课件32张PPT。章 末 整 合1．物质是由大量分子组成的
(1)分子大小：物质是由大量分子组成的，分子之间有间隙，分子体积很小，一般分子直径的数量级是10－10 m．
(2)阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023 mol－1，它是1 mol 物质所含的分子数．分子动理论
2．分子的运动
(1)实验基础：分子永不停息地做无规则的热运动．扩散现象和布朗运动等实验证实了分子的无规则运动．
(2)布朗运动
悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的无规则运动．
①特点：永不停息、运动无规则，其剧烈程度与颗粒大小和环境温度有关．颗粒越小、温度越高，布朗运动越显著．
②实质：布朗运动不是分子的运动，而是悬浮在液体(或气体)中颗粒的运动，是宏观现象．但布朗运动间接传递了液体(或气体)分子无规则运动的信息．
③产生原因：颗粒足够小时，各个方向液体分子对颗粒撞击的不平衡引起的．
(3)扩散现象
①扩散是指分子进入对方分子空隙中，而不是两物质的简单混合．它可以发生在固体、液体、气体间．
②扩散现象与温度有关(是分子热运动的表现)，温度越高，扩散现象越明显．
3．分子力
(1)分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力，其合力叫分子力．当两个分子间的距离为r0时，分子间的引力和斥力相互平衡，分子间作用力为零．
(2)分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，但斥力比引力减小得快；分子引力和分子斥力都随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力增大得快．
(3)特点
r＝r0时，F引＝F斥，分子力F＝0．
①r＜r0时，F引＜F斥，分子力F为斥力．
②r＞r0时，F引＞F斥，分子力F为引力．
③r＞10r0时，F引、F斥迅速减小为零，分子力F＝0．
(4)分子力图象如图所示．解析：根据理想化模型估算分子间距时，既可以把分子占据的空间看作是立方体，也可以看作是球体．但要注意的是：对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个个紧挨着的，可以直接估算出分子的体积；对于气体，由于分子间隙很大，用上述方法估算出来的是一个分子所占据的体积(活动空间)．答案：2.68×1023个 2.15×1020个 3.8×10－10 m 3.3×10－9 m【题后反思】求解微观量时应注意的几个问题：(1)正确认识基本模型．物质是由大量分子(或原子)组成的，物质的总质量等于各个分子(或原子)质量之和即m总＝nmi，n为微粒数，mi为每个微粒的质量，这个结论对气体、液体、固体均成立．在体积方面，对固体和液体，若忽略分子之间的空隙，则物质的总体积等于每个分子体积之和即V总＝nVi，对于气体，由于分子之间的作用力很小，距离很大可忽略分子大小，气体的体积就是容器的容积，不过也可以由V总＝nVi求出Vi，这里的Vi不是分子体积大小，而是每个分子活动的空间体积．
(2)充分运用阿伏加德罗常数这座桥梁．如果要搭建阿伏加德罗常数这座桥梁，则必须知道桥的两头：宏观量(摩尔质量或摩尔体积)和微观量(分子质量或分子体积)，且宏观质量对应微观质量，宏观体积对应微观体积．1．分子直径的数量级一般是____________m．能说明分子都在永不停息地做无规则运动的实验事实有______(举一例即可)．在两分子间的距离由r0(此时分子间的引力和斥力相互平衡，分子力为零)逐渐增大的过程中，分子力的变化情况是______________．(填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”)
【答案】10－10 布朗运动 先增大后减小
例2 以下关于水分子热运动的讨论正确的是( )
A．平静的湖水中水分子热运动基本停止
B．波涛汹涌的海水上下翻腾，说明水分子热运动剧烈
C．水凝结成冰，其中水分子热运动已停止
D．不发生沸腾的水中某些水分子的热运动可能比沸腾的水中某些水分子的热运动更为剧烈
解析：水分子的热运动永不停止，所以A、C错误．海水上下翻腾，说明水有动能，水分子的热运动剧烈程度仅和温度高低有关，故B错．低温的水中也有速度较大的水分子，故 D对．
答案：D
【题后反思】物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动．扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动．布朗运动是指悬浮在液体或气体中的固体微粒的无规则运动．关于布朗运动，要注意以下几点：(1)形成条件是微粒要足够小；(2)温度越高，布朗运动越剧烈；(3)观察到的是固体微粒(不是液体，也不是固体分子)的无规则运动，反映的是液体或气体分子运动的无规则性．2．液体中悬浮的固体颗粒越小，布朗运动越明显，这是因为颗粒小时( )
