内容正文:
一、知识体系建构——理清物理观念
二、综合考法融会——强化科学思维
微观物理量的估算
[对点训练]
对于固体和液体来说,其内部分子可看作是一个个紧密排列的小球。若某固体的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏伽德罗常数为NA。
(1)试推导该固体分子质量m的表达式。
(2)若已知汞的摩尔质量MHg=200.5×10-3 kg/mol,密度ρHg=13.6×103 kg/m3,阿伏伽德罗常数NA取6.0×1023 mol-1,试估算汞原子的直径大小(结果保留两位有效数字)。
[典例] (多选)当两个分子间的距离r=r0时,分子处于平衡状态,设r1<r0<r2,则当两个分子间的距离由r1变到r2的过程中 ( )
A.分子间相互作用力的合力有可能一直减小
B.分子间相互作用力的合力有可能先减小再增大最后再减小
C.分子间的引力先减小后增大
D.分子间的斥力一直减小
[解析] 由题知r1<r0<r2,在两个分子间的距离由r1变到无穷远时,分子间相互作用力的合力先表现为斥力,然后表现为引力,分子间相互作用力的合力先减小到0,然后又增大,最后又减小,故A错误,B正确;分子间的引力、斥力都随分子间距离的增大而减小,故C错误,D正确。
分子间的相互作用力
[答案] BD
[融会贯通]
1.类比弹簧小球模型理解分子间的作用力
2.分子力F随r变化的关系
(1)F-r图像:如图所示。
(2)变化规律:
①当r=r0时,F=0;
②当r<r0时,F随r的增大而减小;
③当r>r0时,F随r的增大,先增大后减小;
④当r≥10r0时,F=0。
[对点训练]
(多选)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,则 ( )
A.乙分子由a到b的过程中,两分子间的作用力一直做正功
B.乙分子由a到b做加速运动,由b到c做减速运动
C.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
D.乙分子由c到d的过程中,两分子间的作用力做负功
解析:由题图知,乙分子由a到b一直受引力作用,做加速运动,从b到c,分子力逐渐变小但仍为引力,所以继续加速,分子间的作用力一直做正功,A正确,B错误;乙分子在从a到c的过程中一直受到引力作用,做加速运动,而从c到d的过程中受斥力作用而减速,所以到达c时速度最大,C正确;乙分子从c到d的过程中受斥力作用,分子间的作用力一直做负功,D正确。
答案:ACD
三、价值好题精练——培树科学态度和责任
1.雾霾天气,大气中各种悬浮颗粒物含量超标。雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,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大气进行检测,结果表明在静稳的雾霾天气中,离地面高度百米范围内,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1.0×10-6 m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所受到的重力
C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D.PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
解析:PM10表示的颗粒物的直径小于或等于10 μm=10×10-6 m=1.0×10-5 m,A错误;PM10受到空气分子作用力的合力总是在不停变化,并不一定始终大于重力,B错误;PM10和大悬浮颗粒物受到空气分子不停的碰撞做无规则运动,即布朗运动,C正确;根据题意,PM10的颗粒大小范围包括PM2.5的颗粒大小,则PM2.5浓度在百米的高度内基本不变,D错误。
答案:C
2.(多选)关于分子间的作用力,下列说法正确的是 ( )
A.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
B.“破镜不能重圆”是因为分子间存在着斥力
C.分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小
D.当分子间的距离变小时,分子间作用力可能减小,也可能增大
解析:用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,是分子间存在吸引力的宏观表现,A正确;“破镜不能重圆”是因为镜片裂开处分子间的距离大于分子力作用的范围,B错误;分子间的引力和斥力均随分子间距离的增大而减小,C正确;当分子间的距离变小时,分子间作用力如果表现为引力,则分子力可能减小,也可能增大,D正确。
答案:ACD
3.纳米材料具有很多优越性,有着广阔的应用前景。边长为1 nm的立方体,可容纳液态氢分子(其直径约为10-10m)的个数最接近于 ( )
A.102 B.103
C.106