体很难被压缩的原因是分子间存在斥力．3．外力作用下气体很容易被压缩的原因是分子间有空隙，气体压缩到一定程度后较难再被压缩，是气体压强的原因．1．(扩散现象)(多选)在下列给出的四种现象中，属于扩散现象的有()A．有风时，尘土飞扬到空中B．将沙子倒入石块中，沙子要进入石块的空隙C．把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后，紧紧地压在一起，几年后会发现铅中有金D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸答案CD2．(布朗运动)(2021·重庆市渝北中学高二期中)做布朗运动实验中得到某个观测记录如图5所示．图中记录的是()图5A．固体分子无规则运动的轨迹B．某个微粒做布朗运动的轨迹C．某个微粒做布朗运动的速度－时间图线D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线答案 D解析布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A 错误；布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度－时间图线，故C错误；题图记录的是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，故D正确．3.(分子间作用力)(多选)如图6所示，是分子间相互作用力与分子间距离的关系，其中两虚线分别表示分子间斥力和引力与分子间距离的关系，实线表示分子间作用力(斥力和引力的合力)与分子间距离的关系，由图可知下列说法中正确的是()图6A．分子间距离为r0时，分子间没有相互作用B．分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大C．分子间距离大于r0时，分子间的引力总是大于斥力D．分子间距离增大时，分子间作用力可能先减小后增大再减小答案CD解析分子间距离为r0时，分子间相互作用的斥力和引力相等，对外表现为分子间作用力等于零，但分子间仍有相互作用，故A错误；分子间距离增大时，分子间斥力和引力都减小，故B错误；分子间距离大于r0时，分子间的引力大于分子间的斥力，对外表现为引力，故C 正确；分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，随着分子间距离增大，分子间作用力逐渐减小；分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，随着分子间距离增大，分子间作用力先增大后减小，故D正确．4．(分子动理论)关于分子动理论，下列说法正确的是()A．气体扩散的快慢与温度无关B．布朗运动是液体分子的无规则运动C．分子间同时存在着引力和斥力D．分子间的引力总是随分子间距增大而增大答案 C解析在其他条件不变的情况下，温度越高，气体扩散得越快，A错误；布朗运动是颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，B错误；分子间同时存在着引力和斥力，C正确；分子间的引力总是随着分子间距的增大而减小，D错误．考点一分子热运动1．(多选)下列现象中属于扩散现象的是()A．琪琪刚进家门就闻到妈妈做饭的香味B．琪琪把白色的衣服和蓝色的衣服用清水泡了一晚上，白色衣服被染上了蓝色C．琪琪看见爸爸调制的不同颜色分层的鸡尾酒，放置一天后都混在一起成一种颜色了D．琪琪看见雪融化后，与泥土混合成了泥水答案ABC解析琪琪看见雪融化后，与泥土混合成了泥水，属于物质的混合，不属于扩散现象，故D 错误．2．通常萝卜腌成咸菜需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟，那么造成这种差别的主要原因是()A．加热后盐分子变小了，很容易进入萝卜中B．炒菜时萝卜翻动地快，盐和萝卜接触多C．加热后萝卜分子间空隙变大，易扩散D．炒菜时温度高，分子热运动剧烈答案 D解析在扩散现象中，温度越高，扩散得越快．在腌萝卜时，是盐分子在常温下的扩散现象，炒菜时，是盐分子在高温下的扩散现象，因此，炒菜时萝卜咸得快，腌菜时萝卜咸得慢，故A、B、C错误，D正确．3．(2021·青冈县第一中学高二月考)对下列相关物理现象的解释错误的是()A．高压作用下的油会透过钢管壁渗出，说明分子是不停运动着的B．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙C．存放过煤的混凝土地面下一定深度内都有黑色颗粒，说明煤分子在做无规则的热运动D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果答案 A解析高压作用下的油会透过钢管壁渗出，说明分子间有间隙，A错误；水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，B正确；存放过煤的混凝土地面下一定深度内都有黑色颗粒，此现象属于扩散现象，说明煤分子在做无规则的热运动，C正确；在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果，D正确．4.