内容正文:
第2节 分子动理论的初步知识
目 录
【学习目标】 1
【思维导图】 4
【知识梳理】 5
知识点一:物质的构成 5
知识点二:分子热运动 6
知识点三:分子间的作用力 8
知识点四:分子动理论的内容 13
【方法技巧】 15
方法技巧1 分子热运动 15
方法技巧2 三点理解分子间的作用力 15
方法技巧3 用分子动理论解释现象 16
【巩固训练】 16
【学习目标】
(一)学习目标
核心素养
具体目标内容
物理观念:建立“宏观现象→微观分子运动”的关联认知,形成对 “物质微观结构” 的基本认识;
科学思维:通过“现象→本质” 的推导,培养归纳、对比能力。
1. 知道常见物质由分子、原子构成,了解分子直径数量级,明确 “电子显微镜可观察分子,肉眼和光学显微镜不能”;能举例证明分子间存在间隙,知道固、液、气三态分子间隙的差异。
2. 定义“扩散现象”,能列举生活实例; 明确扩散现象的意义,知道“温度越高,分子运动越剧烈”; 能区分“分子热运动”与 “机械运动”。
3.知道分子间同时存在引力和斥力,能举例证明;理解分子间作用力与距离的关系;能结合分子间作用力和分子间隙,解释物质三态的宏观特性。
4. 准确复述分子动理论的三点核心内容。
科学探究:通过观察实验、分析现象,提升 “从宏观到微观” 的推理能力;
应用能力:将分子动理论知识转化为 “解释生活现象” 的工具,体现物理与生活的联系。
1.能根据实验现象推导微观结论;能解释生活中的相关现象。
2. 能从“研究对象、运动规律、可见性” 三个维度,区分分子热运动与机械运动。
3.能用分子动理论解释物质三态的差异。
科学态度与责任:培养尊重事实、基于证据的科学精神;
认知建构:搭建 “宏观 - 微观” 的联系桥梁,完善对物质世界的认知体系。
1.通过“肉眼不可见的分子运动可通过宏观现象间接证明”,体会“微观世界的客观性”,培养“基于证据推导结论”的科学思维;对 “物质无限细分的最终单元” 产生探究兴趣,激发对微观物理世界的好奇心。
2.建立“宏观物体的特性由微观分子结构和运动决定” 的认知,形成 “微观决定宏观” 的初步观念;体会“控制变量法”“转换法” 在微观探究中的应用。
(二)重点难点
1.重点
(1)分子动理论的核心内容;
(2)扩散现象的理解及“温度对分子运动的影响”;
(3)分子间引力和斥力的存在及证明,物质三态的微观特性与宏观特性的对应关系。
2.难点
(1)微观分子运动与宏观现象的关联;
(2)分子间“引力和斥力同时存在”的理解;
(3)分子热运动与机械运动的区分。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点一:物质的构成
一块完整的铁可以用来制造机器,具有坚硬的特性;当它被粉碎成铁粉后,依然是铁,本质没有改变。那么,如果我们继续无限细分这些铁粉,最终会得到什么?是还能保持铁性质的最小粒子,还是会变成其他物质?
