第七章 分子动理论
1 物体是由大量分子组成的
一、非标准
1.为了尽可能准确地估测出油膜分子的大小,下列哪些措施是可行的( )
A.油酸浓度适当大一些
B.油酸浓度适当小一些
C.油酸扩散后立即绘出轮廓图
D.油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
解析:为能形成单分子油膜,油酸浓度适当小些;绘制轮廓图应在油酸扩散并待其收缩稳定后进行,B、D选项正确。
答案:BD
2.关于物体中的分子,下列说法中错误的是( )
A.质量相同的物体含有相同的分子数
B.体积相同的物体含有相同的分子数
C.物质的量相同的物体含有相同的分子数
D.在标准状况下,体积相同的不同气体含有相同的分子数
解析:物质里所含的分子数,由物质的质量和该种物质的物质的量决定,也可以由物体的体积和该种物质的摩尔体积决定,故A、B的说法是错的。
答案:AB
3.假如全世界60亿人同时数1g水的分子个数,每人每小时可以数5000个,不间断地数,则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取6×1023mol-1)( )
A.10年 B.1000年
C.10万年 D.1000万年
解析:由题意可知完成任务所需的时间=。因为1 g水的分子个数为n=NA,故t=年=1×105年,即C选项正确。
答案:C
4.从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数( )
A.水的密度和水的摩尔质量
B.水的摩尔质量和水分子的体积
C.水分子的体积和水分子的质量
D.水分子的质量和水的摩尔质量
解析:A项中,无论是水的体积、水的物质的量还是水的质量,都不能将ρ、Mmol与NA联系起来,故无法求出NA。同理可判断B、C两项均不能求出NA。对D项,设取物质的量为n的水作为研究对象,则其质量m=nMmol,水的分子总数N=,故NA=,其中m0为水分子质量。
答案:D
5.(2013·济宁高二检测)阿伏加德罗常数是NA,铜的摩尔质量为M,铜的密度是ρ,则下列说法中正确的是( )
A.1m3铜所含原子数目是
B.1kg铜所含原子数目是ρNA
C.1个铜原子的质量是
D.1个铜原子占有的体积为
解析:据已知条件知1m3铜的质量为ρkg,相当于mol,所含原子数为·NA,A正确;1kg铜所含原子数目是,B错误;每个原子的质量为,C错误;每个原子占有体积为,D错误。
答案:A
6.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体分子间的平均距离( )
A.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和质量
B.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和密度
C.阿伏加德罗常数,该气体的质量和体积
D.该气体的密度、体积和摩尔质量
解析:气体分子间的平均距离可由摩尔体积和阿伏加德罗常数关系求出。摩尔体积可由摩尔质量和密度求出。
答案:B
7.在“用单分子油膜法估测分子的大小”的实验中,
(1)某同学操作步骤如下:
①取一定量的无水酒精和油酸,配制成一定浓度的油酸酒精溶液;
②在量筒中滴入一滴该溶液,测出它的体积;
③在浅盘内盛一定量的水,再滴入一滴油酸酒精溶液,待其散开稳定;
④在浅盘上覆盖透明玻璃,描出油膜形状,用透明方格纸估测油膜的面积。
改正其中的错误: 。?
(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8×10-4mL,其形成的油膜面积为40cm2,则估测出油酸分子的直径为 m。?
解析:(1)②在量筒中直接测量一滴油酸溶液体积误差太大,应先用累积法测出N滴溶液体积,再算出一滴的体积。③油酸在水面上形成的油膜形状不易观察,可在水面上先撒上痱子粉,再滴油酸溶液,稳定后就呈现出清晰轮廓。
(2)一滴油酸溶液中纯油酸的体积V=4.8×10-4×0.10% mL,由d=m=1.2×10-10 m。
答案:(1)②在量筒中滴入N滴溶液,计算得出一滴溶液的体积 ③在水面上先撒上痱子粉
(2)1.2×10-10
8.(2014·临沂高二检测)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1。若潜水员呼吸一次吸入2 L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)
解析:设空气的摩尔质量为Mmol,一次吸入空气的体积为V,则两种情况下吸入空气的质量差ΔM=(ρ底-ρ岸)V,其中ρ底=2.1kg/m3,ρ岸=1.3kg/m3
则有Δn=NA=NA
代入数据得Δn≈3×1022。
答案:3×1022个
第七章 分子动理论
1 物体是由大量分子组成的
教学建议
本节的重点是让学生明确组成物质的分子是大量的,而分子是非常小的。通过投影叶子在放大不同倍数的情况下的图片,让学生体会组成物质的分子是很小的。引导学生设计测分子直径的实验办法,培养学生的科学思维方法。通过对阿伏加德罗常数的理解,让学生体会组成物质的分子的数目“多”及组成物质的分子“小”。
参考资料
人为什么要喝小分子团水
你是否知道水也会衰老、退化?水退化是看不见的健康杀手!水的退化和水的污染都是百病之源!水被污染了,水也就退化了。污染物进入水中,在给水造成污染的同时,使水分子的结构由小分子团变成排列无序、杂乱无章的大分子团,造成水的溶解力、渗透力、扩散力、洗净力等功能降低了。这就是水的衰老、水的退化。
人喝什么水和细胞喝什么水是两个不同的概念。人为什么要喝小分子团的水?人喝水多是由于口渴,而细胞喝水是为了新陈代谢。而科学研究发现:只有小分子团水,才更容易进入细胞内,参与生命代谢活动,并把各种离子带进细胞内。长期饮用小分子团水能明显提高人体新陈代谢水平。现代世界科学界公认:小分子团水是人体健康与长寿的源泉。据科学家广泛研究调查,最终发现俄罗斯高加索地区、广西巴马的长寿者寿命高达120多岁,其主要原因是他们长年饮用天然弱碱性小分子团水。
课件25张PPT。第七章 分子动理论1 物体是由大量分子组成的一二一二一二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 52 分子的热运动
一、非标准
1.下列关于布朗运动的叙述,正确的是( )
A.悬浮小颗粒的运动是杂乱无章的
B.液体的温度越低,悬浮小颗粒的运动越缓慢。当液体的温度降到零摄氏度时,固体小颗粒的运动就会停止
C.被冻结的冰块中的小炭粒不能做布朗运动,是因为冰中的分子不运动