A．质量小，沿某一方向运动的机会大
B．被碰的机会小，自由运动的可能性大
C．受液体分子阻碍的机会小，容易运动
D．受各个方向液体分子撞击的冲力不平衡的机会大
【答案】D [颗粒越小，同时撞击颗粒的液体分子数目越少，撞击效果越不均衡，且颗粒质量越小，运动状态越容易改变．]1．分子平均动能
做热运动的分子具有动能，在热现象的研究中，单个分子的动能是无研究意义的，重要的是分子热运动的平均动能．温度是物体分子热运动的平均动能的标志．因而在相同的温度下，不同物质的分子平均动能相同．
物体的内能
2．分子势能
分子间具有由它们的相对位置决定的能量，叫做分子势能．分子势能随着物体的体积变化而变化．分子间的作用表现为引力时，分子势能随着分子间的距离增大而增大．分子间的作用表现为斥力时，分子势能随着分子间距离增大而减小．对实际气体来说，体积增大，分子势能增加；体积缩小，分子势能减小．
若两分子相距无穷远时，分子势能为零，则分子势能曲线如图所示．
3．物体的内能
(1)定义：物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能．
(2)与机械能的比较
物体的内能与机械能有着本质的区别．物体具有内能，同时也可以具有机械能，物体可以不具有机械能，但一定有内能．
例3 下列说法正确的是( )
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大
D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加
解析：A没有全面考虑内能是物体内所有分子的动能和势能的总和．温度低只表示物体分子平均动能小，而不表示势能一定也小，也就是所有分子的动能和势能的总和不一定也小，所以选项A是错的．实际上因为不同物质的分子质量不同，而动能不仅与速率有关，也与分子质量有关，单从一方面考虑问题是不够全面的，所以选项B也是错误的．C错的原因是混淆了微观分子无规则运动与宏观物体运动的差别．分子的平均动能只是分子无规则运动的动能，而物体加速运动时，物体内所有分子均参与物体的整体、有规则的运动，这时物体整体运动虽然越来越快，但并不能说明分子无规则运动的剧烈情况就要加剧．从本质上说，分子无规则运动的剧烈程度只与物体的温度有关，而与物体的宏观运动情况无关．由于物体内能的变化与两个因素有关，即做功和热传递两方面．内能是否改变要从这两方面综合考虑．若做功转化为物体的内能等于或小于物体放出的热量，则物体的内能不变或减少．即外界对物体做功时，物体的内能不一定增加，选项D是正确的．
答案：D
【题后反思】解答本部分问题应注意物体的内能与物质的量、温度、体积以及存在状态都有关，并且注意机械能和内能是两种完全不同的能量形式．3．根据分子动理论，物体分子间距离为r0等于10－10 m，此时分子所受引力和斥力大小相等，以下说法正确的是( )
A．当分子间距离等于r0时，分子具有最大势能，距离增大或减小时势能都变小
B．当分子间距离等于r0时，分子具有最小势能，距离增大或减小时势能都变大
C．分子距离越大，分子势能越大，分子距离越小，分子势能越小
D．分子距离越大，分子势能越小，分子距离越小，分子势能越大
【答案】B [分子间距离为r0时，分子力为0，距离增大，则为引力，分子力做负功，分子势能增大；距离减小，则为斥力，分子力也做负功，分子势能增大，可见r0处分子势能最小，A错，B对．而C、D中未说明由r0处开始，则不正确，故只有B正确．]第二部分 阶段过关检测
阶段测试1 分子的大小 分子的热运动
一、选择题(本题共10小题，每题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．纳米材料具有广泛的应用前景，在材料科学中纳米技术的应用使材料科学日新月异，在1 nm的长度上可以排列的分子(其直径约为10－10 m)个数最接近于( )
A．1 B．10
C．100 D．1 000
【答案】B [纳米是长度的单位，1 nm＝10－9 m，即1 nm＝10×10－10 m，所以排列的个数接近于10个，B项正确．]
2．位于墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台曾发生爆炸，造成大量原油泄漏．假设密度为9×102 kg/m3的原油泄漏出9 t，则这9 t原油造成的最大可能污染面积约为( )
A．1011 m2 B．1012 m2
C．108 m2 D．109 m2
【答案】A [在污染面积最大的情况下，泄漏原油在海面形成单分子油膜，油分子直径约为10－10 m，所以10－10 m×S×9×102 kg/m3＝9×103 kg，解得S＝1011 m2.]