(多选)(2020·南京市中华中学高二月考)把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图1所示，下列说法正确的是()图1A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒B．小炭粒在不停地做无规则运动，即布朗运动C．越小的炭粒，运动越明显D．在显微镜下看起来连成一片的液体，实际上就是由许许多多的静止不动的水分子组成的答案BC解析在光学显微镜下，只能看到悬浮的小炭粒，看不到水分子，故A错误；在显微镜下看到小炭粒在不停地做无规则运动，即布朗运动，且炭粒越小，运动越明显，故B、C正确；任何分子都在不停地运动，D错误．5．如图2所示是布朗运动的示意图，下列说法中正确的是()图2A．图中记录的是液体分子无规则运动的情况B．图中记录的是小微粒分子无规则运动的情况C．图中记录的是小微粒做布朗运动的轨迹D．图中记录的是几个小微粒各自在不同时刻的位置的连线答案 D解析布朗运动不是固体微粒分子的无规则运动，也不是液体分子的无规则运动，而是大量液体分子做无规则热运动时与悬浮在液体中的小微粒发生碰撞，从而使小微粒做无规则运动，即布朗运动是固体微粒的运动，A、B错误；题图中每个拐点记录的是小微粒每隔一定时间的位置，在这段时间内小微粒做的也是无规则运动，而不一定是直线运动，题图中记录的不是小微粒的运动轨迹，而是不同时刻的位置连线，故C错误，D正确．6．(2021·重庆市万州第二高级中学高二期中)下列关于分子热运动的说法中正确的是() A．0 ℃的物体中的分子不做无规则运动B．布朗运动就是液体分子的无规则热运动C．扩散现象表明分子在做永不停息的热运动D．微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显答案 C解析分子的热运动永不停息，故A错误；布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误；扩散现象表明分子在做永不停息的热运动，故C正确；微粒越小，液体温度越高，布朗运动就越明显，故D错误．7．(2021·河北邯郸市高二期中)我国已开展空气中PM2.5浓度的监测工作．PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物，可在显微镜下观察到，它飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入人体后会进入血液对人体形成危害．矿物燃料燃烧时废弃物的排放是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法错误的是()A．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动B．温度越高，PM2.5的无规则运动越剧烈C．PM2.5的质量越大，其无规则运动越剧烈D．由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做无规则运动答案 C解析PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，所以A正确，不符合题意；温度越高，布朗运动越剧烈，则PM2.5的无规则运动越剧烈，所以B正确，不符合题意；PM2.5的质量越小，其无规则运动越剧烈，所以C错误，符合题意；由于周围大量空气分子对PM2.5碰撞的不平衡，使其在空中做无规则运动，所以D正确，不符合题意．考点二分子间的作用力8．清晨，草叶上的露珠在阳光照射下变成水蒸气慢慢消失．这一物理过程中，水分子间的()A．引力、斥力都减小B．斥力减小，引力增大C．引力、斥力都增大D．斥力增大，引力减小答案 A解析草叶上的露珠在阳光照射下变成水蒸气，这一过程属于物态变化中的蒸发过程，吸收热量，并且分子间距离增大，而分子间引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小，A正确．9．“破镜难圆”的原因是()A．玻璃分子间的斥力比引力大B．玻璃分子间不存在分子力的作用C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力，而两块碎玻璃片之间，分子引力和斥力大小相等，合力为零D．两片碎玻璃之间，绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，分子力为零答案 D解析破碎的玻璃放在一起，由于接触面的错落起伏，只有极少数分子能接近到分子间有作用力的程度，因此，总的分子引力非常小，不足以使它们连在一起，故D正确．10.两分子间的作用力F与分子间距r的关系图线如图3所示，下列说法中正确的是()图3A．r<r1时，两分子间的引力为零B．r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大C．r＝r2时，两分子间的引力最大D．r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零答案 B解析分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引力，合力表现为斥力，故A错误；r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大，在r轴下方表示分子力是引力，故B 正确；分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子间距离的减小而增大，r＝r2时，分子间的引力不是最大，故C错误；r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误．