D.做布朗运动的固体颗粒越小,布朗运动越明显
解析:布朗运动的特征之一就是无规则性,故A对;布朗运动只能发生在液体或气体中,在固体中不能发生,并不是因为固体分子不运动,任何物质的分子都在永不停息地运动;布朗运动的剧烈程度与温度有关,当温度越低时,布朗运动越不明显,但不会停止,故B、C错;布朗运动的明显程度受颗粒大小的影响,颗粒越小,受力越不容易平衡,运动越剧烈,故D对。
答案:AD
2.如图所示,把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起,五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象,下列说法中正确的是( )
A.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的大小不同
B.属扩散现象,原因是金分子和铅分子的无规则运动
C.属布朗运动,小金粒进入铅块中,小铅粒进入金块中
D.属布朗运动,由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中
解析:扩散现象是指物质相互接触,物质的分子彼此进入对方的现象,是分子无规则运动的体现。选项B正确。
答案:B
3.
(2014·福州高二检测)用显微镜观察水中的花粉,追踪某一个花粉颗粒,每隔10s记下它的位置,得到了a、b、c、d、e、f、g等点,再用直线依次连接这些点,如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.这些点连接的折线就是这一花粉颗粒运动的径迹
B.花粉颗粒的运动就是热运动
C.在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小相等
D.从a点计时,经36s,花粉颗粒可能不在de连线上
解析:因为题图中各点是每隔10s记下它的位置,那么在每个10s内花粉颗粒位于何处,还无法确定,所以这些点连接的折线不表示花粉颗粒运动的径迹,选项A错误,D正确;热运动指的是分子的运动,而花粉颗粒是由大量分子组成的物质,不是分子,所以选项B错误;图中六条折线的长度并不相等,所以在这六段时间内花粉颗粒运动的平均速度大小不相等,选项C错误。
答案:D
4.下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是( )
A.三种现象在月球表面都能进行
B.三种现象在宇宙飞船里都能进行
C.布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行,而对流则不能进行
D.布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行,而对流则不能进行
解析:布朗运动和扩散现象都是分子无规则热运动的结果,而对流需要在重力作用的条件下才能进行。由于布朗运动、扩散现象是由于分子热运动而形成的,所以二者在月球表面、宇宙飞船里均能进行。由于月球表面仍有重力存在,宇宙飞船里的微粒处于完全失重状态,故对流可在月球表面进行,而不能在宇宙飞船内进行,故选A、D两项。
答案:AD
5.关于扩散现象和布朗运动,下列说法中正确的是( )
A.扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动
B.扩散现象和布朗运动没有本质的区别
C.扩散现象可以停止,说明分子的热运动可以停止
D.扩散现象和布朗运动都与温度有关
解析:扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致的物质的群体迁移,当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时,这种宏观的迁移现象就结束了,但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子热运动对悬浮微粒的不均匀撞击所致,它不会停止,这两种现象都与温度有关,温度越高,现象越明显。
答案:D
6.关于分子的热运动,以下叙述中正确的是( )
A.分子的热运动就是布朗运动
B.热运动是分子的无规则运动,同种物质的分子的热运动激烈程度相同
C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈
D.物体运动的速度越大,其内部的分子热运动就越激烈
解析:分子的热运动是分子的无规则运动,而布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的无规则运动,不是分子的运动,故A项错误。分子无规则运动的激烈程度只与物体温度有关,物体温度越高,分子热运动就越激烈,这种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B、D项错误。
答案:C
7.
把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.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,这就是所说的布朗运动
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
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项错误;在显微镜下看到小炭粒不停地做无规则运动,这就是布朗运动,且看到的炭粒越小,运动越明显。故B、C项正确,D项显然是错误的。
答案:BC
8.下列哪些现象属于热运动( )
A.把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上,经相当长的
一段时间把它们再分开,会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的
B.把胡椒粉末放入菜汤中,最后胡椒粉末会沉在汤碗底,而我们喝汤时尝到了胡椒的味道
C.含有泥沙的水经一定时间会澄清
D.用砂轮打磨而使零件的温度升高
解析:本题考查扩散现象、布朗运动、热运动之间的关系及应用。热运动在微观上是指分子的运动,如扩散现象;在宏观上表现为温度的变化,如“摩擦生热”、物体的热传递等。而水的澄清过程是由于泥沙在重力作用下的沉淀,不是热运动,C错误。故正确选项为ABD。
答案:ABD
9.有人坐汽车时会出现头晕、呕吐等现象,这就是平时所说的“晕车”。这种症状的产生原因之一是对汽油味的不适应。可是,在离油箱很远的位置上怎么会闻到汽油味呢?