3．已知阿伏加德罗常数为NA、油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，则一个油酸分子的质量可表示为( )
A． B．
C． D．
【答案】A [分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数，则有m＝，故A正确，B错误；由于油酸分子间隙小，所以分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数，则有V0＝＝，故C、D错误．]
4．在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到悬浮在空气中的微粒的运动是( )
A．布朗运动 B．分子的热运动
C．自由落体运动 D．气流和重力共同作用引起的运动
【答案】D [布朗运动的实质是液体或气体的分子对其中的悬浮微粒不断撞击，因作用力不平衡而引起的微粒无规则运动，只能在显微镜下才能观察到．本题所述悬浮在空气中被眼睛直接看到的尘粒，其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是由气流和重力共同作用而引起的复杂的运动．]
5．下列说法正确的是( )
A．物体是由大量分子组成的
B．无论是无机物质的分子，还是有机物质的大分子，其分子大小的数量级都是10－10 m
C．分子动理论中所说的“分子”，只包含了化学中的分子，原子和离子
D．分子的质量是很小的，其数量级为10－10 kg
【答案】AC [物体是由大量分子组成的，A正确；一些有机物质的大分子大小数量级超过了10－10 m，B错误，本书中把化学中的分子、原子、离子统称为分子，C正确；分子质量的数量级一般为10－26 kg，D错误．]
6．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．水分子的体积和水的摩尔体积 D．水分子的质量和水的摩尔质量
【答案】CD [阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁，有两个主要公式求阿伏加德罗常数，分别为NA＝和NA＝.对应可得C、D正确．]
7．布朗运动不可能是由外界影响引起的，能够说明此结论的事实是( )
A．在存在外界影响的情况下也能观察到布朗运动
B．在尽量排除外界影响的情况下布朗运动仍然存在
C．在实际环境相同的条件下，各个微粒的运动情况不相同
D．随着温度升高，布朗运动加剧
【答案】BC [在排除外界影响的情况下仍存在布朗运动，说明布朗运动的原因不在外界，而在液体内部，B正确；若布朗运动是由外界引起的，则外界条件相同时，各微粒的运动情况应该相同，故C正确．]
8．下列事例属于分子不停地做无规则运动的是( )
A．春风吹拂，闻到阵阵花香
B．在箱子里放几块樟脑丸，过些日子一开箱就能闻到樟脑丸的气味
C．烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡
D．室内扫地时，在阳光照射下看见尘土飞扬
【答案】AB [黑烟、灰尘都是由若干分子组成的颗粒，它们的运动都不是分子运动，A、B正确．]
9．把墨汁用水稀释后取出一滴放在光学显微镜下观察，如图所示，下列说法正确的是( )
A．在显微镜下既能看到水分子，也能看到悬浮的小炭粒，且水分子在不停地撞击炭粒
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．在显微镜下看到的炭粒中的分子做无规则运动就是布朗运动
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水分子和炭分子组成的
【答案】BD [显微镜下看到的是炭粒的运动，它是由大量分子组成的颗粒，能间接反映分子的热运动．]
10．“墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀．”关于该现象的分析正确的有( )
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
【答案】BC [根据分子动理论的知识可知，混合均匀主要是由于水分子做无规则运动，使得碳粒无规则运动造成的布朗运动；由于布朗运动的剧烈程度与颗粒大小和温度有关，所以使用碳粒更小的墨汁，布朗运动会越明显，则混合均匀的过程进行得更迅速，故选BC．]
二、非选择题(本题共2小题，共40分)
11．原子核几乎集中了原子的全部质量．α粒子与金原子核发生对心碰撞时，能够接近金原子核中心的最小距离为2.0×10－14 m．已知金原子的摩尔质量为0.197 kg/mol，阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol－1，试估算金原子核的平均密度．
【答案】9.8×1015 kg/m3
解析：1 mol的任何物质都含有NA(阿伏加德罗常数)个分子(或原子)，其摩尔质量MA恒等于NA个分子(或原子)质量m的总和，据此可求出一个分子(或原子)的质量m＝，则一个金原子的质量为
m＝＝ kg≈3.3×10－25 kg.