11.如图4所示是分子间作用力和分子间距离的关系，下面的说法正确的是()图4A．曲线a是分子间引力和分子间距离的关系曲线B．曲线b是分子间作用力的合力和分子间距离的关系曲线C．曲线c是分子间斥力和分子间距离的关系曲线D．当分子间距离r>r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先减小，后增大答案 B解析在F－r图像中，随着分子间距离的增大，斥力比引力变化得快，所以a为斥力和分子间距离的关系曲线，c为引力和分子间距离的关系曲线，b为合力和分子间距离的关系曲线，故A、C错误，B正确；当分子间距离r>r0时，从相距r0处开始，随分子间距离的增大，曲线b对应的力先增大，后减小，故D错误．考点三分子动理论12．(多选)关于分子动理论，下列叙述正确的是()A．分子间同时存在相互作用的引力和斥力B．扩散现象能够说明分子间存在着空隙C．温度越高，布朗运动越显著D．悬浮在液体中的固体微粒越大，布朗运动越显著答案ABC解析分子间同时存在相互作用的引力和斥力，选项A正确；扩散现象能够说明分子间存在着空隙，选项B正确；温度越高，颗粒越小，布朗运动越显著，选项C正确，D错误．13．(多选)关于分子动理论，下列说法正确的是()A．分子永不停息地做无规则运动B．酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有空隙C．铁块不易被压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力D．分子间距离增大时，分子力也随之增大答案AB解析由分子动理论可知分子永不停息地做无规则运动，A正确；酒精和水混合后总体积减小是因为分子间有空隙，B正确；挤压铁块时，分子斥力和引力同时存在，但分子力表现为。

第4节分子间的相互作用力一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～10题有多项符合题目要求．1．下列现象不能说明分子间存在分子力的是( )A．两铅块能被压合在一起B．钢绳不易被拉断C．水不容易被压缩D．空气容易被压缩【答案】D [空气容易压缩是因为分子间距大，而水不容易压缩是因为分子间距小轻微压缩都使分子力表现为斥力．A、B、C说明存在分子力．故选D．]2．当两个分子间的距离为r0时分子力为零．下列关于分子力的说法不正确的是( ) A．分子间同时存在引力和斥力，在分子力作用的范围内，随着分子间距离的变大，分子间引力和斥力都变小B．当分子间距离为10r0时，可以忽略分子间的相互作用力C．分子力作用范围的数量级为10－9 mD．在分子力作用范围内，分子力随分子间距离的增大而减小【答案】D [当分子间距离为r0时，分子间引力和斥力同时存在，大小相等，合力为零．当r<r0时，引力和斥力同时存在，斥力大于引力，分子力表现为斥力；当r0<r<10r0时，引力和斥力同时存在，引力大于斥力，分子力表现为引力；当r≥10r0，即r≥10－9 m时，分子力极小，近似为零．在分子从r0增大时，分子力(合力)由零变大为引力，故D错．] 3．(2018年上海名校联考)当两分子间距变化时分子势能变大了，则可以判定在此过程( )A．分子间距一定变大B．分子力一定增大C．分子力一定做了功D．分子力一定是引力【答案】C [若取无穷远处为0势能点，分子间分子势能与距离的关系如图所示，可知分子势能变大了，分子之间的距离可能增大，也可能减小，故A错误；若分子间距大于平衡间距，分子间距变大时分子势能增大，分子力可能增大，也可能减小，故B错误；分子势能变大，则一定是分子克服分子力做功，故C正确；若分子间距小于平衡间距，分子间距变小，分子力增大，表现为斥力，故D错误．故选C．]4．(2017年南宁二模)下列关于分子间相互作用表述正确的是( )A．水的体积很难压缩，这是因为分子间没有间隙的表现B．气体总是很容易充满容器，这是因为分子间有斥力的表现C．用力拉铁棒很难拉断，这是因为分子间有引力的表现D．压缩气体时需要用力，这是因为分子间有斥力的表现【答案】C [水的体积很难被压缩，这说明分子间的斥力比较大，故A错误；气体很容易充满容器，这是扩散运动的宏观表现，故B错误；用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现，故C正确；压缩气体时需要用力，因为体积减小，压强增大的缘故，故D错误．故选C．]5．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的( )A．引力增加，斥力减小B．引力增加，斥力增加C．引力减小，斥力减小D．引力减小，斥力增加【答案】C [分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间的作用力都减小，即引力和斥力都减小，但斥力变化得快，故A、B、D错误，C正确．] 6．能证明分子间存在作用力的实验有( )A．两表面光滑的铅块压紧后能粘在一起，说明分子间有引力B．碎玻璃不能压成一整块，说明分子间有斥力C．一般液体很难被压缩，说明分子间有斥力D．