解析:因为汽油分子做无规则热运动,使其可以扩散到车上的任何位置。因此,即使在远离油箱的位置,也可以闻到汽油味。
答案:见解析
2 分子的热运动
教学建议
本节内容是分子动理论的核心内容。课本中涉及的内容学生比较熟悉。教师要充分引导学生阅读教材,指导他们抓住核心内容,思考、交流、讨论,培养学生的表达能力和逻辑思维能力。教师还可以通过生动的实例和效果明快的图片展示扩散现象和布朗运动,加深学生对两种现象的认识,明确两种现象与分子热运动之间的关系。
参考资料
罗伯特·布朗
罗伯特·布朗,英国著名植物学家,1773年12月21日生于苏格兰的蒙特罗斯,长期从事植物分类学研究。他的主要贡献是对澳洲植物的考察、发现了细胞核和布朗运动。
1827年,他在用显微镜观察水中悬浮的花粉粒子时,发现粒子在无外力作用下,总在不停地运动。布朗在随后的研究中进一步发现悬浮在液体或气体中的微粒(直径约为10-7~10-6m,称为“布朗微粒”)做永不停息的无规则运动,后来人们把这种现象称为“布朗运动”。这是一种很有名的自然现象,间接显示物质分子处于永恒的热运动中。1905年爱因斯坦提出微粒运动理论阐明了布朗运动是由分子运动所引起的。
1833年,布朗研究他由澳洲搜集来的植物时,发现植物的表皮层细胞内含物中有一种构造,于是,他将之命名为“细胞核”。后来,他又进一步在各种植物的花粉、胚珠及柱头等处发现了同样的细胞核。这一发现,成为后来第一个提出细胞学说的德国植物学家施莱登(1804—1881)进行工作的出发点。
布朗于1858年6月10日在伦敦逝世,享年84岁。
课件27张PPT。2 分子的热运动一二三一二三一二三一二三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 53 分子间的作用力
一、非标准
1.下列说法中正确的是( )
A.用手捏面包,面包的体积缩小了,证明分子间有间隙
B.煤堆在墙角时间长了,墙内部也变黑了,说明分子在永不停息地运动
C.打开香水瓶后,很远的地方能闻到香味,说明分子在永不停息地运动
D.封闭在容器中的液体很难被压缩,证明分子间有斥力
解析:用手捏面包,面包易被压缩,是因为面包内有空腔,并非分子间距所致。“空腔”是个宏观的“体积”,分子间距是微观量,无法直接测量,A项错误;两个物体相互接触时,由于扩散现象,会使分子彼此进入对方物体中,B项正确;分子在永不停息地做无规则运动,C项正确;液体很难被压缩,说明分子间有斥力,D项正确。
答案:BCD
2.
如图所示,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( )
A.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
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。
答案:D
3.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:露珠是由空气中的水蒸气凝结成的水珠,液化过程中,分子间的距离变小,引力与斥力都增大,选项D正确。
答案:D
4.在通常情况下,固体分子间的平均距离为r0,分子间的引力和斥力相互平衡,由此可以判定,在通常情况下( )
A.固体膨胀时,分子间距增大,分子力近乎为零
B.固体膨胀时,分子间距增大,分子力表现为引力
C.固体收缩时,分子间距减小,分子力表现为引力
D.固体收缩时,分子间距减小,分子力表现为斥力
解析:根据热胀冷缩的原理,固体膨胀时分子间距离增大,比r0略大一些,分子间的作用力表现为引力;固体收缩时,分子间距离减小,比r0略小一些,分子力表现为斥力。
答案:BD
5.
(2014·临沂高二检测)如图所示,设有一分子位于图中的坐标原点O处不动,另一分子可位于正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( )
A.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-15m
B.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-19m
C.ab线表示引力,cd线表示斥力,e点的横坐标约为10-10m
D.ab线表示斥力,cd线表示引力,e点的横坐标约为10-15m
解析:分子间相互作用的引力和斥力都随分子间距离的增大而增大,所以A、B、D错误,C正确。
答案:C
6.“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距离很小的程度,因此,总的分子引力非常小,不足以使它们连在一起。
答案:D
7.(2013·银川高二检测)两个同种类的分子从远处以相等的初速率v0相向运动,在靠近到距离最小的过程中,其动能的变化过程是( )
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:两分子在靠近过程中,分子力必然经历一个先是引力,后是斥力的过程,分子力做功实现分子动能变化。先是引力做正功,动能增加,接着是斥力做负功,动能减小,故D正确。
答案:D
8.将下列实验事实与产生的原因对应起来。
A.水与酒精混合体积变小
B.固体很难被压缩
C.细绳不易被拉断
D.糖在热水中溶解得快
E.冰冻食品也会变干
a.固体分子也在不停地运动
b.分子运动的剧烈程度与温度有关
c.分子间存在着引力
d.分子间存在着斥力
e.分子间存在着空隙
它们的对应关系分别是:① ,② ,③,④,⑤ 。(在横线上填上实验事实与产生原因前的符号)?
解析:A.水与酒精混合后体积变小,说明分子之间有空隙。B.固体很难被压缩说明分子间有斥力。C.细绳不易拉断,说明分子间有引力。D.糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子热运动越剧烈。E.冷冻食品也会变干,说明固体分子也在做无规则运动。
答案:①Ae ②Bd ③Cc ④Db ⑤Ea
9.
