第15章 第1讲 分子动理论 内能 固体和液体-【优化探究】2025年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（粤教版2019）

第十五章　热学 第1讲　分子动理论　内能　固体和液体 课件使用说明 01 本课件使Office 2016制作，请使用相应软件打开并使用 使用软件 02 本课件理科公式均采用微软公式制作，如果您是Office 2007或WPS 2021年4月份以前的版本，会出现包含公式及数字无法编辑的情况，请您升级软件享受更优质体验 软件版本 03 本课件文本框内容可编辑，单击文本框即可进行修改和编辑 便捷操作 04 由于WPS软件原因，少量电脑可能存在理科公式无动画的问题，请您安装Office 2016或以上版本即可解决该问题 软件更新 基础知识　自主梳理 核心知识　典例研析 考点一　微观量的估算问题　 考点二　对扩散现象、布朗运动与分子热运动的理解　 考点三　对分子力、分子势能、温度与内能的理解　 内容索引 考点四　对固体、液体性质的理解　 分层训练　巩固提高 一 基础知识　自主梳理 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分子的直径(视为球模型)：数量级为 m； ②分子的质量：数量级为10－26 kg。 10－10　 (2)阿伏加德罗常数 NA＝ mol－1 ——是指1 mol的任何物质都含有相同的 粒子数。 2. 分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象 ①定义： ⁠种物质能够彼此进入对方的现象； ②实质：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 是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度 ⁠，扩散现象 越明显。 6.02×1023　 不同　 越高　 (2)布朗运动——用显微镜追踪悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动 ①定义：悬浮在液体中的 ⁠的永不停息的无规则运动； ②实质：布朗运动反映了 ⁠的无规则运动； ③影响因素：微粒越 ，运动越明显；温度越 ⁠，运动越 剧烈。 微粒　 液体分子　 小　 高　 (3)热运动 ①分子的永不停息的 ⁠运动叫作热运动； ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。 无规则　 3. 分子间同时存在引力和斥力 (1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是 ⁠存在的，实际 表现出的分子力是引力和斥力的 ⁠。 同时　 合力　 (2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距 离的增大而 ，随分子间距离的减小而 ⁠，但斥力比引力 变化得 ⁠。 减小　 增大　 快　 ①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为 ⁠； ②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为 ⁠； ③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为 ⁠； ④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略 不计。 零　 引力　 斥力　 (3)分子力与分子间距离的关系图线(如图所示) 由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知： 二、温度和物体的内能 1. 温度 两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表 征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统 都具有相同的 ⁠。 2. 两种温标 摄氏温标和热力学温标。 关系：T＝ ⁠。 温度　 t＋273.15 K　 3. 分子的动能和平均动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能。 (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值， ⁠ 是分子热运动的平均动能的标志。 (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 温度　 4. 分子的势能 (1)由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定 的能，即分子势能。 (2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情 况；宏观上——决定于物体的 ⁠和状态。 体积　 5. 物体的内能 (1)物体的内能等于物体中所有分子的热运动 与 ⁠的 总和，是状态量。 (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的 和 ⁠决定。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小 ⁠。 动能　 分子势能　 温度　 体积　 无关　 三、固体和液体 1. 固体 固体通常可分为晶体和非晶体，其结构和性质见下表： 项目 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 ⁠ 不规则 熔点 确定 不确定 　 规则　 项目 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 物理 性质 各向 ⁠ 各向 ⁠ 微观 结构 组成晶体的物质微粒有 ⁠地、周期性地在空间排列 [注意]　多晶体中每个小晶体间的排列 无规则 无规则 异性　 同性　 规则　 (1)液体的表面张力 ①作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积 ⁠的趋势。 ②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线 ⁠。 ③大小：液体的温度越高，表面张力 ⁠；液体中溶有杂质时，表 面张力 ；液体的密度越大，表面张力 ⁠。 