压缩气体要费力，说明分子间有斥力【答案】AC [两铅块压紧，分子间的距离很小，接触面处分子间作用力很大，受拉力作用时，分子间距离变大，分子间作用力表现为引力，两铅块能粘在一起，A正确；碎玻璃分子间的距离很大，分子间作用力很小，可忽略，因此不能压成一整块，并不是因为分子间有斥力，B错误；液体分子间距离很小，受挤压时分子间斥力大于引力，因此很难被压缩，C正确；压缩气体费力，是要克服分子对器壁的作用力做功，并不是因为分子间有斥力，D 错误．]7．下列现象和结论正确的是( )A．液体和固体很难被压缩，说明液体和固体分子之间存在斥力B．液体和固体很难被压缩，说明液体和固体分子间无间隙C．物体不易被拉断，说明分子间存在着引力D．金属分子能聚集到一起形成金属块，说明金属原子间的作用力一直表现为引力【答案】AC [液体和固体间有空隙，但是很难被压缩，因为液体和固体分子空隙较小，一旦被压缩，分子间表现强大的斥力，因此很难被压缩，A选项正确．金属原子聚集到一起形成金属块，分子间距一般在r0左右，有时表现为引力，有时表现为斥力，主要受外界影响，D错误．]8．(2018年西城区一模)关于两个分子之间的相互作用力，下列判断正确的是( )A ．两分子处于平衡位置时，分子间没有引力和斥力B ．两分子处于平衡位置时，分子间的引力和斥力大小相等C ．两分子间距离减小时，分子间的引力和斥力都增大D ．两分子间距离增大时，分子间的引力减小斥力增大【答案】BC [分子间同时存在引力和斥力，两分子处于平衡位置，分子间的引力和斥力相等，不是没有引力和斥力，故A 错误，B 正确；分子间同时存在引力和斥力，两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大，故C 正确；分子间同时存在引力和斥力，两分子间距离增大，分子间的引力和斥力都减小，D 错误．]9．两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，这一过程中关于分子间的相互作用力的下述说法正确的是( )A ．分子间的引力和斥力都在减小B ．分子间的斥力在减小，引力在增大C ．分子间相互作用的合力在逐渐减小D ．分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到零【答案】AD [分子间同时存在着引力和斥力，当距离增大时，二者都在减小，只是斥力减小得比引力快．当分子间距离r <r 0时，分子间的斥力大于引力，分子力表现为斥力．当r >r 0时，分子间的斥力小于引力，分子力表现为引力．在r ＝r 0时，合力为零．当距离大于10倍直径时，分子间的相互作用力可视为零．所以分子力的变化是先减小后增大，再减小到零，因而A 、D 正确．]10．一般情况下，分子间同时存在分子引力和分子斥力；若在外力作用下两分子的间距达到不能再靠近为止，且甲分子固定不动，乙分子可自由移动，则去掉外力后，当乙分子运动到相距很远时，速度为v ，则在乙分子的运动过程中下列说法正确的是(乙分子的质量为m )( )A ．乙分子的动能变化量为12mv 2 B ．分子斥力对乙分子做的功为12mv 2 C ．分子引力比分子斥力多做了12mv 2的功 D ．分子斥力比分子引力多做了12mv 2的功 【答案】AD [当甲、乙两分子间距最小时二者都处于静止，当乙分子运动到分子力的作用范围之外时，乙分子不再受力，此时速度为v ，故在此过程中乙分子的动能变化为12mv 2，故A 正确；且在此过程中，分子斥力始终做正功，分子引力始终做负功，即W 合＝W 斥＋W 引，由动能定理得W 引＋W 斥＝12mv 2，故分子斥力比分子引力多做了12mv 2的功．即分子力对乙分子做的功为12mv 2.故D 正确，B 、C 错误．] 二、非选择题11．(2018年佛山名校模拟)关于分子间的作用力，下列说法正确的是________．A ．分子之间的斥力和引力同时存在B ．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C ．分子之间的距离减小时，分子力一直做正功D ．分子之间的距离增大时，分子势能一直减小E ．分子之间的距离增大时，可能存在分子势能相等的两个点【答案】ABE [分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增加，但斥力增加得更快，故当距离等于r 0时合力表现为引力，小于r 0时合力为斥力；分子力做功等于分子势能的减小量．]12．(1)r ＝r 0时，F 引________F 斥，对外表现分子力F ______；r 0称为__________________，其数量级为______________；r ＜r 0时，F 引______F 斥，对外表现的分子力F 为______力；r ＞r 0时，对外表现的分子力F 为______力；r 大于______时，分子力可忽略不计．(2)两个分子引力和斥力平衡的距离r 0数量级为________m ，标准状况下的气体分子间距离约为________m ，分子之间作用力为______．【答案】(1)＝ 为零 平衡位置 10－10 m ＜ 斥 引 10r 0 (2)10－10 3.3×10－90 解析：标准状况下，1 mol 的气体占有22.4 L ，所以一个分子占据的体积约为V 0＝22.4×1036.02×1023 m 3，故分子间距均为r ＝3V 0＝3.3×10－9 m. 13.(2018年江苏名校一模)甲分子固定在坐标的原点，乙分子位于横轴上，甲分子和乙分子之间的分子力曲线图如图所示，a 、b 、c 为横轴上的三个位置．现把乙分子从a 处由静止释放，若两分子之间只有分子力，则乙分子从a 位置到b 位置做______运动，从b 位置到c 位置做______运动．(填“加速”或“减速”)【答案】加速 减速 [乙分子由a 到b 一直受引力，做加速运动，从b 到c 受到分子力为斥力，与运动的方向相反，所以做减速运动．]。