金原子核几乎集中了金原子的全部质量，故可认为金原子核的质量m核近似等于金原子的质量m，如果把金原子核想象成一个球体，由α粒子能够接近金原子核中心的最小距离可推知，金原子核的半径r不会大于这一最小距离．综合上述两点，便可求出金原子核的平均密度ρ不会小于的值，即
ρ＝＝ kg/m3＝9.8×1015 kg/m3.
12．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1 000 mL溶液中有纯油酸 0.6 mL，用注射器测得1 mL上述溶液为80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，测得油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形方格的边长为1 cm.
(1)实验中为什么要让油膜尽可能散开？
(2)实验测出油酸分子的直径是多少？(结果保留2位有效数字)
(3)如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，试写出阿伏加德罗常数的表达式．
【答案】(1)见解析 (2)6.3×10－10 m (3)
解析：(1)为使油膜在水面上形成单分子油膜．
(2)先确定一滴油酸溶液中纯油酸的实际体积：
V＝××10－6 m3.
再算出油膜的面积：数出油膜轮廓所含“整”方格的格数与多于半格的方格数之和为120个(不足半格的格数略去)，则油膜面积S＝120×1×10－4 m2.
则油酸分子直径d＝＝ m＝6.3×10－10 m.
(3)设阿伏加德罗常数为NA，
每个分子的体积V0＝π3，
由NAρV0＝M，得NA＝.
阶段测试2 分子力 物体的内能
一、选择题(本题共9小题，每题6分，共54分．在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～9题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
1．酒精和水混合后的体积小于原来的体积之和，这个实验说明了( )
A．物体是由分子组成的 B．分子在永不停息地运动
C．分子间存在相互作用的引力 D．分子间有空隙
【答案】D [酒精和水混合后体积减小，是由于分子间有空隙，混合后它们互相进入到对方的空隙内，所以混合后总体积小于原来的体积之和．]
2．下列事例不能说明分子间有相互作用力的是( )
A．金属块经过锻打能改变它原来的形状而不断裂
B．拉断一根钢绳需要用一定的外力
C．食盐能溶于水而石蜡却不溶于水
D．液体一般很难被压缩
【答案】C [金属块经过锻打后能改变形状而不断裂，说明分子间有引力；拉断钢绳需要一定外力，也说明分子间有引力；而液体难被压缩，说明分子间存在斥力；食盐能溶于水而石蜡不溶于水是由物质的溶解特性决定的，而不是分子力的作用，故不能说明分子间有作用力的是C选项．]
3．气体内能是所有气体分子热运动动能和势能的总和，其大小与气体的状态有关，分子热运动的平均动能与分子间势能分别取决于气体的( )
A．温度和体积 B．体积和压强
C．温度和压强 D．压强和温度
【答案】A [温度是分子热运动平均动能的标志，分子势能与体积有关．]
4．下列说法正确的是( )
A．温度低的物体内能小
B．温度低的物体分子运动的平均速率小
C．物体做加速运动时速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大
D．物体体积改变，内能可能不变
【答案】D [内能是指物体内部所有分子平均动能和分子势能的总和，温度是分子平均动能的标志，故温度低的物体内能不一定小，A错；温度低的物体分子平均动能小，但由于不同物质分子质量不同，所以温度低的物体分子平均速率不一定小，B错；物体做加速运动时，速度增大，机械能中的动能增大，但分子热运动的平均动能与物体的机械能无关，而与温度有关，故C错；物体体积改变，分子势能改变，但内能不一定变，D对．]
5．下列说法正确的是( )
A．往一杯水里放几粒盐，盐粒沉在水底，逐渐溶解，过一段时间，上面的水也咸了，是食盐分子做布朗运动的结果
B．把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果金和铅互相渗入，这是两种金属分子做布朗运动的结果
C．扩散现象不但说明分子永不停息地做无规则运动，同时也说明了分子间是有空隙的
D．压缩气体比压缩固体和液体容易得多，这是因为气体分子间的距离远大于液体和固体分子间的距离
【答案】CD [上面的水变咸是食盐分子扩散的结果，A错误；两种金属互相渗入是它们的分子相互扩散的结果，B错误；扩散现象中不同物质的分子相互渗透，说明分子间有空隙，C正确；气体极易被压缩，是因为气体分子之间的距离是分子直径的10倍以上，分子间的作用力很小，可忽略不计，而固体、液体分子之间的距离很小，压缩时分子间斥力较大，不易被压缩，D正确．]
