1.1 第2课时分子间的作用力(练案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程物理选择性必修第三册同步学习指导(人教版2019)

2025-04-16
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练案[2] 第一章  分子动理论 1.   [第2课时  分子间的作用力]                                  基础达标练 1.下列现象中不能说明分子间存在分子力的是(D ) A.两铅块能被压合在一起 B.钢绳不易被拉断 C.水不容易被压缩 D.空气容易被压缩 2.如图所示,两个接触面平滑的铅柱 压紧后悬挂起来,下面的铅柱不脱 落,主要原因是 (D ) A.铅分子做无规则运动 B.铅柱受到大气压力作用 C.铅柱间存在万有引力 D.铅柱间存在分子引力作用 3.分子间同时存在着引力和斥力,分 子力随分子间距离的变化规律如 图所示,当r = r0 时,分子间作用力 的合力为零。在两个分子间的距 离从r0增大到10r0的过程中,下列 说法正确的是 (C ) A.分子间的斥力减小,引力增大 B.分子间作用力的合力表现为斥力 C.分子间作用力的合力先增大后减小 D.分子间作用力的合力一直对分子做正功 4.分子间同时存在着引力和斥力,若分子间引力、斥力 随分子间距离r的变化规律分别为F引= bra、F斥= d rc ,则当分子力表现为斥力时,r必须满足 (A ) A. r < a - c b槡d B. r > a - c b槡d C. r > a - c b·槡 d D. r < a - c b·槡 d 5.关于分子间的相互作用力,下列说法中不正确的是 (A ) A.当分子间的距离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.分子力随分子间的距离r的变化而变化,当r > r0 时,分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小, 但斥力比引力减小得快,故分子力表现为引力 C.当分子间的距离r < r0时,分子间的引力和斥力都 随距离的减小而增大,但斥力增加得快,故分子力 表现为斥力 D.分子间距离大于10倍分子直径时,分子力可近似 为零 6.(2024·浙江高三模拟预测)如图所示,在2021年的 “天宫课堂”中,王亚平往水球中注入一个气泡,气泡 静止在水球中,此时 (B ) A.气泡受到浮力 B.气泡内气体在界面处对水产生压力 C.水与气泡界面处水分子间作用力表现为斥力 D.完全失重状态的水球内的水分子不会进入气泡中 7.(2023·山东日照高二期末)下列关于分子动理论的 说法,正确的是 (D ) A.固体、液体和气体中,都能发生布朗运动和扩散 现象 B.分子间的作用力是由原子核内核子之间的相互作 用引起的 C.用高倍的光学显微镜能够观察到物质表面原子的 排列 D.水和酒精混合后的总体积变小,表明液体分子间 存在着空隙 8.在弹簧的弹性限度内,弹力的大小跟弹簧伸长或缩 短的长度成正比。分子间相互作用力跟分子间距离 的关系图如图所示。请探究: (1)图中哪个地方表示的含义类似弹簧的自然长 度处? (2)哪一段最能反映类似弹簧的规律                                                                ? —135— 能力提升练 9.(多选)(2024·黑龙江哈尔滨三中高二下月考)下 面关于分子间作用力的说法中正确的有 (A ) A.铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在 引力 B.水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力 C.两个纯净的铅块压紧后合在一起,这一事实说明 铅块分子间存在引力 D.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在 引力 10.如图所示,纵坐标表示两个分子间力的大小,横坐 标表示两个分子间的距离,图中两条曲线分别是两 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(B ) 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,则分子力一直做 正功 11.(2024·广东东莞高二期中)如图所示,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中曲线所示。 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 (B ) A.乙分子由a到b做加速运动,由b到d做减速 运动 B.乙分子由a到c一直做加速运动,到达c时速度 最大 C.乙分子由a到c的过程中,加速度先减小,后 增大 D.