最小　 垂直　 越小　 变小　 越大　 2. 液体 (2)毛细现象：指浸润液体在细管中 ⁠的现象，以及不浸润液体在 细管中 ⁠的现象。毛细管越细，毛细现象越明显。 (3)液晶 ①液晶分子既保持排列有序而显示各向 ⁠，又可以自由移动，保 持了液体的 ⁠。 ②液晶分子的位置无序使它像 ，排列有序使它像 ⁠。 ③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则 是 ⁠的。 上升　 下降　 异性　 流动性　 液体　 晶体　 杂乱无章　 二 核心知识　典例研析 考点一　微观量的估算问题 能力考点 1. 估算分子直径时的两种分子模型(固体和液体) (1)球体模型：把分子看成小球，分子直径d＝ 。 (2)立方体模型：把分子看成小立方体，分子大小d＝。 [特别提醒]　对于气体： (1)V0不是一个气体分子的体积，而是一个气体分子平均占有空间的 体积。 (2)利用d＝计算出的d不是气体分子直径，而是气体分子间的平 均距离。 2. 常用宏观量与微观量的关系 (1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。 (2)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量M、摩尔体积 Vmol、物质的量n等。 (3)关系 ①一个分子的质量：m0＝＝。 ②一个分子的体积：V0＝＝(估算固体、液体分子的体积或气体 分子平均所占空间体积)。 ③物体所含的分子数：N＝n·NA＝·NA＝·NA。 [特别提醒]　阿伏加德罗常数NA是联系宏观量与微观量的“桥梁”。 考向1　微观量估算中的球体模型 [典例1]　浙江大学高分子系课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了 目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种固态材料 密度仅为空气密度的，设气凝胶的密度为ρ(kg/m3)，摩尔质量为 M(kg/mol)，阿伏加德罗常数为NA，则下列说法不正确的是(　D　) D A. a千克气凝胶所含分子数为N＝NA B. 气凝胶的摩尔体积为Vmol＝ C. 每个气凝胶分子的体积为V0＝ D. 每个气凝胶分子的直径为d＝ a千克气凝胶的摩尔数为，所含分子数为N＝NA，选项A正确，不符 合题意；气凝胶的摩尔体积为Vmol＝，选项B正确，不符合题意；每个 气凝胶分子的体积为V0＝＝，选项C正确，不符合题意；根据 V0＝πd3得每个气凝胶分子的直径为d＝，选项D错误，符合题意。 考向2　微观量估算中的立方体模型 [典例2]　轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一 定强度的碰撞时，叠氮化钠(亦称“三氮化钠”，化学式NaN3)受撞击完 全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V＝56 L，气囊中氮气的密度ρ＝1.25 kg/m3，已知氮气的摩尔质量M＝28 g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1，请估算：(结果均保留一位 有效数字) (1)一个氮气分子的质量m； 答案：(1)5×10－26 kg (1)一个氮气分子的质量m＝ 解得m≈5×10－26 kg。 (2)气囊中氮气分子的总个数N； 答案：(2)2×1024 (2)设气囊内氮气的物质的量为n，则有n＝ 又N＝nNA，联立解得N≈2×1024。 (3)气囊中氮气分子间的平均距离r。 答案：(3)3×10－9 m (3)气体分子间距较大，可以认为每个分子占据一个棱长为r'的立方体， 则有r'3＝ 解得r'≈3×10－9 m 即气囊中氮气分子间的平均距离r＝r'＝3×10－9 m。 考点二　对扩散现象、布朗运动与分子热运动的理解 基础考点 1. 对布朗运动的理解 (1)研究对象：悬浮在液体或气体中的微粒； (2)运动特点：无规则、永不停息； (3)影响因素：微粒大小、温度； (4)物理意义：反映了液体或气体分子做永不停息的无规则的热运动。 2. 扩散现象、布朗运动与热运动的比较 名称 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体 分子 固体微粒 分子 区别 是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 是比分子大得多的微粒的运动，只能在液体、气体中发生 是分子的运动， 不能通过光学显 微镜直接观察到 名称 扩散现象 布朗运动 热运动 共同点 (1)都是无规则运动 (2)都随温度的升高而更加剧烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规 则的热运动 [注意]　(1)扩散现象直接反映了分子的无规则运动，布朗运动不是分子 的运动，间接反映了液体分子的无规则运动。 (2)一缕阳光射入教室内，我们看到的教室内尘埃的上下流动不是布朗运 动，做布朗运动的颗粒直径大约在10－6 m，人直接用肉眼是看不见的。 考向1　布朗运动的特点及应用 [典例3]　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介质中做布朗运动。下列说法正 确的是(　D　) A. 布朗运动是气体介质分子的无规则运动 B. 在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越明显 C. 在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D. 在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越明显 D 布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则 运动，可以间接反映气体分子的无规则运动；颗粒越小，气体分子对颗 粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越明显，故A、B错误。在布朗 运动中，颗粒本身并不是分子，而是由很多分子组成的，所以颗粒无规 则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误。