有人曾经用这样一个装置来模拟分子间的相互作用,如图所示,一根弹簧,两端分别固定一个小球,用来表示两个分子,两个小球用一根橡皮筋相连,弹簧处于被压缩状态,橡皮筋处于被拉伸状态,弹簧对两球的弹力向外,表示分子间的斥力,橡皮筋对两球的弹力向里,表示分子间的引力,试分析这个模型是否能说明分子间的相互作用情况。
解析:这个模型只能模拟分子间的引力和斥力是同时存在的,但不能完全说明分子间的相互作用情况。根据分子动理论,分子间的斥力和引力都随分子间距离的增大而减小,当把模型中的两个小球间距离稍增大一些,弹簧的压缩量减小,对两球向外的弹力减小,但这时橡皮筋的伸长量增大,对两球向里的弹力增大,这就跟分子间引力和斥力都随分子间距离增大而减小的事实相违背,因此说,这个模型不能完全反映分子间相互作用的情况。
答案:见解析。
3 分子间的作用力
教学建议
在做“酒精和水混合”的实验时,先把红色的水灌进试管中,而后将酒精沿管壁缓慢注入,在试管中用红线作个记号。将它们混合之后发现,混合后的体积明显变小。混合前酒精与水的体积之比为52∶48,实验效果较好,水和酒精混合后体积小于原来的体积之和,就是由于分子重新分布,原来的分子空隙有一部分被另一种分子占据的缘故。
在做“把两块纯净的铅块压紧”的实验时,要注意一定要保证接触面的纯净。一要刮掉铅块表面的氧化膜;二要保证接触面的平整,使足够多的分子达到相互吸引的距离。所以,不要破坏铅块表面的平整度,轻轻用刀刮去一层就可以了。若有水龙头上的陶瓷片,可以用陶瓷片代替铅块,由于陶瓷片表面非常平整,实验效果比较好。
在客观实验的基础上,让学生认识分子间存在相互作用力,再借助合理的图象解释,进一步使学生认识分子间的相互作用力的基本规律。让学生看懂图象是培养学生阅读自然科学书籍能力的重要环节。带领学生看教科书图7.32时,让学生利用图中给出的信息,讨论F斥和F引是怎样随分子间距变化的,图中如何表示出F斥比F引变化得更快。通过充分讨论,学生可以明白F斥比F引减小得更快,是指当分子间距离变化相同时,分子间的斥力变化量大于引力的变化量,在一定范围内,斥力曲线上的各点切线的斜率比引力曲线上各点切线的斜率大。
教师要将统计规律渗透在教学的过程中。统计规律是对大量的偶发事件整体起作用的规律。统计规律可以表现这些偶发事件整体的和必然的联系,而个别事件的特征和偶然联系已经不是研究的重点了。例如,气体分子在无序运动中不断发生频繁碰撞,每个分子的运动速率不断地发生变化。
参考资料
科学家揭开壁虎飞檐走壁之谜
生活中有些现象常常令人困惑不解,例如,一种长约10cm、背呈暗灰色的爬行纲四足小动物壁虎,能在光滑如镜的墙面或天花板上穿梭自如,捕食蚊、蝇、蜘蛛等小虫子而不会掉下来。科学家通过实验发现,壁虎能够在一些竖立的抛光玻璃表面以1 m/s的速度向上高速攀爬。而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。它除了能在墙上竖直上下爬行外,还能够倒挂在天花板上爬行,这一绝技令其他动物望尘莫及。
多少年来,许多人习惯地认为,壁虎飞檐走壁靠的是四个脚掌上神奇的吸盘。美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现,看上去不起眼的壁虎,居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量,竟然来自宇宙中最基本的物理学原理——分子引力。靠着这种力量,一只身长5cm的壁虎,用它不过几平方毫米大小的脚掌,能够提起重达40kg的重物!
分子引力是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱引力。由于这种引力过于微弱,通常没有人会注意。比如,当我们把手贴到墙上时,也会产生分子引力,但由于实际接触面积太小,可能只有数千个接触点,人的手掌不会被吸附到墙壁上。但壁虎就不一样了,它的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有约400根至1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛可以与物体表面分子间的距离达到非常近,从而表现出明显的分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道,但累积起来就很可观。根据计算,一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量,而100万根刚毛虽然占地不到一个小硬币的面积,但可以提起20kg的重物。如果壁虎同时使用全部刚毛,就能够提起125kg的重物。科学家说,壁虎实际上只使用一只脚,就能够支持整个身体。
课件24张PPT。3 分子间的作用力一二三一二三一二三一二三一二三探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 54 温度和温标
一、非标准
1.下列说法中正确的是( )
A.状态参量是描述系统状态的物理量,故当系统的状态变化时,其各个状态参量都会改变
B.当系统不受外界影响,且经过足够长的时间,其内部各部分状态参量将会达到稳定
C.只有处于平衡态的系统才有状态参量
D.两个物体发生热传递时,它们组成的系统处于非平衡态
解析:由于描述系统的各种性质需要不同的物理量,只要其中某个量变化,系统的状态就会发生变化,不一定各个状态参量都发生变化,A选项错;系统处于平衡态或非平衡态,只是状态参量有无变化,因而C错误;当系统不受外界影响时,系统总要趋于平衡,其内部各部分状态参量趋于稳定,B正确;两个物体发生热传递时,两个物体组成的系统内部仍存在温差,故系统处于非平衡态,故D正确。
答案:BD
2.关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是( )
A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态
B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相等的
C.热平衡就是平衡态
D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等