第一章 分子动理论章末复习课【知识体系】分子动理论⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧物体是由大量分子组成的⎩⎪⎨⎪⎧分子的大小⎩⎪⎨⎪⎧油膜法测分子直径D ＝① 数量级⎝ ⎛直径：②质量：一般为③ 阿伏加德罗常数N A＝④ 分子的热运动⎩⎪⎨⎪⎧实验依据：⑤ 现象、⑥ 运动运动特点⎩⎪⎨⎪⎧永不停息且⑦ 温度越高，运动⑧ 分子间的作用力⎩⎪⎨⎪⎧引力和斥力同时存在，分子力是指⑨ 的合力r ＝r 0时，⑩ ，分子力⑪r <r 0时，⑫ ，分子力表现为⑬ r >r 0时，⑭ ，分子力表现为⑮ r ≥10r 0时，分子力几乎为⑯物体的内能⎩⎪⎨⎪⎧分子的平均动能由⑰ 决定分子势能由分子间⑱ 决定物体的内能⎩⎪⎨⎪⎧等于所有分子热运动的⑲ 与⑳ 的总和决定因素：○21 、○22 、物质的量及物态气体分子运动的统计规律⎩⎨⎧分子沿各个方向运动的机会○23 分子速率按一定的○24分布主题1 分子微观量的估算1．在处理估算类问题时要抓住连接微观物理量和宏观物理量的桥梁——阿伏加德罗常数，要熟练掌握以下关系式：(1)计算分子的质量：m ＝M molN A(M mol 为摩尔质量，N A 为阿伏加德罗常数)． (2)计算分子的体积：V ＝V molN A(V mol 为摩尔体积，NA 为阿伏加德罗常数，气体分子不适用)． (3)分子大小的估算方法．①球体模型：分子直径d ＝36Vπ，此模型多用于固体和液体(V 为分子体积)．②立方体模型：分子间距离d ＝3V ，此模型多用于气体(V 为分子所占的空间)． (4)计算物体所含分子数．n ＝m M mol ·N A ＝VV mol·N A (m 和V 分别为物体的质量和体积)． 2．估算类问题的处理方法．(1)突出主要因素，忽略次要因素，建立物理模型．(2)挖掘隐含条件．估算问题文字简洁，显性条件少，必须认真审题，仔细推敲，找出隐含条件．(3)适当选取数据，合理近似计算．物理学中的估算类问题准确度要求不是很高，计算时要选N A ＝6.0×1023mol －1，室温取T ＝300 K 等．3．常见的几种估算题型．(1)估算分子的数目、分子的质量、分子的直径． (2)估算分子间的平均距离． (3)估算阿伏加德罗常数．[典例❶] 已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m 3，水的摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol.求： (1)1 g 水中所含水分子数目； (2)水分子的质量；(3)水分子的直径(取两位有效数字)．解析：(1)因为1 mol 任何物质中含有分子数都是N A ，所以只要知道了1 g 水的摩尔数n ，就可求得其分子总数N .N ＝nN A ＝m M N A ＝1×10－31.8×10－2×6.02×1023个＝3.3×1022个．(2)水分子质量m 0＝M N A ＝1.8×10－26.02×1023 kg ＝3.0×10－26kg. (3)水的摩尔体积V ＝M ρ，设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积V 0＝V N A ＝MρN A.将水分子视为球形，则V 0＝16πd 3，所以有：16πd 3＝MρN A.即有d ＝36M πρN A ＝36×1.8×10－23.14×1.0×103×6.02×1023 m ＝3.9×10－10m. 答案：(1)3.3×1022个 (2)3.0×10－26kg (3)3.9×10－10m针对训练1．一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变，已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m 3，平均摩尔质量为0.029 kg/mol.阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023mol －1，取气体分子的平均直径为2×10－10m ．若气泡内的气体能完全变为液体，请估算变为液体后液体体积与原来气体体积的比值(结果保留一位有效数字)．解析：设气体体积为V 0，液体体积为V 1， 气体分子数n ＝ρV 0M N A ，V 1＝n πd 36(或V 1＝nd 3)，则V 1V 0＝ρ6M πd 3N A ⎝ ⎛⎭⎪⎫或V 1V 0＝ρM d 3N A ，解得V 1V 0＝1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)． 答案：1×10－4(9×10－5～2×10－4都算对)主题2 分子的热运动1．分子的热运动．分子的运动是不规则的，受温度影响．温度越高，运动越剧烈．大量分子运动受统计规律支配． 2．扩散现象．(1)两种物质由于接触而产生的物质迁移现象即为扩散现象，它的原因是分子的无规则运动，扩散现象是分子运动的具体体现．