乙分子由b到d的过程中,分子力增大,加速度 增大 12.(多选)在xOy坐标系中,分子甲固定在坐标原点, 分子乙可在x轴上运动,甲对乙的分子力F只与 甲、乙之间的距离x有关,在2. 2 × 10 -10 m≤x≤5. 0 ×10 -10 m范围内,F与x的关系图线如图所示。若 乙自P点由静止释放,且乙只受F的作用,下列说 法正确的是 (A ) A.乙从P到Q过程中一直加速 B.乙从P到R过程中一直加速 C.乙运动到Q点时将静止于Q点 D.乙将越过Q点,且在以后的运动过程中逐渐减 速,在R点减速最快 13.(多选)一般情况下,分子间同时存在分子引力和分 子斥力。若在外力作用下两分子的间距达到不能 再靠近时,固定甲分子不动,乙分子可自由移动,则 去掉外力后,当乙分子运动到很远时,速度为v,则 在乙分子的运动过程中(乙分子的质量为m),则下 列判断正确的是 (A ) A.乙分子的动能变化量为12 mv 2 B.分子力对乙分子做的功为12 mv 2 C.分子引力比分子斥力多做的功为12 mv 2 D.分子斥力比分子引力多做的功为12 mv                                                                      2 —136— [练案部分] 练案[1] 基础达标练 1. C  若油酸的摩尔质量为M,则一个油酸分子的质量m = MNA, 故A错误;由于油酸分子间隙小,所以分子的体积等于摩尔体 积与阿伏加德罗常数之比,则一个油酸分子的体积V = VmolNA = M ρNA ,故B错误;平均每个气体分子所占的空间V = M ρNA ,则气 体分子间平均距离d = 3 M ρN槡A,故C正确;某种气体的摩尔体 积为V,单位体积气体的物质的量为n = 1V ,则单位体积内含 有气体分子的个数n = NAV ,故D错误。 2. B  海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙,不是扩散;小苏打 揉进面团,是机械外力作用的结果;食糖溶于开水中,腊梅香 气释放是扩散现象。故B正确。 3. ABC  a克拉钻石的质量为0. 2a g,物质的量为0. 2a gM ,所含 分子数为0. 2a gM × NA,故A、B正确;钻石分子的体积为 M × 10 -3 ρNA (单位为m3),将固体分子看作球体,其体积V = 4 3 πR 3 = 43 π d( )2 3 = 16 πd 3,联立解得分子直径d = 3 6M × 10 -3 NAρ槡π (单位为m),故C正确;a克拉钻石的体积为 0. 2a × 10 -3 ρ (单位为m3),故D错误。 4. B  扩散现象是分子的无规则运动,布朗运动是微小颗粒的无 规则运动,故A错误;扩散现象能说明分子在做永不停息的运 动,布朗运动间接反映了分子运动的无规则性,故B正确;扩 散现象在气体、液体和固体中均能发生,故C错误;液体中的 悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,所受撞 击作用越均衡,布朗运动越不明显,故D错误。 5. C  单位体积的摩尔数为n = ρ μ ,则单位体积中所含的分子数 为N = n·NA = ρμ·NA,故C正确。 6. B  “破镜难圆”是由于分子间距较大,分子之间的相互作用 力较小,不能说明分子间没有相互作用力,故A错误;“送人 玫瑰,手有余香”手上留有香味分子,说明分子在不停地运动, 故B正确;“只闻其声,不见其人”说明声波在传播过程中可 以发生衍射,故C错误;在波的传播过程中介质中质点在平衡 位置附近做简谐振动,并不沿着波的传播方向迁移,故D 错误。 7. ABC  a kg气凝胶的摩尔数为n = aM,则a kg气凝胶所含有 的分子数为N = nNA = aNAM ,故A正确;气凝胶的摩尔体积为 Vmol = M ρ ,故B正确;1 mol气凝胶中包含NA 个分子,故每个 气凝胶分子的体积为V0 = MNAρ,故C正确;设每个气凝胶分子 的直径为d,则有V0 = 16 πd 3,解得d = 3 6M πNA槡ρ,故D错误。 8.(1) 3 6V πN槡A   (2)0. 106ρV NA 解析:(1)单个分子体积V0 = VNA V0 = 4 3 π 1 2( )d 3 则d = 3 6V πN槡A。(2)该钻石质量m = 530克拉= 0. 106 kg 则分子数n = mM NA = m ρV NA 则分子数n = 0. 106 ρV NA。 能力提升练 9. AD  1 kg铜所含的原子数N = 1M NA = NA M,故A正确;与A同 理,1 m3铜所含的原子数N = ρM NA = ρNA M ,故B错误;1个铜 原子的质量m0 = MNA,故C错误;1个铜原子的体积V0 = m0 ρ = M ρNA ,故D正确。 