第1章 1.分子动理论的基本内容-【名师导航】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册同步讲义(人教版)

1．分子动理论的基本内容 1．知道物体是由大量分子组成的。 2．通过实验了解扩散现象，观察并能解释布朗运动。知道扩散现象在实际中的应用。 3．知道决定热运动激烈程度的因素。 4．知道分子间存在空隙、分子间的作用力的变化规律，了解分子间的作用力是电磁力。 5．知道分子动理论的基本内容。 　物体是由大量分子组成的 1．物体是由大量分子组成的，在热学中，把组成物体的微粒统称为分子。 2．阿伏加德罗常数：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示。阿伏加德罗常数通常可取NA＝6.02×1023 mol-1，在粗略计算中可取NA＝6.0×1023 mol-1。 3．多数分子大小的数量级为10-10m。 如果我们把地球的大小与一个苹果的大小相比，那就相当于将直径为1 cm的球与分子相比。试估算一下分子的大小。 【问题】 (1)你知道自己喝一口水，大约喝掉多少个水分子吗？ (2)如果水分子是一个个球体模型，忽略分子间空隙，你知道水分子的直径吗？ 提示：(1)估测人喝一口水的质量，根据质量与摩尔质量，计算出物质的量，再根据1 mol任何物质的微粒数是6.02×1023，可计算出人喝一口水大约喝掉的水分子个数。 (2)由水的密度与摩尔质量求出摩尔体积，根据阿伏加德罗常数，求出一个水分子的体积，再利用球的体积公式求出一个水分子的直径。 1．阿伏加德罗常数在估算中的桥梁和纽带作用 (1)微观量：分子质量m0，分子体积(或气体分子所占的空间)V0，分子直径(或气体分子间的平均距离)d。 (2)宏观量：物质的质量m、体积V、密度ρ、摩尔质量M、摩尔体积Vm。 (3)桥梁作用：如图所示。 其中密度ρ＝＝，但要切记对于单个分子，ρ＝是没有物理意义的。 2．估算中常用的关系式 (1)分子的质量：m0＝。 (2)分子的体积(或气体分子所占的空间)： ①对固体和液体，因为分子间距很小，可认为分子紧密排列，摩尔体积Vm＝NAV0，则单个分子的体积V0＝＝。 ②对气体，因分子间距比较大，故V0＝表示每个分子所占有的空间，其密度ρ＝＝，但要切记ρ＝是没有物理意义的，NA＝只适用于固体和液体。 3．微观量与宏观量的关系 (1)分子质量：m0＝＝。 (2)分子体积：V0＝＝(适用于固体和液体)。 (对于气体，V0表示每个气体分子所占空间的体积) (3)物质所含的分子数：N＝nNA＝NA＝NA。 4．分子的两种模型 分子模型 意义 分子大小 图例 球体模型 固体和液体可看成是一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙 d＝ 立方体模型 气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是平均每个分子占有的活动空间，这时忽略空气分子的大小 d＝ 提醒：不论是哪种模型都是一种理想化模型。固体、液体一般选用球体模型处理问题，在计算气体分子间的距离时一般选用立方体模型，但在讨论气体分子运动时又可以把气体分子看作弹性小球处理。在计算分子直径时选用的模型不同，计算的结果可能不同，但一般分子直径的数量级都是10-10 m。 【典例1】　(2022·江苏常州高二期末)如图所示为食盐晶体结构中钠离子和氯离子的空间分布的示意图，图中相邻离子的中心用线连起来，组成了一个个体积相等的立方体。已知食盐的密度为ρ，食盐的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则食盐晶体中两个最近的钠离子中心间的距离为(　　) A．2·　　　　　　 B．· C．2· D．· D　[1 mol食盐的体积为V＝，由题可知1 mol食盐所含离子的个数为2NA，所以每个离子所占据空间的体积为V′＝，每个小立方体的边长为a＝＝，则两个最近的钠离子中心间的距离为d＝a＝·，故选D。] [跟进训练] 1．(多选)某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为Vmol，密度为ρ，每个气体分子的质量和体积分别为m0和V0，则阿伏加德罗常数NA不可表示为(　　) A．NA＝ B．NA＝ C．NA＝ D．NA＝ CD　[对于气体来说，表示一个气体分子平均占据的空间，不表示气体分子的体积，所以选项C的表达式是错误的；选项D中，ρV0不是一个气体分子的质量，所以选项D的表达式是错误的。] 　分子热运动 1．扩散 (1)扩散：不同的物质能够彼此进入对方的现象。 (2)产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。 (3)发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。 (4)意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。 (5)规律：温度越高，扩散现象越明显。 (6)应用：生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，在高温条件下通过分子的扩散来完成。 提醒：(1)扩散现象不受重力影响，不是外界作用引起的。(2)气体、液体、固体均能发生扩散现象(气体最明显)。 2．布朗运动 (1)概念：把悬浮微粒的无规则运动叫作布朗运动。 (2)产生的原因：大量液体分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡造成的。 (3)布朗运动的特点：永不停息、无规则。 (4)影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。 (5)意义：布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。 3．热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动。 (2)宏观表现：扩散现象和布朗运动。 (3)特点 ①永不停息。 ②运动无规则。 ③温度越高，分子的热运动越剧烈。 冬天很多地方易出现雾霾天气，如图所示。 雾霾极大地影响了人们的视线，给交通带来不便。 【问题】 (1)你知道霾的小颗粒在做什么运动吗？ (2)这种运动与小颗粒大小有关吗？ (3)这种运动与温度有关吗？ 提示：(1)霾的小颗粒做布朗运动。 (2)颗粒越小，布朗运动越明显。 (3)温度越高，布朗运动越明显。 1．对扩散的理解 (1)影响扩散现象明显程度的因素 ①物态 Ⅰ.气态物质的扩散最快，现象最显著。 Ⅱ.固态物质的扩散最慢，短时间内现象非常不明显。 Ⅲ.液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间。 ②温度：其他条件一定的前提下，扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。 ③浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著。 (2)分子运动的两个特点 ①永不停息：分子每时每刻都在运动。 ②无规则：单个分子的运动无规则，但大量分子的运动又具有规律性，总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动。 2．布朗运动 (1)无规则性 悬浮微粒体积较小，其受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因。由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的。 (2)影响因素 ①微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。 ②温度越高，布朗运动越激烈：温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈。 (3)实质 布朗运动不是分子的运动，而是悬浮微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。 3．布朗运动和热运动的比较 比较对象 布朗运动 热运动 不 同 点 研究 对象 悬浮于液体或气体中的微粒(由大量分子组成) 分子 观察难 易程度 可以在显微镜下看到，肉眼看不到 一般显微镜下看不到 相同点 ①无规则；②永不停息；③温度越高越剧烈 联系 周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了液体(气体)分子的热运动 【典例2】　(2022·江苏徐州期中考试)如图描绘的是一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情境。关于布朗运动，下列说法正确的是(　　) A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．液体温度越低，布朗运动越剧烈 C．悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 D．悬浮微粒做布朗运动是液体分子的无规则撞击造成的 D　[布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，A错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，B错误；悬浮微粒越小，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显，C错误；悬浮微粒做布朗运动是液体分子的无规则撞击造成的，D正确。] 　布朗运动的三点提醒 (1)能做布朗运动的都是固体微粒，肉眼看不见，必须借助于显微镜。肉眼看见的微粒运动一定不是布朗运动。 (2)布朗运动反映了液体分子或气体分子运动的无规则性，不是反映了固体微粒内部分子运动的无规则性。 (3)在布朗运动的实验中，记录的折线不是微粒的运动轨迹，也不是周围液体分子的运动轨迹。 [跟进训练] 2．(多选)下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是(　　) A．布朗运动和扩散现象都可以在气体、液体和固体中发生 B．布朗运动和扩散现象都是分子的运动 C．布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D．布朗运动和扩散现象都是永不停息的 CD　[正确理解扩散现象和布朗运动现象发生的机理。(1)布朗运动与扩散现象的研究对象不同：布朗运动的研究对象是固体微粒，而扩散现象研究的是分子的运动。(2)布朗运动与扩散现象条件不一样：布朗运动只能在气体、液体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。(3)布朗运动与扩散现象的共同点是两者都是永不停息的，并且温度越高越明显。] 3．小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动，得到某个观测记录如图。图中记录的是(　　) A．分子无规则运动的情况 B．某个粉笔末做布朗运动的轨迹 C．某个粉笔末做布朗运动的速度—时间图线 D．按等时间间隔依次记录的某个粉笔末位置的连线 D　[在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动，得到某个观测记录，题图中的折线记录的是粉笔末在不同时刻的位置的连线，不是分子无规则运动的情况，也不是某个粉笔末的轨迹，更不是某个粉笔末做布朗运动的速度—时间图线，D正确，A、B、C错误。