不仅是铁,世间万物,无论是天上的云朵、海里的水,还是我们自身,是否都存在这样一种最小的、保持物质特性的基本单元呢?带着这个疑问,我们一起走进物质构成的微观世界。
1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2.一般分子的直径只有百亿分之几米,人们通常以10-10m为单位来量度分子。分子的体积也非常小,用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们,只能靠电子显微镜才能观察到。
等体积的水和酒精混合
3.分子之间存在间隙。不同状态下分子的间隙不同,一般情况下固体分子的间隙较小,液体次之,气体分子的间隙最大。如一定体积的水和酒精混合后总体积减小,能证明分子间存在间隙。
【典例1】在标准状况下,22.4L氦气(分子含4个核子、2个电子)的质量约为;相同体积的氢气(分子含40个核子、18个电子)的质量约为;相同体积的汞蒸气(分子含200个核子、80个电子)的质量约为。由此可知,分子中 的质量很小,可以忽略,分子质量主要由 的数量决定。据此推算,标准状况下相同体积的氖气(分子含20个核子、10个电子)的质量约为 g。
【变式1】《庄子·天下》中有下列论述:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”其意是物质是无限可分的。常见的物质是由 构成的,一般分子直径的数量级为 m。我们 (选填“能”或“不能”)用眼睛直接观察到分子。
【变式2】(2025·陕西西安·三模)《墨子》一书中提到的“端说”认为“非半弗斫,则不动,说在端”“端,是无间也”,意思是物质到了不能再分时,此时的物质就是“端”,并强调“端”是无法间断、不可分割的最小单位,是物质构成的基本单元。书中所说的“端”最可能指的是微观世界中的( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.原子
【变式3】0℃的水 (选填“大于”、“小于”、“等于”)100℃的比热容。高压下,油可以渗出钢管壁,这一现象说明固体分子之间有 。
1.物质构成:常见物质由分子、原子这两种极其微小的粒子构成;
2.分子大小:直径约百亿分之几米(用 10⁻¹⁰m 量度),肉眼和光学显微镜看不见,需用电子显微镜观察;
3.分子间隙:分子间有间隙,且一般 “固体 < 液体 < 气体”,水和酒精混合后总体积减小,就是间隙存在的证据。
知识点二:分子热运动
演示1.抽掉装有二氧化氮(红棕色)和空气的玻璃片,观察气体混合过程。
演示2.同时向盛有等量冷水和热水的烧杯中滴入一滴红墨水,热水中墨水 10 秒扩散均匀,冷水中需 30 秒。
演示3.铅块和金块叠放在一起,五年后彼此扩散1毫米。
1.扩散
(1)概念:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫作扩散。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动;物质的分子间存在间隙。
(3)对扩散现象概念的解释
①“互相接触”:这是发生扩散现象的前提条件。
②“彼此进入”:发生扩散现象时,是两种物质的分子同时彼此进入对方的现象。
③扩散现象的微观本质:不同物质的分子做无规则运动时进入到对方分子间空隙的结果。即扩散现象是分子运动的结果,分子间存在间隙。
2.分子热运动
(1)概念:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子运动的快慢与这种无规则运动叫作分子的热运动。
(2)温度越高,分子运动越剧烈。
3.分子热运动和机械运动的比较
比较项
机械运动
分子热运动
研究对象
宏观物体
微观分子
运动规律
有规律可循
单个分子的运动无规律可循
运动情况
静止或运动
运动永不停息
是否肉眼可见
一般肉眼可直接观察
肉眼不能直接观察
1.扩散要记清:前提是 “不同物质互相接触”,结果是 “彼此进入”,能证明 “分子永不停息做无规则运动” 和 “分子间有间隙”;
2.热运动关键:温度越高,分子无规则运动越剧烈(如热水中墨水扩散更快),且分子运动永不停息;
3.与机械运动区分:机械运动研究 “宏观物体”(肉眼可见,有规律),分子热运动研究 “微观分子”(肉眼不可见,无规则)。
【典例2】请欣赏下列诗句,不能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香 B.宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来
C.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开 D.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴
【变式1】关于生活中的一些现象,下列说法中不正确的是( )