(2)扩散现象的特点：①从浓度高处向浓度低处扩散；②扩散快慢除与此物质的状态有关外，还与温度有关． 3．布朗运动．(1)尽管布朗运动本身并不是分子运动，但由于它的形成原因是分子的撞击，所以它能反映分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在．(2)布朗运动的实质：①布朗运动永不停息，说明分子的运动是永不停息的．②布朗运动路线的无规则，说明分子的运动是无规则的．③温度越高，颗粒越小，布朗运动越剧烈，说明分子无规则运动的剧烈程度也与温度有关．【典例2】 气体能够充满密闭容器，说明气体分子除相互碰撞的短暂时间外( ) A ．气体分子可以做布朗运动 B ．气体分子的动能都一样大C ．相互作用力十分微弱，气体分子可以自由运动D ．相互作用力十分微弱，气体分子间的距离都一样大解析：气体能充满密闭容器的原因是：气体分子间的距离大于10－10m ，相互作用力十分微弱，气体分子做无规则的自由运动，C 正确；布朗运动研究的是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，而不是气体分子的运动，A 错误；由于气体分子的运动及相互的碰撞，会使分子间的距离和速率都时刻发生变化，所以B 、D 均错误．答案：C针对训练2．(2017·海南卷)(多选)关于布朗运动，下列说法正确的是( ) A ．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动 B ．液体温度越高，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈 C ．在液体中的悬浮颗粒只要大于某一尺寸，都会发生布朗运动D ．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子永不停息地做无规则运动E ．液体中悬浮微粒的布朗运动是液体分子对它的撞击作用不平衡所引起的解析：布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，故A 正确，液体温度越高，分子热运动越激烈，液体中悬浮微粒的布朗运动越剧烈，故B 正确．悬浮颗粒越大，惯性越大，碰撞时受到冲力越平衡，所以大颗粒不做布朗运动，故C 错误．布朗运动是悬浮在液体中颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故D 错误．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮颗粒撞击作用的不平衡引起的，故E 正确．答案：ABE主题3 分子力、分子势能、物体的内能1．分子力F 、分子势能E p 与分子间距离r 的关系如图甲、乙所示(取无穷远处分子势能为0)．甲 乙(1)分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大(减小)而减小(增大)．但斥力比引力变化得快．对外表现的分子力F 是分子间引力和斥力的合力．(2)在r <r 0范围内，分子力F 、分子势能E p 都随分子间距离r 的减小而增大．但在r >r 0的范围内，随着分子间距离r 的增大，分子力F 是先增大后减小，而分子势能E p 一直增大．(3)当r ＝r 0时分子处于平衡状态，此时分子间的引力、斥力同样存在，分子力F 为零，分子势能E p 最小． 2．物体的内能．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，若规定无限远处分子势能为零，则( )A ．乙分子在b 处势能最小，且势能为负值B．乙分子在c处势能最小，且势能为负值C．乙分子在d处势能一定为正值D．乙分子在d处势能一定小于在a处势能解析：由于乙分子由静止开始，在ac间一直受到甲分子的引力而做加速运动，引力做正功，分子势能一直在减小，到达c点时所受分子力为零，加速度为零，速度最大，动能最大，分子势能最小为负值．由于惯性，到达c点后乙分子继续向甲分子靠近，由于分子力为斥力，故乙分子做减速运动，直到速度减为零，设到达d点后返回，故乙分子运动范围在ad之间．在分子力表现为斥力的那一段cd上，随分子间距的减小，乙分子克服斥力做功，分子力、分子势能随间距的减小一直增加．答案：B针对训练3.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，下图中A、B、C、D四个图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是( )解析：速度方向始终不变，A错误；加速度与力成正比，方向相同，故B正确；乙分子势能不可能增大到正值，故C错误；乙分子动能不可能为负值，故D错误．答案：B统揽考情对分子力和分子势能的考查是高考的一个小热点问题，分子势能和分子力之间存在着一定的联系，两者都与分子间的距离存在一定的关系，但对学生处理来说却容易出现混淆．另外分子动理论也是常考的一种题型，考题一般以选择题的形式出现，在高考中基本每年都会涉及该部分内容．真题例析(多选)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是( )A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变解析：由分子力随分子间距离变化关系分析知，分子力先增大，然后减小，再增大，A选项错误；分子从相距很远处开始运动，则r>r0时合力为引力，分子力做正功，分子动能大．