故选D。] 　分子间的作用力 1．分子间有空隙 (1)气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。 (2)水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。 (3)压在一起的金块和铅块，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子间也存在着空隙。 2．分子间作用力 (1)当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。 (2)当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。 提醒：分子间的作用力指的是分子间相互作用的引力和斥力的合力。 把一块洗干净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平接触水面，如图所示。 【问题】 (1)要想使玻璃板离开水面，所用的拉力比其重力大，还是相等？ (2)当两物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力吗？ 提示：(1)大于重力。在玻璃板被提起时，要受到水面上的水分子的引力，所以拉力要大于玻璃板的重力。 (2)不是。虽然两物体紧靠在一起，但绝大部分分子间距离仍很大，远达不到分子间斥力起作用的距离，也远达不到分子间引力起作用的距离，所以不会粘在一起。 1．分子力与分子间距离变化的关系 (1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10-10 m)的位置。 (2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快。 (3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型 分子力F随分 子间距离r的 变化关系图像 分子间距离　 分子力 分子力模型(小球—弹簧模型，其中弹簧的劲度系数是变化的) r＝r0 零 r<r0 表现为斥力， 且分子力随 分子间距的 增大而减小 r>r0 表现为引力， 且分子力随 分子间距的 增大，先增大 后减小 提醒：分子间相互作用的引力和斥力都是随分子间距离的变化而单调变化，而分子力(引力与斥力的合力)随分子间距离的变化是非单调的。 【典例3】　甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系图像如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则(　　) A．乙分子从a到b过程中，两分子间无分子斥力 B．乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先减小后增大 C．乙分子从a到c一直加速 D．乙分子从a到b加速，从b到c减速 C　[A错误：分子间的引力与斥力是同时存在的，从a到b过程中，引力大于斥力，整体表现为引力。B错误：从题图中可看出从a到c过程中，两分子间的分子力先增大后减小，整体表现为分子间的引力，故乙分子从a到c一直加速。C正确，D错误：从a到c过程中分子间表现为引力，所以一直做加速运动。] [跟进训练] 4．(多选)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为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10 m B．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 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．若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为引力 AD　[在F-r图像中，随着距离的增大，斥力比引力变化的快，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(10-10 m)时，引力等于斥力，即e点横坐标的数量级为10-10 m，故A正确，B错误；若两个分子间距离大于e点的横坐标，即大于r0，则分子间作用力表现为引力，故C错误，D正确。] 　分子动理论 1．内容：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着相互作用力。 2．由于分子热运动是无规则的，对于任何一个分子都具有偶然性，但对大量分子的整体而言，表现出规律性。 热学理论研究的两个分支 一方面是关于热现象的宏观理论，即热力学；另一方面是关于热现象的微观理论，即统计规律。前者研究热现象的一般规律，不涉及热现象的微观解释；后者从分子运动的角度研究宏观热现象的规律。 提醒：分子热运动是无规则的，所以对于任何一个分子而言，在每一时刻沿什么方向运动，以及运动的速率等都具有偶然性，但是对于大量分子的整体而言，它们的运动却表现出规律性。 【典例4】　分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法错误的是(　　) A．在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中掺入其他元素 C．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 D．