在布朗运动中， 环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度 越剧烈，布朗运动越明显，故D正确。 考向2　分子热运动的特点及应用 [典例4]　以下关于热运动的说法正确的是(　C　) A. 水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B. 水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C. 水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D. 水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大 C 水流的速度是机械运动的速度，不同于水分子无规则热运动的速度，A 项错误；分子在永不停息地做无规则运动，B项错误；温度是分子平均 动能的标志，温度越高，分子的热运动越剧烈，C项正确；水的温度升 高，水分子的平均动能增大，即水分子的平均运动速率增大，但不是每 一个水分子的运动速率都增大，D项错误。 考点三　对分子力、分子势能、温度与内能的理解 能力考点 1. 分子力与分子势能的比较 分子力F 分子势能Ep 图像 随分子间距离 的变化情况 r＜r0 F随r增大而减小，表 现为斥力 r增大，F做正功，Ep减小 分子力F 分子势能Ep 随分 子间 距离 的变 化情 况 r＞r0 r增大，F先增大后减 小，表现为引力 r增大，F做负功，Ep增大 r＝r0 F引＝F斥，F＝0 Ep最小，但不为零 r＞10r0 引力和斥力都很微 弱，F＝0 Ep＝0 2. 判断分子势能变化的“两法” 方法一：利用分子力做功判断，分子力做正功，分子势能减小；分子力 做负功，分子势能增加。 方法二：利用分子势能Ep与分子间距离r的关系图像判断，如图所示。 要注意此图像和分子力与分子间距离的关系图像形状虽然相似，但意义 不同，不要混淆。 3. 分析物体内能问题的五点提醒 (1)内能是对物体的大量分子而言的，对于单个分子的内能没有意义。 (2)决定内能大小的因素为物质的量、温度和体积。 (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，相同温度的任何物体，分子的平均动能 都相同。 (5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关。 任何物体都具有内能，恒不为零。 4. 分子动能、分子势能、内能、机械能的比较 分子动能 分子势能 内能 机械能 定 义 分子无规则运动的动能 由分子间相对 位置决定的势 能 所有分子的热运动动能和分子势能的总和 物体的动能、重力势能和弹性势能的总和 决定因素 温度(决定 分子平均动能) 分子间距 温度、体积、物质的量 跟宏观运动状 态、参考系和参考平面的选取有关 分子动能 分子势能 内能 机械能 量值 恒不为零 可以为零 任何物体都具有内 能，恒不为零 可以为零 说明 温度、内能等物理量只对大量分子才有意义，对单个或少量分 子没有实际意义；在一定条件下内能和机械能可以相互转化 [典例5]　关于内能，下列说法正确的是(　C　) A. 1克100 ℃的水的内能等于1克100 ℃的水蒸气的内能 B. 质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等 C. 内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相等 D. 一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大 C 1克100 ℃ 的水需要吸收热量才能变为1克100 ℃的水蒸气，故1克100 ℃ 的水的内能小于1克100 ℃的水蒸气的内能，选项A错误；物体的内能与 物质的量、温度、体积等因素有关，质量、温度、体积都相等的物体其 物质的量不一定相等，内能不一定相等，选项B错误；内能不同的物 体，其温度可能相等，它们分子热运动的平均动能可能相等，选项C正 确；一个木块被举高，木块的重力势能增大，但木块的分子间距不变， 组成该木块的所有分子的分子势能不变，选项D错误。 A. 分子间距离大于r0时，分子间表现为斥力 B. 分子从无限远靠近到距离r0处的过程中分子势能变大 C. 分子势能在r0处最小 D. 分子间距离在小于r0且减小时，分子势能在减小 [典例6]　(2023·海南卷)如图为两分子靠近过程中的示意图，r0为分子间 平衡距离。下列关于分子力和分子势能的说法正确的是(　C　) C 分子间距离大于r0时，分子间表现为引力，A错；分子从无限远靠近 到距离为r0的过程，分子力表现为引力，分子力做正功，分子势能 变小，B错；分子间距离从r0减小的过程，分子力表现为斥力，分子 力做负功，分子势能变大，结合B项分析可知，分子势能在r0处最 小，C对，D错。 考点四　对固体、液体性质的理解 基础考点 1. 对晶体和非晶体的理解 (1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。 (2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。 (3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。 (4)单晶体具有天然规则的几何外形，而多晶体和非晶体没有天然规则的 几何外形，所以不能从形状上区分晶体与非晶体。 (5)晶体和非晶体不是绝对的，在某些条件下可以相互转化。 (6)液晶既不是晶体也不是液体。 2. 对液体表面张力的理解 (1)形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作 用力表现为引力。 (2)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。 (3)表面张力的效果：使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最 小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小。 A. 甲一定是单晶体 B. 乙可能是金属薄片 C. 