10. D  扩散现象可以在气体、液体、固体中发生,而布朗运动只 能在气体和液体中发生,故A错误;扩散现象直接反映了组 成物质的分子在永不停息地做无规则运动;布朗运动是小颗 粒受到的撞击力(由液体或气体分子的无规则运动产生)不 平衡引起的,间接证明了液体(或气体)分子在永不停息地做 无规则运动,故B错误;布朗运动不是水分子的运动,而是小 颗粒的运动,故C错误;温度越高,布朗运动越剧烈,故D 正确。 11. A  灯泡内氙气的质量m = ρV = 6 × 2 × 10 -6 kg = 1. 2 × 10 -5 kg,则灯泡内氙气的物质的量n = mM = 1. 2 × 10 -5 0. 13 mol = 9. 2 ×10 -5 mol,则灯泡中氙气分子个数为N = nNA≈6 × 1019个, 故A正确。 12.(1)ρVM NA   (2) 3 M ρN槡A 解析:(1)设氮气的物质的量为n,则n = ρVM 该气囊中氮气分子的总个数N = nNA = ρVM NA。 (2)每个氮气分子所占的空间V0 = VN 设氮气分子间的平均距离为d,则有V0 = d3 则该气囊中氮气分子间的平均距离d = 3 V槡N = 3 MρN槡A。 13.(1)3. 0 × 10 -26 kg  (2)1. 7 × 1024个 解析:(1)每个水分子的质量为m = MNA 代入数据解得m = 3. 0 × 10 -26 kg。 (2)1 秒钟内流出的水分子个数为N = ρVM NA = 1. 0 × 103 × 50 × 10 -6 1. 8 × 10 -2 × 6. 0 × 1023≈1. 7 × 1024个。 练案[2] 基础达标练 1. D  两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存 在引力;水不容易被压缩是因为水分子间距小,轻微压缩都会 使分子力表现为斥力,因此选项A、B、C都能说明分子间存在 分子力;空气容易被压缩是因为分子间距大,而不能说明分子 间存在分子力,因此选D。 2. D  挤压后的铅分子之间的距离在分子之间存在相互作用力 的距离范围内,故铅柱不脱落的主要原因是分子之间存在引 力作用,D正确,A、B、C错误                                                                   。 —217— 3. C  随着分子间距离的增大,分子间的斥力减小,引力也减小, 故A错误;根据题图可知,两个分子间的距离从r0 增大到 10r0的过程中,分子间作用力的合力表现为引力,且先增大后 减小,故B错误,C正确;两个分子间的距离从r0 增大到10r0 的过程中,分子间作用力表现为引力,对分子做负功。 4. A  当分子间距离为r0时,有F引= F斥,则有br0 a = d r0 c,得r0 a - c = bd ,即r0 = a - c b槡d ,由分子间作用力的变化规律可知,r < r0时,分子力表现为斥力,选项A正确。 5. A  当r = r0时,F斥力= F引力≠0,F = 0,故A错误;当r > r0时,引 力和斥力都随距离的增大而减小,且斥力减小得快,分子力表 现为引力,故B正确;当r < r0时,引力和斥力都随距离的减小 而增大,且斥力增加得快,分子力表现为斥力,故C正确;r = 10 r0时,引力和斥力都非常弱,分子力为零,故D正确。故 选A。 6. B  在失重状态下,气泡不会受到浮力,故A错误;在失重状 态下,气泡内气体在界面处存在压力差,所以对水产生压力, 故B正确;水与气泡界面处,水分子较为稀疏,水分子间作用 力表现为引力,故C错误;完全失重状态的水球内的水分子也 会因热运动进入气泡中,故D错误。 7. D  固体、液体和气体中都能发生扩散现象,液体和气体中都 能发生布朗运动,固体中不能发生布朗运动,故A错误;分子 间的作用力是由原子内部的带电粒子相互作用引起的,故B 错误;原子很小,用高倍的光学显微镜无法观察到物质表面原 子的排列,故C错误;水和酒精混合后的总体积变小,表明液 体分子间存在着空隙,故D正确。 8.(1)曲线与r轴的交点  (2)bc段 解析:(1)由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:当在r = r0 位置,分子 力表现为零,类似弹簧的自然长度处;分子间的距离减小,引 力和斥力都会增大,斥力增大的更快,斥力大于引力,分子间 的作用力表现为斥力;物体被拉长时,分子间的距离增大,分 子间相互力表现为引力。 (2)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 伸长或缩短的长度是相似的。 能力提升练 9. ABC  铁丝很难被拉长,这一事实说明铁丝分子间存在引力, 故A正确;水很难被压缩,这一事实说明水分子间存在斥力, 故B正确;两个纯净的铅块压紧后合在一起,说明铅块分子间 存在引力,故C正确;磁铁可以吸引铁屑,是因为磁力的作用, 并不能够说明分子间存在引力,故D错误。 10. B  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 子直径数量级时,引力等于斥力。