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大 D　[布朗运动是固体颗粒在液体中的运动，反映的是液体分子的运动，故显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性，A说法正确；在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，利用提高温度来加快扩散过程，B说法正确；由于分子间存在斥力，因此水的体积很难被压缩，C说法正确；当r<r0时，分子力随分子距离的增大而减小，当r>r0时，随着分子间距离的增大，分子力先增大后减小，D说法错误。] 1．(多选)(2022·山东莒县高二期中)某种气体在标准状况下的密度为ρ，摩尔质量为M，每个分子的质量和体积分别为m和V0，阿伏加德罗常数为NA，则该状态下气体的体积为V时，分子个数为(　　) A. 　　　　 B． C. NA D． AC　[ρV为气体的质量，再除以每一个分子的质量m即为分子的个数，故A正确；气体分子间有较大的间距，故不能用V除以V0求分子的个数，故B错误；ρV除以摩尔质量M即为物质的量n，物质的量n乘阿伏加德罗常数NA为气体分子个数，故C正确；摩尔质量M除以密度ρ为摩尔体积，体积除以摩尔体积再乘以阿伏加德罗常数NA为分子个数，故D错误。] 2．(2022·重庆八中高二期中)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　) A．扩散现象是物质分子间存在斥力作用的结果 B．－2 ℃时水已经结为冰，水分子停止了热运动 C．两个分子间距离减小时，分子间引力和斥力都在增大 D．布朗运动虽不是分子运动，但是它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 C　[扩散现象是物质分子无规则运动产生的结果，选项A错误；只要未达到绝对零度，无论温度多低，分子的无规则运动都不会停止，选项B错误；两个分子间距离减小时，分子间引力和斥力都在增大，选项C正确；布朗运动虽不是分子运动，但是它证明了液体分子在做无规则运动，选项D错误。] 3．(多选)如图所示是做布朗运动的微粒的运动路线记录的放大图，以微粒在A点开始计时，每隔30 s记下微粒的一个位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则关于微粒在75 s末时的位置，以下叙述正确的是(　　) A．一定不在CD连线的中点 B．可能在CD连线靠近C点的位置 C．可能在CD连线上，但不一定是CD连线的中点 D．可能在CD连线以外的某点上 BCD　[布朗运动是无规则的运动，从微粒运动到A点开始计时，每隔30 s，记下微粒的一个位置，位置的连线并不是微粒运动的轨迹，所以在75 s末时，微粒所在位置不能在题图中确定，B、C、D正确。] 4．(多选)如图所示为两分子间作用力F与两分子间距离r的关系曲线，下列说法正确的是(　　) A．当r大于r1时，分子间作用力表现为引力 B．当r小于r2时，分子间作用力表现为斥力 C．当r等于r2时，分子间引力最大 D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的引力和斥力都在减小 AD　[A正确：根据F-r图线信息可知，当r>r1时，分子间作用力表现为引力。B错误：当r<r1时，分子间作用力表现为斥力，在r1与r2之间时，分子间作用力表现为引力。C错误：当r＝r2时，分子间作用力表现为引力的最大值，但分子间引力在小于r2时更大。D正确：在r由r1变到r2的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，合力表现为引力。] 回归本节知识，自我完成以下问题： 1．分子动理论的基本内容包含哪些内容？ 提示：①物体由大量分子组成。 ②分子在永不停息地做无规则运动。 ③分子间存在着相互作用力。 2．布朗运动和扩散现象有什么相同点？ 提示：都永不停息的做无规则运动，都随温度的升高而更加剧烈。 3．分子力为零有哪两种情况？ 提示：①r＝r0。②r>10r0。 壁虎脚下的秘密 许多年来，人们对壁虎能轻松“走壁”的秘诀一直众说纷纭，壁虎脚底的黏着力究竟是怎样产生的呢？很多人认为，壁虎能贴在光滑的天花板上，靠的是四只脚掌上神奇的吸盘，其实情况并非如此。最新的研究表明，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，利用的是最基本的物理学原理——分子作用力。 由于分子作用力过于微弱，通常没有人会注意到。比如，当我们把手贴在墙壁上时，也会产生分子作用力，但由于实际接触面积太小，人的手掌不会被吸附到墙壁上。而壁虎就不一样了，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400～1 000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离足够近，从而产生分子间引力。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，一根刚毛产生的力能提起一只蚂蚁，而一只壁虎如果同时使用全部刚毛，则能够提起125 kg的重物。 在壁虎脚趾微结构的启示下，科学家开始研制超级附着技术。例如，有人就模仿壁虎脚趾的微结构研制出一种柔韧的胶布，上面植入上百万根人工合成的、长度不足2 μm的绒毛，未来可用于无人探测器，增强其越野攀爬能力。 　壁虎能在光滑的天花板上行走，它脚底的力量是物理学中的哪种力？对人类有什么启示？ 提示：分子作用力；研制超级附着技术。 课时分层作业(一) 题组一　微观量的计算 1．纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景。已知1 nm＝1×10-9 m，边长为1 nm的立方体可容纳的液态氢分子(其直径约为10-10 m)的个数最接近下面的哪一个数值(　　) A．