6．下图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气( )
A．内能增大 B．压强增大
C．分子间引力和斥力都减小 D．所有分子运动速率都增大
【答案】AB [水加热升温，封闭空气温度升高，而外筒隔热，不会有能量损失，则当加热水时，热量通过金属筒传给气体，气体内能增大，温度升高，选项A正确；气体体积不变，温度升高，由理想气体状态方程又知压强增大，选项B正确；分子间的引力和斥力与分子间的距离有关，气体体积不变，分子间距不变，分子间的引力和斥力不变，选项C错误；温度只是与气体分子平均动能有关，温度升高并不是所有分子速率都增大，选项D错误．]
7．有两个距离大于10r0的分子，其中一个分子以一定的初动能向另一个分子靠近，在两分子间的距离r逐渐减小的过程中( )
A．r>r0时，分子势能不断减小，动能不断增大
B．r＝r0时，分子势能为零，动能最大
C．rD．r具有最小值时，分子动能为零，分子势能最大
【答案】AC [在两分子间的距离由10r0逐渐减到r0的过程中，分子力做正功，分子势能减小，动能增大，故A正确；r＝r0时，分子势能最小，动能最大，一般取无穷远处分子势能为零，则r＝r0时，分子势能为负，故B错误；r8．下列叙述正确的是( )
A．物体的内能与物体的温度有关，与物体的体积无关
B．物体的温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈
C．物体体积改变，内能可能不变
D．物体被压缩时，分子间存在着斥力，不存在引力
【答案】BC [一定质量的物体的内能，由温度和体积共同决定，A错误；物体温度越高，分子平均动能越大，分子无规则运动越剧烈，B正确；物体的体积改变，若温度也同时改变(例如：体积增大，分子势能增大，温度降低，分子平均动能减小)，其内能可能不变，C正确；分子间同时存在着引力和斥力，D错误．]
9．关于物体的内能，下列说法正确的是( )
A．一壶热水的内能一定比一湖冷水的内能大
B．当温度等于0 ℃时，分子动能不为零
C．分子间距离为r0时，分子势能为零
D．温度相等的氢气和氧气，它们的分子平均动能相等
【答案】BD [物体内能与温度、体积以及物质的量有关，一湖水的物质的量远大于一壶水，故壶中水虽然温度高，但内能不一定大于湖中冷水内能，A错误；物体在任何温度下都具有内能，B正确；分子势能的零势能面是任意设定的，若设无穷远处为零，则分子间距离为r0时，分子势能为小于零，C错误；温度是分子平均动能的标志，相同温度下，分子的平均动能相等，D正确．]
二、非选择题(本题共3小题，共46分，解答题应写出必要的文字说明、方程式和主要演算或推导步骤，有数值计算的题要有相应的单位，只写出最后答案不得分)
10．(1)随着科学技术的不断发展，近几年来，也出现了许多新的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接等．摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转，同时加上很大的压力(约每平方厘米加几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了．试用所学知识分析摩擦焊接的原理．
(2)试用统计规律分析气体温度升高时，分子运动的变化特点．
【答案】(1)见解析 (2)见解析
解析：(1)摩擦焊接是利用分子引力的作用．当焊件的两个接触面高速地向相反方向旋转且加上很大的压力时，就可以使两个接触面上的大多数分子之间的距离达到或接近r0，从而使两个接触面焊接在一起，靠分子力的作用使这两个焊件成为一个整体．
(2)分子运动与温度有关，又由于分子间频繁碰撞，所以气体温度升高时个别的分子运动速率可能增大，也可能减小或不变，但从大量分子整体表现来看，平均运动速率要增加．
11．一架飞机在空中以某一速度飞行．由于飞机中所有分子都具有飞机的速度，所以分子具有动能．又由于飞机在空中，飞机中所有分子都离地面一定高度，以地面为零势能位置，所以分子具有势能．上述动能和势能的总和就是飞机的内能．当飞机停在地上时，飞机的内能为零．以上说法是否正确？为什么？
【答案】见解析
解析：此种说法不正确．飞机的内能是组成飞机的所有分子的动能和分子势能之和，而分子动能和分子势能与分子热运动和分子间距离有关，与飞机机械运动无关．由于分子热运动是永不停止的，因此飞机的内能永不可能为零，题中所说的飞机的内能应是飞机的机械能，它与飞行的速度和飞机高度有关，当飞机停在地面上时，机械能为零，而不是飞机的内能为零．