A.墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.水与酒精混合时,总体积比原来两者的总体积要小,说明分子之间有间隙
C.“破镜难重圆”是因为分子距离太大,分子间作用力几乎忽略不计
D.刮沙尘暴时黄沙扑面,说明分子在做无规则运动
【变式2】中国古诗词蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词蕴含有分子热运动这一物理知识的是( )
A.自在娇莺恰恰啼 B.清明时节雨纷纷
C.人面桃花相映红 D.花气袭人知骤暖
【变式3】下列描述,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.高山草甸上的雪花飞舞 B.山顶天空中的云卷云舒
C.阳春三月里的花香扑鼻 D.深山峡谷中的溪流潺潺
知识点三:分子间的作用力
演示1:
操作:将两个表面光滑的铅块用力压紧,悬挂钩码(逐步增加数量),观察铅块是否分离。
现象:铅块能承受多个钩码重量,说明分子间存在引力。
演示2:
操作:用注射器装满水,堵住出口后用力推活塞。
现象:活塞难以推动,说明分子间存在斥力。
1.分子间存在相互作用的引力和斥力。
2.对分子间作用力的理解
(1)“同时存在”:分子间的引力和斥力同时存在,斥力使分子彼此分离,使分子间有间隙;引力使分子凝聚,使分子在某些区域内维持平衡状态。
(2)“不同物质分子间的作用力不一样”:气体容易被压缩,液体和固体很难被压缩,是因为气体分子之间的斥力远小于固体和液体分子间的斥力。
(3)我们可以用弹簧连着的小球类比分析分子间的作用力:
①分子间的距离等于平衡距离(约10-10m):分子在平衡位置附近振动,相当于弹簧的自然伸长状态,引力等于斥力,分子间作用力为零;
②分子间的距离小于平衡距离:相当于弹簧被压缩,引力小于斥力,分子间作用力表现为斥力;
③分子间的距离大于平衡距离:相当于弹簧被拉伸,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;
④分子间的距离远大于平衡距离(大于分子直径的10倍,约10-9m):相当于弹簧被拉断,分子间作用力十分微弱,可以忽略。
3.物质三态的微观特性和宏观特性
(1)固态:分子间距离很小,分子间作用力很大,分子只能在平衡位置附近做无规则振动,物体有一定的体积和形状,无流动性,如图甲;
(2)液态:分子间距离比固态稍大,分子间作用力较大,分子既可以在一个位置附近振动,又可以移动位置,物体有一定的体积,无固定形状,有流动性,如图乙;
(3)气态:分子间距离很大,分子间作用力十分微弱,可以忽略,分子做无规则运动,物体无固定的体积和形状,有流动性,如图丙。
1.分子间引力、斥力同时存在:铅块压紧能挂钩码(显引力),推满水的注射器难推动(显斥力),可结合这两个实验记;
2.作用力与分子距离有关:距离等于平衡距离时,引力 = 斥力(作用力为零);小于平衡距离显斥力,大于平衡距离显引力;远大于平衡距离时,作用力可忽略;
3.物质三态的微观原因:固态分子距小、作用力大(有固定体积和形状);液态分子距稍大、作用力较大(有体积无固定形状);气态分子距大、作用力微(无固定体积和形状)。
【例3】(2023·河南许昌·二模)亲身体验和深入思考是学习物理的重要方法。将底面削平、削干净的铅柱A、B压紧后能吊起质量为200g的大钩码,若每个铅柱的质量为100g,则铅柱B对铅柱A的引力为 N;此时铅柱AB间 (选填“存在”或“不存在”)斥力。(g取10N/kg)
【例4】小明为了研究分子动理论的知识,进行了几个实验:
(1)将50mL的水和50mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积为95mL,上述现象说明分子间有 ,混合均匀后,分子 (选填“继续”或“停止”)运动;
(2)如图2所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个装有空气,则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 方。(选填“上”或“下”)。若实验温度分别为①0℃,②4℃,③20℃,④30℃,则在温度 下(填序号)气体扩散最快;
(3)如图3,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变大,说明了 。
【例5】如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构,图乙表示 (选填“固”“液”或“气”)态,物质从图甲变化到图丙时,分子间作用力 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【变式1】如图所示,将两个铅块的端面切割平整后迅速紧压,它们会“粘”在一起,主要原因是( )
A.分子间存在斥力 B.分子间存在引力