丙在一定条件下可能转化成乙 D. 甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的 [典例7]　在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄 片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、 丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下 列说法中正确的是(　C　) C 由于单晶体是各向异性的，石蜡熔化区域形状是椭圆形的应该是单晶 体，而非晶体和多晶体是各向同性的，则石蜡熔化区域的形状是圆形， 因此丙是单晶体，根据温度随加热时间变化关系图像可知，甲是多晶 体，乙是非晶体，金属属于晶体，故乙不可能是金属薄片，故A、B错 误；一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；甲和丙都是 晶体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误。 方法技巧 判断晶体与非晶体、单晶体与多晶体的方法 1. 区分晶体与非晶体的方法：看其有无确定的熔点，晶体具有确定的 熔点，而非晶体没有确定的熔化温度。仅从各向同性或者几何形状不 能判断某一固体是晶体还是非晶体。 2. 区分单晶体与多晶体的方法：看其是否具有各向异性，单晶体某些 物理性质表现出各向异性，而多晶体表现出各向同性。 [典例8]　关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是(　B　) A. 甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B. 乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的 结果 C. 丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D. 丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润 B 因为液体表面张力的存在，水黾才能在水面上行走自如，故A错误；将 棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果，故B 正确；液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故 C错误；从题图丁中可以看出酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润 (不浸润液滴会因为表面张力呈球形)，故D错误。 三 分层训练　巩固提高 【A级　夯实基础】 1. (多选)若以μ表示水的摩尔质量，V表示在标准状况下水蒸气的摩尔体 积，ρ表示在标准状况下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m0、 V0分别表示每个水分子的质量和体积，则下列关系式中正确的有 (　ACD　) A. NA＝ B. ρ＝ C. ρ＜ D. m0＝ ACD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由于μ＝ρV，则NA＝＝，变形得m0＝，故A、D正确；由于水蒸 气中水分子之间有空隙，所以NAV0＜V，则水蒸气的密度为 ρ＝＜，故B错误，C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2. (多选)(2024·广东江门模拟)关于分子动理论，下列说法中正确的是 (　AB　) A. 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液 体分子运动的无规则性 B. 在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素 C. 当分子间的引力大于斥力时，宏观物体呈现固态；当分子间的引力小 于斥力时，宏观物体呈现气态 D. 随着分子间距离的增大，分子间的相互作用力一定先减小后增大 AB 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 墨水中小炭粒的无规则运动是因为大量水分子对它的无规则撞击的作用 力不平衡导致的，这反映了液体分子运动的无规则性，A正确；温度越 高，分子无规则运动的剧烈程度越大，因此在真空、高温条件下可以利 用分子扩散向半导体材料掺入其他元素，B正确；气态的物体其引力大 于斥力，但物态并不是只由分子间作用力所决定的，C错误；分子间相 互作用力随分子间距离的变化如图所示，当分子间 距离从小于r0处开始增大，分子间的相互作用力先 减小为零后反向增大再减小，再具体的变化情况需 指明距离的变化区间，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 3. (多选)关于液体表面张力和液体的浸润与不浸润现象，下列说法正确 的是(　AD　) A. 把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，这是由于存在表面张力 B. 当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，从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 C. 液体表面张力是分子力作用的表现，浸润现象不是分子力作用的表现 D. 熔化的玻璃表面分子间的作用力表现为引力，此引力使玻璃表面绷紧 AD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面，是因为“液体的表面张力”， 该力是分子力的宏观表现，故A正确。在垂直于玻璃板方向很难将夹有 水膜的玻璃板拉开，是大气压的作用，而非水膜的张力，故B错误。液 体表面张力和浸润现象都是分子力作用的表现，故C错误。液体表面张 力是液体表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部 大，分子力表现为引力的结果，液体的表面张力使液面具有收缩到液面 表面积最小的趋势，所以熔化的玻璃表面分子间的作用力表现为引力， 此引力使玻璃表面绷紧，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 4. 下列各组物理量中，可以估算出一定体积气体中分子间的平均距离的 是(　C　) A. 