当分子间的距离小于r0且 距离增大时,分子力做正功,当分子间距离大于r0 且距离增 大时分子力做负功,故A、C、D错误。 11. B  乙分子由a到b做加速运动,由b到d,分子力先为引力 后为斥力,分子先做加速运动后减速运动,故A错误;乙分子 由a到c,所受分子力一直是引力,一直做加速运动,到达c 时速度最大,故B正确;乙分子由a到c的过程中,所受分子 力先增大,后减小,所以加速度先增大,后减小,故C错误;乙 分子由b到d的过程中,分子力先减小后增大,故加速度先 减小后增大,故D错误。 12. AD  在乙由P到Q过程中,F为斥力,乙做加速运动,只是 加速度在变小,A正确;在乙从P到R的过程中,乙先加速到 Q,之后,F为引力,使乙减速,B错误;乙从P到Q一直加速, 在Q点速度最大,C错误;乙在Q点速度最大,之后引力F使 其减速,减速时加速度先增大后减小,在R点引力F最大,减 速最快,D正确。 13. ABD  当甲、乙两分子间距离最小时,两者都处于静止状态, 当乙分子运动到分子力的作用范围之外时,乙分子不再受 力,此时速度为v,故在此过程中乙分子的动能变化量为 1 2 mv 2,故A正确;此过程中,分子斥力始终做正功,分子引 力始终做负功,即W合=W斥-W引= 12 mv 2,即分子斥力比分 子引力多做的功为12 mv 2,故B、D正确,C错误。 练案[3] 基础达标练 1. D  先将纯油酸用酒精稀释,再用注射器将一滴油酸酒精溶液 滴入水中,故A错误;可将痱子粉轻轻地撒在水面上,痱子粉 过多,油膜无法散开,故B错误;待油膜形状稳定后,在玻璃板 上描下油膜边缘的形状,故C错误;计算油膜面积时,不足半 个的舍去,多于半个的算一个,故D正确。 2. C  在实验过程中,油膜完全散开,油酸在水面上形成单分子 油膜,通过每滴溶液中纯油酸的体积除以油膜的面积得到的 是油酸分子的直径,故A、B、D错误,C正确。 3. A  在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,为了让油酸 在水面上形成单分子油膜,应配制一定比例的油酸酒精溶液, 且只取一滴油酸酒精溶液滴在水面上。故A正确,B、C、D 错误。 4. C  根据题意可知,滴入浅盘中的油酸体积为V = 1x·V1,滴 入浅盘中的油酸形成单分子层的面积为S = yl2,则油酸分子直 径为d = VS = V1 xyl2 ,故C正确。 5. C  一滴溶液中油酸的体积为V0 = Vηn ,油酸分子直径为d = V0 S = Vη nS,故A错误;在水面上先撒上爽身粉,再滴入一滴油酸 酒精溶液,待其散开稳定,故B错误;若爽身粉撒的过厚,会导 致油膜不能充分散开,面积偏小,所以分子直径测量值偏大, 故C正确;计算油膜面积时,将不足一格都当作一格计入面 积,将导致面积偏大,所测分子直径偏小,故D错误。 6.(1)256  8 × 10 -10   (2)9 × 10 -10 解析:(1)数油膜的正方形个数,大于半个方格的算一个,小于 半个方格的舍去,得到油膜的面积S =格数(64)× 2 cm × 2 cm = 256 cm2。 由题意可知溶液浓度为0. 25250 = 0. 1%,每滴溶液体积为 1 100 mL, 2滴溶液中所含油酸体积为V = 2 × 10 -5 cm3,油酸分子的直 径d = VS ≈8 × 10 -10 m。 (2)由题意知直径d = 1. 4 × 10 -8 m的圆周,则周长为C = πd ≈4. 4 × 10 -8 m,可以估算出铁原子的直径约为d铁= Cn = 4. 4 × 10 -8 m 48 ≈9 × 10 -10 m。 能力提升练 7. D  滴入油酸酒精溶液时,滴管下端应靠近水面,故A错误; 为清晰显示油膜的边界,应先撒上痱子粉再滴入油酸酒精溶 液,故B错误;由图可知油膜没有充分展开,说明水面上痱子 粉撒得太多太厚,故C错误;配制好的油酸酒精溶液放置太 久,由于酒精挥发,则油酸酒精溶液的浓度会偏大,则在水面 上散开时的面积会偏大,则根据d = VS ,可知分子直径的测量 值偏小,故D正确。 8. AD  用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入 量筒中,记下量筒内每增加一定体积时油酸酒精溶液的滴数, 由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积,故A错误;在装有水、 撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液,待薄膜形 状稳定,故B正确;将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状 用彩笔描绘在玻璃板上,故C正确;                                                                      根据画有油膜轮廓的玻璃 —218—

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