C.分子间存在间隙 D.分子在不停地运动
【变式2】(多选)如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙分别表示液体、气体、固体分子的排列情况
B.甲图中的物质具有流动性,可以被轻易压缩
C.乙图中分子相距最远,分子间的作用力最小
D.丙图中的分子是静止的
【变式3】如图所示,是“天宫课堂”上进行“乒乓球比赛”时所用的水球。悬浮在空间站中的水呈球形,主要是因为( )
A.水球表面的分子之间的引力作用
B.水球表面的分子之间的斥力作用
C.水球表面的分子之间引力和斥力同时存在
D.水球表面的分子之间只有引力没有斥力
知识点四:分子动理论的内容
1.物质是由大量的分子、原子构成的;
2.物质内的分子在永不停息地做无规则运动;
3.分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【例6】(2025·山东青岛·中考真题)古诗词是我国的优秀传统文化。下列古诗词中蕴含的物理知识能用分子动理论解释的是( )
A.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴 B.朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨
【例7】下列用分子动理论解释生活中的现象,说法正确的是( )
A.破镜不能重圆,是因为分子间有排斥力
B.花香四溢,是因为分子在不停地运动
C.水往低处流,是因为分子在不停地运动
D.物体热胀冷缩,是因为分子的大小随温度的变化而改变
【例8】在学习了分子动理论后,小宇进行了以下实验:
(1)如图所示,两铅块压紧后粘在了一起,说明两铅块的分子之间存在 。若在下方铅块的挂钩上挂上钩码,两铅块未被拉开,与没挂钩码时相比,此时两铅块接触面分子间的作用力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)把的染色酒精倒入装有的水的试管中,加盖后颠倒几次使其混合,如图所示,观察液面的位置发现:混合后与混合前相比,总体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),这一现象说明了 ;要想使实验现象更明显,应选用内径较 (选填“粗”或“细”)的试管。
【变式1】生活处处有物理,下列现象中能够用分子动理论解释的是( )
A.雨后春笋,层出不穷
B.夏日荷塘,阵阵飘香
C.秋雨如诗,轻轻吟唱
D.初冬清晨,枝挂白霜
【变式2】从物理学角度,对下列自然现象的解读,正确的是( )
A.“春暖花开,花香四溢”:春天花香扩散的快,表明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.“秋风瑟瑟,黄叶飘零”:这体现了分子在不停地做无规则运动
C.“挤压气球,体积变小”:气球被压缩后体积缩小,说明分子间只存在斥力
D.“寒冬腊月,冰棱垂挂”:冰棱中有空隙,说明分子间存在间隙
【变式3】有关分子动理论,下列说法正确的是( )
A.尘粒在空中飞舞说明分子在不停息地做无规则运动
B.用手抓一把雪,雪的体积缩小了,说明分子间有间隙
C.糖在热水中溶解得更快,说明分子运动的剧烈程度与温度有关
D.吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
【方法技巧】
方法技巧1 分子热运动
(1)把握必备条件,快解扩散现象问题
①发生扩散现象的必备条件:①不同物质;②彼此接触。
②明确一点:固体、液体、气体之间都可以发生扩散现象。
(2)轻松搞定分子热运动快慢问题
影响分子热运动快慢的因素,我们一般只需要考虑温度。温度越高,分子热运动越剧烈。
(3)抓两点,巧辨分子热运动
①看肉眼是否能观察到——观察不到的是分子热运动;能观察到的是宏观物体的机械运动。
②看是否受到外力影响——分子的热运动是自发的、永不停息的,不受任何外力的影响;宏观物体的运动受到外力的影响。
方法技巧2 三点理解分子间的作用力
(1)当分子间距离大于平衡位置时,分子间作用力对外表现为引力;
(2)当分子间距离小于平衡位置时,分子间作用力对外表现为斥力;
(3)当分子间距离大于分子直径的10倍时,分子间作用力十分微弱,可以忽略。
方法技巧3 用分子动理论解释现象
分子动理论包含:物质由大量的分子、原子构成;分子在永不停息地做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。在解题过程中,分子动理论一般只针对微观运动进行解释,可能只需要应用到其中的一部分知识。
【巩固训练】
1.如图所示,这个实验表明( )
A.物体是由大量分子组成的 B.分子在不停地运动
C.分子间有间隙 D.分子间存在引力
2.关于图中的实验,下列叙述正确的是( )
A.图甲:注射器内的液体很难被压缩,说明液体分子间没有间隙
B.图乙:二氧化氮与空气混合,说明分子在做无规则运动