解析:一般来说,描述系统的状态参量不止一个,仅仅根据温度不变且处处相等不能得出系统一定处于平衡态的结论,选项A错误。根据热平衡的定义可知B项和D项是正确的。平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见选项C错误。
答案:BD
3.关于热力学温标的正确说法是( )
A.热力学温标是一种更为科学的温标
B.热力学温标的零度为-273.15℃,叫绝对零度
C.气体温度趋近于绝对零度时其体积为零
D.在绝对零度附近气体已液化
解析:本题考查热力学温标的性质。热力学温标在科学计算中(特别体现在热力学方程中),使方程更简单、更科学,故A对;B是热力学温标的常识,B对;气体趋近于绝对零度时,已液化,但有体积,C错,D对。
答案:ABD
4.关于热力学温标和摄氏温标,下列说法中正确的是( )
A.热力学温标中的每1K和摄氏温标中的每1 ℃大小相等
B.热力学温度升高1 K大于摄氏温度升高1 ℃
C.热力学温度升高1 K等于摄氏温度升高1 ℃
D.某物体摄氏温度为10 ℃,即热力学温度为10 K
解析:热力学温标和摄氏温标尽管是不同标准的计量方式,但仅是起点不同,热力学温标中变化1K与摄氏温标中变化1 ℃是相同的,故A、C正确,B错误;摄氏温度为10 ℃的物体,热力学温度为283.15 K,D错误。
答案:AC
5.冬天,北方的气温最低可达-40℃,为了测量那里的气温应选用( )
A.水银温度计
B.酒精温度计
C.水温度计
D.体温计
解析:水银的熔点是-39.3℃,-40℃时水银就会凝固。而酒精的熔点是-114℃。水在零度就结冰,而体温计的测量范围为35~42℃,所以只能选B。
答案:B
6.(2014·天水高二检测)某同学取出一支示数为39.6℃的体温计,没有将水银甩回玻璃泡而直接测量自己的体温,若他的实际体温是36.6℃,则测出来的体温是( )
A.36.6℃
B.39.6℃
C.3℃
D.76.2℃
解析:因为体温计的玻璃泡和玻璃管间有一缩口,如果水银不甩回玻璃泡,水银不会自动退回到玻璃泡内,因此该同学测出来的体温仍为39.6℃。
答案:B
7.严冬湖面上结了厚厚的冰,但冰下面鱼儿仍在游动。为了测出冰下水的温度,徐强同学在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,用下列四种方法测水温,正确的做法是( )
A.用线将温度计拴牢从洞中放入水里,待较长时间后从水中提出,读出示数
B.取一塑料饮水瓶,将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后取出,再用温度计测瓶中水的温度
C.取一塑料饮水瓶,将温度计悬挂在瓶中,再将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后待较长时间,然后将瓶提出,立即从瓶外观察温度计的示数
D.手拿温度计,从洞中将温度计插入水中,待较长时间后取出,立即读出示数
解析:要测量冰下水的温度,必须使温度计与冰下的水达到热平衡,再读出温度计的示数,但是隔着冰又没法直接读数,把温度计取出来,显示的又不是原热平衡状态下的温度,所以选项A、D的做法不正确,选项C的做法正确。选项B的做法也失去了原来的热平衡,饮水瓶提出后,再用温度计测量,这时,周围空气也参与了热交换,测出的温度不再是冰下水的温度。
答案:C
8.小明在家制作了简易温度计,一根装有一小段有色水柱的细玻璃管穿过橡皮塞插入烧瓶内,封闭一定质量的气体。当外界温度发生变化时,水柱位置将上下移动。当有色水柱下端分别与D和A对齐时,温度分别为20℃和80 ℃。A、D间刻度均匀分布。由图可知,图中有色水柱下端所示温度为多少℃?
解析:由题图知A、D间共有15个格,每个格表示温度为℃=4 ℃。图中有色水柱的下端离D点3个格,即3×4℃=12 ℃,所以温度为t=20 ℃+12 ℃=32 ℃。
答案:32℃
4 温度和温标
教学建议
平衡态和非平衡态的概念是本节中的一个知识点,但教学目标对此要求不高,学生只要知道就可以了。热力学第零定律给出了温度的宏观定义,也为温度的测量提供了理论依据,是本节的重点。此定律也是温度计测量物体温度的原理,因为互为热平衡的物体具有相同的温度。在初中物理中,将温度定义为“表示物体冷热程度的物理量”,这是对温度的一个通俗解释。温度的严格定义及测量原理是建立在热平衡定律基础上的,温度标志一个物体与其他物体是否处于热平衡状态的性质,它的特征是一切互为热平衡的物体都具有相同的数值。教学中,教师应举出一些实例,引导学生体会“共同热学性质”指的是什么。
参考资料
温度和温标
温度是彼此处于热平衡的物体共同的状态参量。温度是表示物体的冷热程度的物理量。从分子动理论的观点看,温度标志着物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,温度是大量分子的平均动能的标志。
从微观上对分子动理论进行探讨,热运动是物质的一种运动形式,是宏观物体(气体、液体和固体)内部大量微观粒子(如分子、原子、电子等)的一种永不停息的无规则运动。一个物体或一个系统在热平衡时的温度,只取决于其内部微观粒子热运动的状况,热运动越剧烈,其温度就越高。在热运动中,虽然每个微观粒子的运动具有极大的偶然性,但是在构成物体或系统的大量微观粒子的总体上,却遵从确定的规律,这种规律性称为统计规律性,统计方法和一般理论应用到各种具体问题上,就可以使各种热学问题获得解决。
温度的数值表示称为温标。
华氏温标,荷兰的华伦海特,他做了一系列实验,发现每一种液体都像水一样有一个固定的沸点,并且发现,沸点随大气压变化。他第一次提出了在温度计中普遍使用水银。后来,华伦海特又发现了水的沸点212℉,且水的冰点与沸点之间恰好为180℉,并选择水的冰点(32℉)和水的沸点(212℉)作为两个固定点,这就是华氏温标(tF=32℉+t)。
摄氏温度,作为百度温标的使用,是植物学家标耐、天文学家摄尔修斯和施勒默尔等人采用的。摄尔修斯以水银为测温物质,于1742年选定水的沸点为0℃,冰点为100℃,后来接受了他人的建议,八年后由施勒默尔把这两个定标点倒转过来,成为现今的摄氏百分温标。