12．重1 000 kg的气锤从2.5 m高处落下，打在质量为200 kg 的铁块上，要使铁块的温度升高40 ℃，气锤至少应落下多少次？设气锤撞击铁块时60%的机械能损失用来升高铁块的温度．[取g＝10 m/s2，铁的比热容c＝0.462×103 J/(kg·℃)]
【答案】247次
解析：气锤从2.5 m高处下落到铁块上损失的机械能ΔE＝mgh＝1 000×10×2.5 J＝2.5×104 J.
气锤撞击铁块后用来升高铁块温度的能量为
Wη＝W×60%＝1.5×104 J.
使铁块温度升高40 ℃所需的热量
Q＝cmΔt＝0.462×103×200×40 J
＝3.696×106 J.
设气锤应下落n次，才能使铁块温度升高40 ℃，则由能的转化和守恒定律得n·Wη＝Q.
所以n＝＝＝247(次)．
阶段测试3 分子动理论
一、选择题(本题共10小题，每题8分，共80分．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，全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)
1．分子体积的数量级一般为( )
A．10－10 m3 B．10－20 m3
C．10－30 m3 D．10－40 m3
【答案】C [分子直径的数量级是10－10 m，则体积数量级为10－30 m3.]
2．下列说法正确的是( )
A．我们所观察到的布朗运动，就是液体分子的无规则运动
B．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
C．布朗运动的剧烈程度与液体的温度无关
D．悬浮在液体中的颗粒越小，它的布朗运动就越显著
【答案】D [我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动，但并不是液体分子的无规则运动，故A错误；固体颗粒是大量的分子组成的，颗粒的运动是成千上万个固体分子的集体运动，并不是单个固体分子的无规则运动，故B错误；温度越高，液体分子运动越激烈，布朗运动也越明显，故C错误；颗粒越小，受到的冲力越不平衡，布朗运动越明显，故D正确．]
3．1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律．若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比．下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率分布规律的是( )
A B
C D
【答案】D [图象突出中间多两边少的特点，答案选D．]
4．下列说法中，正确的是( )
A．只有热传递才可以改变物体的内能
B．气体温度越高，每个分子运动的速率一定越大
C．布朗运动是指在显微镜下观察到的液体分子的无规则运动
D．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化
【答案】D [改变物体内能的方式有做功和热传递，故A错误；温度是分子平均动能的标志，而不是每个分子动能的标志，高温物体也有速率小的分子，故B错误；布朗运动的现象是固体微粒的无规则运动，反映的是液体分子的无规则运动，故C错误；热量不能自发地从低温物体传给高温物体，但在引起其他变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，D正确．]
5．关于分子动能，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
【答案】C [某种气体温度是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，说明分子运动激烈，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，说明物体的动能越大，这并不能代表物体内部分子的热运动剧烈，分子运动速度不一定增大，则物体的温度不一定高，所以选C项．]
6．下列对物理现象的解释，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．液体中较大的悬浮微粒不做布朗运动，而较小的微粒做布朗运动，说明分子的体积很小
C．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色微粒，说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动
D．高压下的油会透过钢管壁渗出，说明分子是不停运动着的
【答案】AC [微粒做布朗运动是由于液体分子对微粒碰撞的不均衡产生的，大微粒接触的分子数多，受力平衡，所以不做布朗运动，但它不能说明分子体积的大小，A正确，B错误；扩散现象说明了分子是运动的，C正确；高压下油渗出钢管壁，说明了分子之间有空隙，D错误．]