该气体的密度、体积和摩尔质量 B. 阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量 C. 阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度 D. 阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 已知该气体的密度、体积和摩尔质量，可以得到摩尔体积，但缺少阿伏 加德罗常数，无法计算分子间的平均距离，故A错误；知道该气体的摩 尔质量和质量，可得到物质的量，又知道阿伏加德罗常数，可计算出分 子数，但不知道体积，无法计算分子间的平均距离，故B错误；知道阿 伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度，由摩尔质量和密度可以得到 摩尔体积，除以阿伏加德罗常数得到每个气体分子平均占有的体积，用 正方体模型得到边长，即分子间的平均距离，故C正确；阿伏加德罗常 数、该气体的质量和体积已知，可以得到密度，但不知道摩尔质量，无 法得到摩尔体积，进而无法计算分子间的平均距离，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 5. (多选)PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘 浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后对人体造成危 害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因。下列关于PM2.5的 说法中正确的是(　BD　) A. PM2.5的尺寸与空气中氧分子尺寸的数量级相当 B. PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C. 温度越低，PM2.5运动越剧烈 D. 倡导低碳生活、减少煤和石油等燃料的使用能有效减小PM2.5在空气 中的浓度 BD 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 PM2.5的直径等于或小于2.5微米，而空气中氧分子尺寸的数量级为 10－10 m，故两者大小不相当，选项A错误；PM2.5在空气中的运动属于布朗运动，选项B正确；温度越高，PM2.5运动越剧烈，选项C错误；倡导低 碳生活、减少煤和石油等燃料的使用，能有效减小PM2.5在空气中的浓 度，选项D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 6. 为了减少某病毒传播，人们使用乙醇喷雾消毒液和免洗洗手液消毒， 两者的主要成分都是酒精，则下列说法正确的是(　A　) A. 使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液体分子扩散到 了空气中 B. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，与分子运动无关 C. 在房间内喷洒乙醇消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子做布 朗运动的结果 D. 使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体的 过程中，分子间距不变 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 因为一切物质的分子都在不停地做无规则运动，所以使用免洗洗手液 后，手部很快就干爽了，这是扩散现象，故A正确；在房间内喷洒乙醇 消毒液后，会闻到淡淡的酒味，这是酒精分子扩散的结果，证明了酒精 分子在不停地做无规则运动，酒精分子的运动不是布朗运动，布朗运动 是固体微粒的运动，故B、C错误；洗手液中的酒精由液体变为同温度 的气体的过程中，温度不变，分子平均动能不变，但是分子之间的距离 变大，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 7. “天宫课堂”中，航天员将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两 个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水 桥”，如图甲所示，为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。 “水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子 间距r的关系如图乙，则下列说法正确的是(　D　) A. 能总体反映该表面层中的水分子之间相互作用的是B位置 B. “水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏小 C. “水桥”表面层中水分子距离与其内部水分子相比偏小 D. 航天员放开双手两板吸引到一起，该过程分子力做正功 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 在“水桥”内部，分子间的距离在r0左右，分子力约为零，而在“水 桥”表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用 表现为相互吸引，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映该表面层 中的水分子之间相互作用的是C位置，故A、C错误；分子间距离从大于 r0减小到r0左右的过程中，分子力表现为引力，做正功，则分子势能减 小，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子相比 偏大，故B错误；航天员放开双手，“水桥”在表面张力作用下收缩， 而“水桥”与玻璃板接触面的水分子对玻璃板有吸引力作用，在两玻璃 板靠近过程中分子力做正功，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8. (2024·广东珠海模拟)如图所示的甲、乙两幅图像分别表示两分子间的 作用力、分子势能与两分子间距离的关系，假定两个分子的距离为无穷 远时它们的分子势能为0，当分子间距r＞r0，随着r的增大，F先增大后 减小，Ep (选填“增大”“减小”或“不变”)；当分子间距r＜ r0，随着r的减小，F增大，Ep (选填“增大”“减小”或“不 变”)。 