热力学绝对温标,开尔文于1848年发表《基于卡诺的热的动力论和雷诺观察的计算所得的绝对温标》一文。他指出“按照卡诺所确定的热和动力之间的关系,在计算从热获得机械功的表达式时,热量及温度间隔是仅仅需要考虑的两个因素,既然我们已经有独立测量热量的一个确定体系,那么我们就能够测量温度间隔。根据这个测量,就可以对绝对的温度差作出估计,现在我所建议的温标的特点是任何1度都具有相同的值,这就是说当1单位的热从温度为T的物体A传给温度为T-1的物体B,则不论T的数值是什么,都将给出同样的机械效率,这样的温标应当称为绝对温标,因为这种温标的特点是它和任何特殊物质的物理性质完全无关。称为‘热力学绝对温标’。热力学温标的零度,叫绝对零度。”国际计量大会把水的三相点定为热力学温标的基本固定点,并规定为273.16K。在摄氏温标中,水的三相点的温度是0.01℃,则绝对零度就是-273.15 ℃。
课件26张PPT。4 温度和温标一二三一二三一二三一二三一二三一二三探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二探究一探究二1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 55 内能
一、非标准
1.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.温度是分子动能的标志,动能越大的分子其温度也就越高
B.静止的物体没有内能
C.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
D.分子的势能跟物体的体积有关
解析:温度是分子的平均动能的标志,物体的内能是由物质的量、温度和体积来决定的,分子势能由物体的体积决定,故A、B、C错,D对。
答案:D
2.关于物体的温度与分子动能的关系,正确的说法是( )
A.某物体的温度是0℃,说明物体中分子的平均动能为零
B.物体温度升高时,每个分子的动能都增大
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
解析:物体的温度是0℃,物体中分子的平均动能并不为零,因为分子在永不停息地运动。从微观上讲,分子运动快慢是有差别的,各个分子运动的快慢无法跟踪测量,而温度的概念是建立在统计规律的基础上的,在一定温度下,分子速率大小按一定的统计规律分布,当温度升高时,分子运动加剧,平均动能增大,但并不是所有分子的动能都增大,物体的运动速度越大,物体的动能越大,这并不代表物体内部分子的热运动加快,所以物体的温度不一定高。
答案:C
3.(2014·临沂高二检测)当分子间距离大于10r0(r0是分子平衡位置间距离)时,分子力可以认为是零,规定此时分子势能为零。当分子间距离是平衡距离r0时,下面的说法中正确的是( )
A.分子力是零,分子势能也是零
B.分子力是零,分子势能不是零
C.分子力不是零,分子势能是零
D.分子力不是零,分子势能不是零
解析:根据分子力随分子间距离的变化关系知,r=r0时,分子力为零。根据分子力做功与分子势能的关系知,选r>10r0时分子势能为零,r=r0时,分子势能最小,并且小于零。故B对。
答案:B
4.甲、乙两个分子相距较远,它们间的分子力为零,当它们逐渐接近到不能再接近的全过程中,分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是( )
A.分子力先增大,后减小;分子势能一直减小
B.分子力先增大,后减小;分子势能先减小,后增大
C.分子力先增大,再减小,后又增大;分子势能先减小,再增大,后又减小
D.分子力先增大,再减小,后又增大;分子势能先减小,后增大
解析:分子间距离较远时,分子力为零。当分子间距离减小时,分子间的分子力表现为引力,当r减小到r=r0时,分子力又为零,这一过程中分子力经历了由零增大后又减小到零的过程。当r答案:D
5.设r=r0时分子间作用力为零,则在一个分子从远处以某一动能向另一个分子靠近的过程中,下列说法中正确的是( )
A.r>r0时,分子力做正功,动能不断增大,势能减小
B.r=r0时,动能最大,势能最小
C.rD.以上均不对
解析:本题考查分子势能改变与分子力做功的特点。一个分子从远处向另一个分子靠近时,它们间的作用力先为引力后为斥力,故先做正功后做负功,那么分子势能先减小后增大,而动能正好相反,先增大后减小;当r=r0时,势能最小,动能最大。
答案:ABC
6.关于内能和机械能的下列说法中不正确的是( )
A.内能和机械能各自包含动能和势能,因此,它们在本质上是一样的
B.运动物体的内能和机械能均不为零
C.一个物体的机械能可以为零,但它们的内能永远不可能为零
D.物体的机械能变化时,它的内能可以保持不变
解析:机械能包括宏观物体的动能、重力势能、弹性势能等,内能包括分子动能、分子势能,有本质的区别,A项错误;物体的分子运动永不停息,内能不能为零,运动物体的机械能也不为零,所以B、C项正确;机械能和内能在一定条件下可相互转化,但没有转化时,一个可以变化,另一个不变,D项正确。
答案:A
7.
如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子在分子力作用下沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的关系如图所示。图中分子势能最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为零,则下列说法正确的是( )
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,其动能为E0
C.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态
D.乙分子的运动范围为x≥x1
解析:由题图知当x=x2时,分子势能最小,所以此位置为分子平衡位置,分子力为零,加速度为零(最小),则A、C错误;根据总能量为零,即Ep+Ek=0,乙分子在P点动能最大,为E0,在Q点动能最小(为零),所以乙分子的运动范围为x≥x1,则B、D正确。
答案:BD
8.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象中表现出来,就图象回答:
(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,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?
