专题7.3分子间的作用力-课时同步2017-2018学年高二物理人教版（选修3-3）

第七章 分子动理论
第3节 分子间的作用力
1．当表面平滑的太空飞行器在太空中飞行与灰尘互相摩擦时，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
【名师点睛】分子间既存在引力，也存在斥力，只是当分子间距离大于平衡距离时表现为引力，小于平衡距离时表现为斥力。
2．如图所示，用r表示两个分子间的距离，用Ep表示两个分子之间的势能，当r=r0时两分子间斥力等于引力，设两个分子相距很远时Ep∞=0，则
A．当rB．当r>r0时，Ep随r的增大而增大
C．当rD．当r=r0时，Ep=0
【答案】B
【解析】由图可知，当rr0时，Ep随r的增大而增大，选项B正确；当r=r0时，Ep最小，选项D错误。
3．“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
【答案】D
【解析】当距离大于10倍直径时，分子间的相互作用力可视为零，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。故D正确。
【名师点睛】距离大到一定时，分子间作用力就消失了，这是解决此题的关键。
4．下列关于分子间的作用力的说法正确的是
A．若分子间的距离增大，则分子间的引力增大，斥力减小
B．若分子间的距离减小，则分子间的引力和斥力均增大
C．若分子间的距离减小，则分子间引力和斥力的合力将增大
D．若分子间的距离增大，则分子间引力和斥力的合力将减小
【答案】B
5．下列现象能说明分子之间有相互作用力的是
A．一般固体难于位伸，说明分子间有引力
B．一般液体易于流动和变成小液滴，说明液体分子间有斥力
C．用气筒给自行车胎打气，越打越费力，说明压缩后的气体分子间有斥力
D．高压密闭的钢筒中的油沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力
【答案】A
【名师点睛】 分子间有间隙，存在着相互作用的引力和斥力，当分子间距离增大时，表现为引力，当分子间距离减小时，表现为斥力，而分子间的作用力随分子间的距离增大先减小后增大，再减小；当分子间距等于平衡位置时，引力等于斥力，即分子力等于零。
6．下列说法中正确的是
A．给车胎打气，越压越吃力，是由于分子间存在斥力
B．大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在张力
C．布朗运动是液体分子的的运动，所以它能说明分子永不停息地做无规则运动
D．分子间的距离r增大，分子间的作用力做负功，分子势能增大
【答案】B
【解析】给车胎打气，越压越吃力，是气体压强作用的效果，不是分子斥力造成的，A错误；大头针能浮在水面上，是由于水的表面存在表面张力，B正确；布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子不停地做无规则运动撞击悬浮微粒的冲力不平衡的结果，是液体分子无规则运动的反映，它能说明液体分子永不停息地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，C错误；当分子间表现为斥力时，分子间距离增大，分子力做正功，分子势能减小，D错误。
7．下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的？
A．两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力
B．一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力
C．拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力
D．碎玻璃不能拼在一起，是由分子间存在着斥力
【答案】D
【解析】分子间距离增大，引力和斥力都变小，斥力减小得更快，所以分子间体现为引力，两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力，拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力AC对；固体和液体的分子之间的间隔比较小，引力和斥力都比较大。间距减小斥力增大的比引力快，所以分子间体现为斥力，很难被压缩，B对。碎玻璃不能拼在一起，是因为分子间距离大于了10倍r0，引力和斥力都很小，所以不能拼在一起了，D错。
8．如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上距原点r3的位置。虚线分别表示分子间斥力f斥和引力f引的变化情况，实线表示分子间的斥力与引力的合力f的变化情况。若把乙分子由静止释放，则乙分子
A．从r3到r2做加速运动，从r2到r1做减速运动
B．从r3到r1做加速运动，从r1向O做减速运动
C．从r3到r1的过程中，分子势能先减小再增大
D．从r3到r1的过程中，分子势能一直在减小
【答案】BD
9．如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间分子引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是
A．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10–10 m
B．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10–10 m
C．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力
D．若两个分子间距离越来越大，则分子引力亦越大
【答案】B