102　　　　 B．103 C．106 D．109 B　[纳米是长度的单位，1 nm＝1×10-9 m，即1 nm＝10×10-10 m，所以1 nm排列的分子个数接近于10个，则边长为1 nm的立方体可容纳的液态氢分子的个数接近103，B项正确。] 2．在标准状况下，水蒸气的摩尔体积是22.4×10-3 m3/mol，则水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的(水的摩尔体积为1.8×10-5 m3/mol，NA＝6.0×1023 mol-1)(　　) A．1倍 B．10倍 C．100倍 D．1 000倍 B　[水蒸气是气体，在标准状况下的摩尔体积是22.4×10-3 m3/mol，每个水蒸气分子所占体积(包括水蒸气分子和它周围空间的体积)V＝≈3.73×10-26 m3。把每个水蒸气分子和它所占空间看成一个小立方体，分子间距等于每个立方体的边长，即d＝≈3.34×10-9 m。水的摩尔体积Vmol′＝1.8×10-5 m3/mol，一个水分子的体积为，把水分子看成球形，其直径d0＝≈3.9×10-10 m。所以，水蒸气分子的平均间距约是水分子直径的10倍。] 题组二　分子热运动 3．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，对此现象说法正确的是(　　) A．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 B．属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的运动 C．属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 D．属于布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中 B　[属于扩散现象，是两种不同物质分子的热运动引起的，不是分子间的相互吸引，B正确，A、C、D错误。] 4．(多选)同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭，烤鸭的烤制过程没有添加任何调料，只是在烤制之前，把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间，盐就会进入肉里。则下列说法正确的是(　　) A．如果让腌制汤温度升高，盐分子进入鸭肉的速度就会加快 B．烤鸭的腌制过程说明分子之间有万有引力，把盐分子吸进鸭肉里 C．在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来 D．把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，将不会有盐分子进入鸭肉 AC　[因分子热运动的剧烈程度与温度有关，如果让腌制汤温度升高，盐分子进入鸭肉的速度就会加快，选项A正确；烤鸭的腌制过程与分子之间万有引力无关，选项B错误；分子在永不停息地做无规则运动，则在腌制汤中，有的盐分子进入鸭肉，有的盐分子从鸭肉里面出来，选项C正确；分子在永不停息地做无规则运动，则把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻，仍会有盐分子进入鸭肉，选项D错误。] 5．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中做布朗运动。关于气溶胶做的布朗运动，下列说法正确的是(　　) A．布朗运动是气溶胶分子的无规则运动 B．布朗运动反映了气体分子之间存在着斥力 C．悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显 D．当固态或液态颗粒很小时，能很长时间悬浮在气体中是因为气体浮力作用 C　[布朗运动是气溶胶颗粒的无规则运动，不是气溶胶分子的无规则运动，故A错误；布朗运动反映了气体分子运动的无规则性，故B错误；悬浮在气体中的颗粒越小，布朗运动越明显，故C正确；当固态或液态颗粒很小时，受到气体的浮力作用微乎其微，这些颗粒之所以能很长时间都悬浮在气体中是因为空气分子对它们的撞击作用，故D错误。] 题组三　分子间的作用力 6．(多选)下列现象可以说明分子间存在引力的是(　　) A．打湿了的两张纸很难分开 B．磁铁吸引附近的小铁钉 C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开 D．用电焊把两块铁焊在一起 ACD　[本题的关键是要理解分子间的引力必须是在分子间的距离小到一定程度时才能发生作用。纸被打湿后，水分子填充了两张纸之间的凹凸部分，使水分子与两张纸的分子距离接近到分子引力作用范围而发生作用，A正确；电焊也是使两块铁熔化后铁分子间距离达到引力作用范围而发生作用，D正确；木柴是固体，其分子间距离很近，要使木柴分开就必须用很大的力来克服大量木柴分子的引力，这也说明分子间存在引力，C正确；磁铁对小铁钉的吸引力在较大距离内都可发生，这是磁场力的作用，B错误。] 7．(多选)关于分子间的相互作用力，以下说法正确的是(　　) A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力 C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力 D．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力 BD　[分子间距离为r0时，分子间的引力等于斥力，分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着间距的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，C错误。] 