解析:(1)如果分子间距离约为10-10m数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r0。当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,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时,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,分子势能随分子间距离的增大而增大。
从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增大。所以说,在平衡位置处是分子势能最低点。
(2)由题图可知,分子势能为零的点选在了两个分子相距无穷远的位置。因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,据题图也可以看出:在这种情况下分子势能可以大于零,可以小于零,也可以等于零。
(3)因为分子在平衡位置处是分子势能最低点,最低点的分子势能为零,所以此种情况的特点为分子势能大于等于零。
答案:见解析
5 内能
教学建议
物体是由分子组成的,组成物体的大量分子在永不停息地做无规则热运动,所以每个分子都有分子动能。由于物体内分子是大量的,各个分子的速率大小不同,因此,每个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果,因此研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能,需要将所有分子热运动动能的平均值求出来,这个平均值叫作分子热运动的平均动能。学习布朗运动和扩散现象时,我们知道二者都与温度有关系,温度越高,布朗运动越剧烈,扩散也越快。依照分子动理论,说明温度升高后分子无规则运动加剧。用分子热运动的平均动能可以说明,温度升高,分子热运动的平均动能增大。
“思考与讨论”是为了帮助学生理解分子势能随分子间距离变化的势能曲线,尽量让学生通过问题的解答和已有的知识,自己独立思考完成。通过此项活动,培养学生对物理概念和规律的理解能力及综合宏观量来分析微观量的方法和能力。体会在分子间势能与分子间距离的关系上所渗透的归纳推理方法,通过分子势能和弹性势能的类比渗透类比分析的研究方法。
教学中要注意内能与机械能的区别:
(1)物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能。内能和机械能是两种不同形式的能量。
(2)内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量,是所有分子热运动动能和分子势能的总和,而不是分子定向移动的动能,它与物体的温度、体积等因素有关;而机械能是由物体做机械运动和物体形变决定的能量,它是对宏观物体整体来说的。
(3)物体具有内能的同时又可以具有机械能。当物体机械能增加时,内能不一定增加,但机械能与内能之间可以相互转化。
参考资料
炸药的威力为什么会很大
炸药爆炸,并不是炸药里蕴藏着特别大的能量,一千克炸药爆炸时所放出的能量并不比一千克木材燃烧时放出的能量多,炸药爆炸时之所以具有巨大的威力,是因为炸药释放能量的速度特别快。燃烧一千克的木材,无论炉火有多旺,木材总是一点点地燃烧;如果把同样重量的炸药投入炉膛,炸药仅在十万分之一秒内,就把它含有的全部能量释放出来,在这样的能量冲击下,火炉连同房屋就会一起炸毁。炸药爆炸时,在极短的时间内可以产生大量的气体,来不及扩散,会在爆炸中心形成几十万个大气压的强大压力,同时产生几千度的高温,正是因为爆炸时所造成的冲击如此突然而集中,所以使得炸药表现出巨大的威力。
课件26张PPT。5 内能一二三一二三一二三一二三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三探究一探究二探究三1 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 51 2 3 4 5第七章 分子动理论
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)
1.(2014·石家庄高二检测)对下列相关物理现象的解释正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙
B.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
C.高压下的油会透过钢壁渗出,说明分子是不停运动着的
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
解析:水和酒精混合后,水分子和酒精分子相互“镶嵌”,总体积减小,说明分子间有空隙,选项A正确;选项B属于扩散现象,它说明分子在不停地做无规则的热运动,选项B正确;高压下的油会透过钢壁渗出,这属于物体在外力作用下的机械运动,并不能说明分子是不停运动着的,选项C错误;选项D属于扩散现象,D正确。
答案:ABD
2.布朗运动不可能是外界影响引起的,能够支持这一结论的事实是( )
A.有外界影响时,能观察到布朗运动
B.在尽量排除外界影响时,布朗运动依然存在
C.在实验环境相同的条件下,各个微粒的运动情况各不相同
D.随着温度升高,布朗运动加剧
解析:有外界影响时,观察到的现象不能认定为布朗运动,故A错。在尽量排除外界影响下观察到的现象,认定为布朗运动不是外界影响引起的,故B正确。在实验环境相同的条件下,各微粒运动不相同,说明布朗运动不是实验环境造成的,故C正确。温度升高,是外界因素,故D错。
答案:BC
3.某同学在用油膜法估测分子直径的实验中,计算结果明显偏大,则可能是由于( )
A.油酸未完全散开
B.油酸中含有大量的酒精
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴
解析:油酸分子直径d=。计算结果明显偏大,可能是V取大了或S取小了。油酸未完全散开,所测S偏小,d偏大,A项正确;油酸中含有大量的酒精,不影响结果,B项错误;若计算面积时舍去了所有不足一格的方格,使S变小,d变大,故C项正确;若求每滴体积时,1mL的溶液多记了10滴,则V变小,d变小,D项错误。
答案:AC
4.下列关于温度、内能和热量的说法中正确的是( )
A.物体的温度越高,所含热量越多
B.物体的内能越大,所含热量越多
C.物体的温度越高,它的分子热运动的平均动能越大
D.物体的温度不变,其内能也不变
解析:物体的内能是一个状态量,而热量是一个过程量,物体之间只发生热传递时内能的改变量等于热量,故A、B项均错误;温度越高,分子的平均动能越大,C项正确;物体的内能由物质的量、温度、体积等因素共同决定,温度不变时,内能可能改变,故D项错误。