【解析】在F–r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化得快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力；当分子间的距离大于r0时，当距离增大时，分子力表现为引力，当r>10r0（10－9 m）时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力（F=0），故ACD错误，B正确。
10．分子间的斥力和引力随分子间距离增大而变化的情况是
A．引力增大，斥力增大
B．引力减小，斥力减小
C．引力增大，斥力减小
D．引力减小，斥力增大
【答案】B
【解析】分子间引力和斥力的同时存在，当分子间距离增大时引力和斥力同时减小，只是斥力减小得更快，分子间表现为引力，当分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，只是斥力增大得更快，分子间表现为斥力，所以分子间作用力是引力和斥力的合力表现。B对。
11．用原子级显微镜观察高真度的空间，结果发现有一对分子甲和乙环绕一个共同“中心”旋转，从而形成一个“双分子”体系，观测中同时发现此“中心”离乙分子较近，那么在上述“双分子”体系中
A．甲、乙两分子之间一定只存在分子引力，不可能存在分子斥力
B．甲分子的质量一定大于乙分子的质量
C．甲分子旋转的速率一定大于乙分子的速率
D．甲分子的动量大小和乙分子的动量大小一定相等
【答案】CD
12．设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离，r是两个分子的实际距离，则以下说法中正确的是
A．时，分子间引力和斥力都等于零
B．时，分子间只有引力而无斥力
C．r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小
D．r由4r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力和斥力都增大，其合力先增大后减小再增大
【答案】D
【解析】当r=r0时，分子间引力和斥力相等，但都不为零，只有合力为零，A错误；在 时，引力大于斥力，两者同时存在，B错误；在r减小的过程中分子引力和斥力都增大，C错误；r由4r0逐渐减小到r0的过程中，由分子力随r的变化关系图线可知，分子力有一个极大值，到r【名师点睛】分子间引力和斥力的同时存在，当分子间距离增大时引力和斥力同时减小，只是斥力减小得更快，分子间表现为引力，当分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，只是斥力增大得更快，分子间表现为斥力。
13．一定质量的理想气体在不同温度下粒子的速率分布情况如图所示，其中实线和虚线分别对应的温度为t1和t2，下列叙述正确的是
A．虚线所对应的气体内能较大
B．图线表明分子运动速率处于较大和较小的分子数较少
C．温度较高时所有气体分子动能都增加
D．实线所对应气体温度t1小于虚线所对应气体温度t2
【答案】ABD
【名师点睛】解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义。
14．分子间同时存在吸引力和排斥力，下列说法中正确的是
A．固体分子间的吸引力总是大于排斥力
B．气体能充满任何容器是因为分子间的排斥力大于吸引力
C．分子间的吸引力和排斥力都随分子间距离的增大而减小
D．分子间吸引力随分子间距离的增大而增大，而排斥力随距离的增大而减小
【答案】C
15．如图所示，横轴r表示两分子问的距离，纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点。下列说法正确的是
A．ab为引力曲线，cd为斥力曲线
B．ab为斥力曲线，cd为引力曲线
C．若两分子间的距离增大，分子间的斥力减小的比引力更快
D．若r=r0，则分子间没有引力和斥力
【答案】AC
【解析】在F–r图象中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快。图中时，分子势能最小，分子力的合力为0。当时，分子力表现为引力，当时，分子力表现为斥力。在图象中，随着距离的增大，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，A正确，B错误；由图象可知，两分子间的距离增大，分子间的斥力减小的比引力更快，C正确；时，分子间的引力和斥力同时存在，大小相等，方向相反，分子力为零，D错误。
16．下列说法正确的是
A．分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小
B．布朗运动就是气体或液体分子的无规则运动
C．分子a从无穷远处由静止开始接近固定不动的分子b，只受分子力作用，当a受到分子力为0时，a的动能一定最大
D．大量气体分子对容器壁的持续性作用形成气体的压强
【答案】ACD
17．两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r>r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小
B．在rC．在r=r0时，分子势能最小，动能最大
D．在r=r0时，分子势能为零
【答案】AC
【解析】r0为分子间的平衡距离；大于平衡距离时分子间为引力，小于平衡距离时，分子间为斥力；r大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F做正功，分子动能增加，势能减小，故A正确；当r小于r0时，分子间的作用力表现为斥力，F做负功，分子动能减小，势能增加，故B错误；由以上分析可知，当r等于r0时，分子势能最小，动能最大，故C正确；但是由于分子势能的零势能面是人为确定的，故r等于r0时，分子势能不一定为零，故D错误。