增大 增大 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 当分子间距r＞r0，随着r的增大，F先增大后减小，Ep一直增大；当分子 间距r＜r0，随着r的减小，F增大，Ep增大。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 【B级　能力提升】 9. 某潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3 kg/m3和2.1 kg/m3， 空气的摩尔质量为0.029 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023 mol－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约为(　B　) A. 3×1021 B. 3×1022 C. 3×1023 D. 3×1024 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为ρ海和ρ岸，一次吸入 空气的体积为V，在海底和在岸上分别吸入的空气分子个数为n海和n岸， 则有n海＝，n岸＝，多吸入的空气分子个数为Δn＝n海－n岸， 代入数据得Δn≈3×1022个，故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 10. (多选)如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴 上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两 分子间的作用力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中 两条曲线所示，设两分子间距离很远时Ep＝0。现把乙分子从r4处由静止 释放，下列说法中正确的是(　AC　) AC A. 虚线为Ep－r图线、实线为F－r图线 B. 当分子间距离r＜r2时，甲、乙两分子间只有斥力，且 斥力随r减小而增大 C. 乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从 r2到r1做加速度增大的减速运动 D. 乙分子从r4到r2的过程中，分子势能先增大后减小，在 r1位置时分子势能最小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由于分子间的距离等于平衡位置的距离时，分子力为零，分子势能最小，所以虚线为分子势能图线(Ep－r图线)，实线为分子间作用力图线 (F－r图线)，选项A正确；由于分子是由带正电荷的原子核和带负电荷的电子组成，所以无论两个分子之间的距离多大，分子之间既存在斥力，又存在引力，选项B错误；乙分子从r4到r2所受的分子力(表现为引力)先增大后减小，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度先增大后减小的加速运动，乙分子从r2到r1所受的分子力(表现为斥力)一直增大，根据牛顿第二定律，乙分子做加速度增大的减速运动，选项C正确；根据分子势能图线可知，乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，选项D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 11. 两个分子M、N，固定M，将N由静止释放，N仅在分子间作用力作用 下远离M，其速度和位移的图像如图所示，则(　C　) A. N由x＝0到x＝x2过程中，M、N间作用力先表现为引力 后表现为斥力 B. N由x＝x1到x＝x2过程中，N的加速度一直减小 C. N由x＝0到x＝x2过程中，M、N系统的分子势能先减小后增大 D. 在x＝x1时，M、N间的作用力最大 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 由题图可知，在x＝x1处N分子的动能最大，则分子间作用力做功最多， 分子势能最小，则x＝x1处为平衡位置，此时分子间作用力为零，当 x＜x1时，分子间作用力表现为斥力，x＞x1时，分子间作用力表现为引力。N由x＝0到x＝x2过程中，M、N间作用力先表现为斥力后表现为引力，在x＝x1时，M、N间的作用力为零，A、D错误；由于x＝x1处为平衡位置，则根据F－x图像可知，x1相当于F－x图像的c点，则由x＝x1到x＝x2 过程中，N所受的分子力F可能先增大后减小，则加速度可能先增大后 减小，B错误；N由x＝0到x＝x2过程中，分子动能先增大后减小，即分 子力对N先做正功后做负功，所以M、N系统的分子势能先减小后增大， C正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 12. 公共场所禁止吸烟，因为被动吸烟比主动吸烟害处更大。在标准状 况下空气的摩尔体积为22.4 L/mol，若在标准状况下，一个人在一个高 约2.8 m、面积约10 m2的办公室内吸了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体 300 cm3，一根烟大约吸10次)，假设吸烟者每次吸入的空气都是未被污 染的空气，则： (1)估算被污染的空气分子间的平均距离。 答案：(1)7×10－8 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (1)吸烟者抽一根烟吸入气体的总体积为10×300 cm3，含有空气分 子数为N＝×6.02×1023个≈8.1×1022个 办公室单位体积空间内含被污染的空气分子数为 N'＝个/m3≈2.9×1021个/m3 每个污染的空气分子所占体积为V＝ m3 所以平均距离为L＝≈7×10－8 m。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 (2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入多少个被污染过的空气分子？ 答案： (2)8.7×1017个 (2)被动吸烟者一次吸入被污染的空气分子数为 2.9×1021×300×10－6个＝8.7×1017个。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 $$