答案:C
5.(2014·郑州高二检测)一绝热容器内封闭着一些气体,容器在高速运输途中突然停下来,则( )
A.因气体温度与机械运动速度无关,故容器内气体温度不变
B.因容器是绝热的,故容器中气体内能不变
C.因容器突然停止运动,气体分子运动速率亦随之减小,故容器中气体温度降低
D.容器停止运动时,由于分子和容器壁的碰撞,机械运动的动能转化为分子热运动的动能,故容器中气体温度将升高
解析:容器里的分子除做无规则的热运动外,还随容器做机械运动,当容器停止机械运动时,气体分子由于惯性与器壁或分子间的碰撞,使热运动加剧,气体的温度升高,故D选项正确。
答案:D
6.分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标表示的t与T关系图( )
A.为直线
B.不通过第二象限
C.其在纵轴的截距小于横轴的截距
D.斜率为1
解析:根据T=273.15K+t可以知道这是一条过纵坐标轴上一点(0,273.15K)、斜率是1的斜直线。
答案:AD
7.表面平滑的太空飞行器在太空中相互摩擦时,很容易发生“粘合”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
解析:当表面平滑的飞行器在太空中相互摩擦时,可以使相互接触的两个表面上的许多分子间的距离达到分子力作用的范围而发生“粘合”,因此发生“粘合”现象的原因是分子力的作用,故C正确。
答案:C
8.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,分子势能越大
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
解析:分子间的作用力表现为引力,分子间的距离减小时,分子力做正功,因此分子势能随分子间距离的减小而减小,所以A错误;分子力为斥力,分子间的距离减小时,分子力做负功,因此分子势能随分子间距离的减小而增大,所以B错误;物体在热胀冷缩时,物体体积发生变化,说明分子势能发生变化,所以C正确;物体在做自由落体运动时,物体重力势能减小,但分子势能与重力势能无关,所以D错误。
答案:C
9.已知某气体的摩尔体积为22.4L/mol,摩尔质量为18g/mol,阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1,由以上数据可以估算出这种气体( )
A.每个分子的质量 B.每个分子的体积
C.每个分子占据的空间 D.分子之间的平均距离
解析:实际上气体分子之间的距离远比分子本身的线度大得多,即气体分子之间有很大空隙,故不能根据V=计算分子体积,这样算得的应是该气体每个分子所占据的空间,故C项正确;可认为每个分子平均占据了一个小立方体空间,即为相邻分子之间的平均距离,D项正确;每个分子的质量显然可由m'=估算,A项正确。
答案:ACD
10.根据分子动理论,下列说法正确的是( )
A.一个气体分子的体积等于气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比
B.显微镜下观察到的墨水中的小炭粒所做的不停的无规则运动,就是分子的运动
C.分子间相互作用的引力和斥力一定随分子间的距离增大而减小
D.分子势能随着分子间的距离的增大,可能先减小后增大
解析:气体的摩尔体积与阿伏加德罗常数之比为一个气体分子所占据的空间,而非一个气体分子的体积,A错误。墨水中小炭粒的无规则运动为固体小颗粒的无规则运动,而非分子运动,B错误。分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小,C正确。当两分子间距离小于r0时,分子力表现为斥力,此时分子势能随分子间距离的增大而减小;当两分子间距离大于r0时,分子力表现为引力,此时分子势能随分子间距离的增大而增大,D正确。
答案:CD
二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)
11.(6分)(2013·课标全国理综Ⅰ)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:
分子力随分子间距离变化的图象如图,根据图象可知,分子间距离减小过程中,分子力先增大,后减小,再增大,A错;靠近过程中,分子力先为引力,后为斥力。为引力时,分子力做正功,动能增大,分子势能减小,为斥力时,分子力做负功,动能减小,分子势能增大,B、C正确,D错;运动过程中,总能量守恒,E正确。
答案:BCE
12.(10分)(2011·全国理综)在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①在边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定。
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是 。(填写步骤前面的数字)?
(2)将1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;测得1cm3的油酸酒精溶液有50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,测得所形成的油膜的面积是0.13m2。由此估算出油酸分子的直径为 m。(结果保留1位有效数字)?
解析:(1)根据实验原理易知操作步骤正确的顺序为④①②⑤③;
(2)根据实验原理可知油酸分子直径为
d=m≈5×10-10m。
答案:(1)④①②⑤③ (2)5×10-10
三、解答题(本题共2小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13.(16分)一木块静止在光滑的水平面上,被沿水平方向飞来的子弹击中,子弹进入木块的深度为d,木块相对于水平面移动了l,设木块对子弹的阻力恒为F,则产生的内能和子弹损失的动能分别为多大?两者的比值为多大?
解析:子弹损失的动能等于子弹克服阻力所做的功,子弹的位移为打入深度d和木块移动的距离l之和,有:ΔEk=F(d+l),产生的内能为Q=Fd。故有:。
答案:Fd F(l+d)
14.(18分)已知地球表面大气压强为p0,地球半径为R,重力加速度为g,地球周围大气层的厚度为h,空气的摩尔质量为μ,阿伏加德罗常数为NA。试估算地球大气层内气体分子的平均距离。
解析:地球表面空气的质量M=
总分子数为n=
大气总体积V=Sh=4πR2h
则分子平均距离d=
解得d=。
答案:
课件8张PPT。本章整合专题一专题二专题一专题二专题一专题二专题一专题二专题一专题二专题一专题二