r<r0时合力为斥力，分子力做负功，分子动能减小，B、C选项正确；由分子力做功与分子势能变化关系知，分子势能先减小，后增大，D选项错误；分子仅在分子力作用下运动，只有分子力做功，分子势能和动能之间相互转化，分子势能和动能之和不变；E选项正确．答案：BCE针对训练一定质量的理想气体在升温过程中( )A．分子平均势能减小B．每个分子速率都增大C．分子平均动能增大D．分子间作用力先增大后减小解析：对于理想气体分子间距比较大，超过了分子力的作用范围，进而分子势能认为是0，故A、D错误；温度升高分子平均动能增大，对单个分子的运动是无规则的，有的增大，也有的会减小，故B错误，C对．答案：C1．(2015·山东卷)(多选)墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．关于该现象的分析正确的是( )A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动C．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的解析：由分子动理论知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒做布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的程度进行的更快，故选B、C.答案：BC2．(2017·全国卷Ⅰ)(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是________．A．图中两条曲线下面积相等B．图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C．图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D．图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E．与0 ℃时相比，100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大答案：ABC3．(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体，下列说法正确的是( )A．气体的内能包括气体分子的重力势能B．气体的内能包括气体分子之间相互作用的势能C．气体的内能包括气体整体运动的动能D．气体的体积变化时，其内能可能不变E．气体的内能包括气体分子热运动的动能解析：气体的内能不考虑气体自身重力的影响，故气体的内能不包括气体分子的重力势能，A错误；实际气体的内能包括气体的分子动能和分子势能两部分，B、E正确；气体整体运动的动能属于机械能，不是气体的内能，C错误；气体体积变化时，分子势能发生变化，气体温度也可能发生变化，即分子势能和分子动能的和可能不变，D正确．答案：BDE4．(2016·北京卷)雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5分别表示直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)．某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化．据此材料，以下叙述正确的是( )A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6m的悬浮颗粒物B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大解析：由题意知：PM10表示直径小于或等于10 μm＝10－5m的悬浮颗粒，故A错误；由题意知，PM10、PM2.5是直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物，在空气分子作用力的合力作用下做无规则运动，合力不可能始终大于其受到的重力，所以PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动，PM10、PM2.5的浓度随高度的增加略有减小，故C 正确，B 、D 错误．答案：C5．已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏伽德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g .由此可以估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．解析：设大气层中气体的质量为m ，由大气压强产生，mg ＝p 0S ，即：m ＝p 0S g .分子数n ＝mN A M ＝p 0SN A Mg ＝4πR 2p 0N AMg.假设每个分子占据一个小立方体，各小立方体紧密排列，则小立方体边长即为空气分子平均间距，设为a ，大气层中气体总体积为V ，a ＝3V n，而V ＝4πR 2h ，所以a ＝ 3Mgh p 0N A. 答案：4πR 2p 0N AMg3Mgh p 0N A。