7．下列说法正确的是( )
A．饱和汽压随温度升高而增大
B．露珠成球形是由于液体表面张力的作用
C．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点
【答案】AB [与液体处于动态平衡的蒸气叫饱和蒸汽．饱和汽压与饱和蒸汽体积无关，在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和汽压．故饱和汽压随温度升高而增大，故A正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠成球形是由于液体表面张力的作用，故B正确；分子力做功等于分子势能的减小量，当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零，此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加，故C错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D错误．]
8．关于分子间作用力，下列说法正确的是( )
A．当分子间距离为r0时，它们之间既没有斥力也没有引力
B．分子间的距离大于r0时，分子间只有引力
C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D．分子间的平衡距离r0与分子直径是同一数量级
【答案】CD [分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，它们的大小都随分子间距离的增大而减小，且斥力减小得更快些．分子力是相互作用的引力和斥力的合力，当r>r0时，f引>f斥，分子力表现为引力；当r9．关于热量、温度、内能的说法正确的是( )
A．温度是物体分子热运动平均动能的标志
B．热量是物体内能改变的量度
C．物体吸热，内能一定增加
D．温度高的物体热量多，温度低的物体热量少
【答案】AB [不能说物体具有多少热量，但可以说物体有多少内能．物体吸热时内能不一定会增加．]
10．如图所示是某一微粒的布朗运动路线图，若t＝0时刻它在点O，然后每隔5 s记录一次微粒位置(依次为a、b、c、d、e、f)，最后将各位置按顺序连接而得到此图．下述分析正确的是( )
A．线段ab是微粒在第6 s初至第10 s末的运动轨迹
B．t＝12.5 s时刻，微粒应该在bc连线上
C．线段Oa的长度是微粒前5 s内的位移大小
D．t＝7.0 s时刻，微粒可能在a、b连线上
【答案】CD [图中直线是相邻两时刻微粒对应位置的连线，也是这段时间内微粒的位移，但不是微粒的运动轨迹，因此CD正确．]
二、非选择题(20分)
11．(1)体积为10－4 cm3的油滴，滴在水面上形成单分子油膜．则油膜面积的数量级为__________．
(2)在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，若用直径为0.5 m的浅圆盘盛水，让油酸在水面上形成单分子薄膜，那么油酸滴的体积不能大于________m3．
(3)在一种粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
A．取油酸1 mL注入250 mL的量杯内，然后向杯中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，并使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液
B．用滴管吸取制得的油酸酒精溶液，逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到达到1 mL为止，恰好共滴了100滴
C．在浅盘内注入蒸馏水，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜
D．测得此油膜的面积为8×102 cm2
①在课本上这种粗测油酸分子大小的方法叫做__________法，让油酸尽可能地在水面上散开，使其形成__________油膜．如果把分子看做球形，这层油膜的厚度可视为油酸分子的__________．
②利用相关数据可求得油酸分子直径为________m．(结果保留1位有效数字)
【答案】(1)104 cm2 (2)2×10－11
(3)①油膜 单分子 直径 ②5×10－10
解析：(1)S＝＝＝104 cm2．
(2)设油酸膜表面积为圆盘面积，油酸的体积为
V＝πR2·d＝3.14×2×10－10 m3≈2.0×10－11 m3．
(3)一滴油酸的体积V＝× cm3＝4.0×10－11 m3，
由V＝dS得分子的直径为d＝＝5.0×10－10 m．