8．在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比，将分子力为零时分子间的距离类比为弹簧原长，从分子间相互作用力跟分子间距离的关系图像(如图所示)来看，最能反映这种规律的是图中的(　　) A．ab段 B．bc段 C．de段 D．ef段 B　[由题图可知分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的变化而变化；分子间的距离减小，引力和斥力都会增大，其中在r0附近，分子力的变化近似为线性变化，即在bc段，分子间相互作用力跟分子间距离的关系图像与弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度的关系是相似的，故A、C、D错误，B正确。] 题组四　分子动理论 9．关于热学中的一些基础知识，下列说法正确的是(　　) A．物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元 B．宏观物体的温度是物体内分子热运动剧烈程度的标志 C．分子做永不停息的无规则运动(热运动)，布朗运动就是分子的热运动 D．分子间表现出来的斥力和引力都随着分子之间距离的增大而增大 B　[物体是由大量分子组成的，分子可再分为原子，故A错误；温度是物体内分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，故B正确；布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，故C错误；分子间合力表现出来的斥力随着分子之间距离的增大而减小，而分子间合力表现出来的引力随着分子之间的距离的增大不一定增大，故D错误。] 10．关于分子动理论，下列说法正确的是(　　) A．当物体温度升高时，其分子热运动的剧烈程度可能减小 B．当分子间距离减小时，分子间作用力可能增大 C．破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明分子间有斥力 D．用手捏面包，面包体积会缩小，这是分子间有空隙的缘故 B　[物体温度越高，其分子热运动剧烈程度越大，故A错误；当分子间的作用力表现为引力时，分子力随分子间距离的减小可能先增大后减小，也可能一直减小；当分子间的作用力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，故B正确；破碎的玻璃很难再“粘”在一起，是由于破碎的玻璃的分子间距离较大，不在分子力的作用范围内，分子力无法表现为引力，更无法表现为斥力，该现象不能说明分子间有斥力，C错误；用手捏面包，面包的体积会缩小，是由于在烤制面包的过程中，某些物质会生成气体，使得面包内存在大量空腔，用手去捏，会使这些空腔缩小，面包内空气被挤出，故D错误。] 11．(多选)某人用原子级显微镜观察高真空度的空间，发现有一对分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，如图所示，从而形成一个“类双星”体系，并且发现此“中心”离A分子较近，这两个分子间的距离用r表示。已知当r＝r0时两分子间的分子力为零。则在上述“类双星”体系中，A、B两分子间有(　　) A．间距r>r0 B．间距r<r0 C．A的质量大于B的质量 D．A的速率大于B的速率 AC　[分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，分子间引力提供向心力，故分子间距离r>r0；又F＝mω2r，v＝ωr，而它们的ω相同且rA<rB，所以有mA>mB、vA<vB，故A、C正确。] 12．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”，化学式为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。试估算(结果保留一位有效数字)： (1)一个氮气分子的质量m； (2)气囊中氮气分子的总个数N； (3)气囊中氮气分子间的平均距离r。 [解析]　(1)一个氮气分子的质量m＝，解得m≈5×10-26 kg。 (2)设气囊内氮气的物质的量为n，则有n＝，N＝nNA， 解得N≈2×1024个。 (3)气体分子间距离较大，可以认为每个分子占据一个边长为r的立方体，则有r3＝， 解得r≈3×10-9 m。 [答案]　(1)5×10-26 kg　(2)2×1024个　(3)3×10-9 m 13．(多选)某病毒的尺寸约为125 nm，主要通过飞沫传播和接触传播。飞沫是一种大于5 μm的颗粒，由于重力它在空气中一般会沉降下去，传播时间只有几十秒，距离只有1 m左右；飞沫在空气中长时间停留会逐渐失去水分，而剩下蛋白质和病原体组成的核，形成飞沫核，82%的飞沫核的大小都集中在0.74～2.12 μm。根据如图所示的口罩实测数据可以判定(　　) A．对于2 μm以上的微粒，医用外科口罩和N95/KN95口罩捕集效率基本相同 B．普通医用口罩对飞沫具有非常好的过滤效果，可以用于非病区的人流密集场所 C．纱布口罩对2.5 μm的微粒捕集效率为30%左右 D．医用外科口罩对不同大小的微粒的捕集效率均超过70% ABD　[由题图可知，对于2 μm以上的微粒，医用外科口罩和N95/KN95口罩捕集效率基本相同，均接近100%，A符合题意；普通医用口罩对飞沫具有非常好的过滤效果，可以用于非病区的人流密集场所，B符合题意；由题图可知，纱布口罩对2.5 μm的微粒捕集效率只有10%～20%，C不符合题意；由题图可知，医用外科口罩对不同大小的微粒的捕集效率均超过70%，D符合题意。] 1/21 学科网（北京）股份有限公司 $$