C.图丙:水和酒精混合后总体积变小,说明分子间存在引力
D.图丁:红墨水在热水中扩散得较快,说明温度越高,分子热运动越剧烈
3.有位同学在教室里偷偷吃辣条,很快就因“香气四溢”暴露了。此物理现象说明( )
A.分子间存在间隙 B.分子间存在斥力
C.分子间存在引力 D.分子在不停地做无规则运动
4.将两块光滑的干玻璃放在一起,很容易把它们分开,但是如果在玻璃上洒些水后再将它们放在一起,就很难把它们分开。这一现象说明( )
A.固体分子间没有作用力,而液体分子间有作用力
B.同种分子没有作用力,而异种分子间有作用力
C.任何分子间均有作用力,距离越小,作用力越大
D.水具有黏性,分子间是否具有作用力与此无关
5.下列现象中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.雪花飞舞 B.尘土飞扬 C.花香满园 D.柳絮纷飞
6.下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,物体运动越快
B.扩散现象只能在气体之间发生
C.液体具有流动性,说明液体分子之间的作用力比固体的大
D.在教室喷洒消毒剂后,楼道中也能闻到刺鼻的气味,说明分子在不停地做无规则运动
7.物理学与人类的生产生活密切相关。下列俗语、诗词等反映了人类对自然界的一定认识,其中从物理学的角度分析正确的是( )
A.“破镜难圆”说明分子间存在引力
B.“花气袭人知骤暖”说明分子运动的剧烈程度与温度有关
C.“墙内开花墙外香”说明分子间存在斥力
D.“黄沙直上白云间”说明分子在不停地运动
8.如图示意了某种物体常见三种状态的微观模型。以下说法正确的是( )
A.甲状态时,分子静止不动,没有能量
B.乙状态时,物体的流动性最明显
C.丙状态时,物体最难被压缩
D.从乙状态到甲状态,分子间的斥力变小
9.合肥烘糕金黄油润,疏松多孔,香酥可口,味美甘甜,具有润肺消喘的功效,被誉为合肥糕点族中的“四大名点”之一。下列有关说法错误的是( )
A.闻到烘糕的香味,说明分子在做无规则运动
B.烘糕可以用肉眼看出有气孔,说明分子间有间隙
C.烘糕中的米粉粘在一起,说明分子之间存在引力
D.烘糕烘烤过程中香味更浓,说明温度越高分子运动越剧烈
10.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香。”满架蔷薇花开,整院香味袭人的主要原因是( )
A.分子很小 B.分子在永不停息地运动
C.分子之间有空隙 D.分子之间存在相互作用的引力和斥力
11.贵州炸年糕是一道美食,更是一种情怀,一种对美好生活的追求和向往。吃年糕时会拉出很长的丝,该现象说明( )
A.分子很小 B.分子间存在引力
C.分子在不停地做无规则运动 D.分子之间有间隙
12.下列事件中,能表明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.打扫教室地面时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞
B.在水果店里闻到水果的香味
C.用显微镜观察水滴,有细菌在活动
D.下雪时,天空中雪花飘飘
13.关于如图所示的四个演示实验现象,下列说法中错误的是( )
A.甲:墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.乙:悬挂很重的重物后两个铅块仍没有被拉开,说明分子之间存在引力
C.丙:用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明分子间存在相互作用的斥力
D.丁:水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子在不停地做无规则运动
14.图为蚌埠市某日天气预报情况,根据图中所给信息,下列说法正确的是( )
A.空气中灰尘颗粒的运动属于分子的无规则运动
B.从08:00到10:00,温度升高,分子的无规则运动变剧烈
C.若夜间温度骤降,水蒸气液化成露的过程中分子间距离变大
D.若夜间温度骤降,水蒸气液化成露的过程中分子不再运动
15.在科学研究中,物理学家们常通过可观测的物理现象,通过科学推理,推测出无法直接感知的物理事实。下列根据这种方法所做出的推测,符合事实的是( )
A.海绵很容易被压缩,说明分子间存在空隙
B.“破镜不能重圆”说明分子间存在斥力
C.“遥知不是雪,为有暗香来”,说明分子在不停地做无规则运动
D.充满空气的气球放入-196℃液氮中,温度降低,气球变扁平,说明分子热运动停止
16.下列现象和诗句不能用分子动理论解释的是( )
①一滴水大约有1.5×1022个水分子;②为有暗香来;③千里冰封,万里雪飘;④海绵很容易被压缩;⑤长期放煤的墙角,泥土是黑的;⑥水和酒精混合后体积变小;⑦尘土飞扬;⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物
A.①③⑤ B.①⑤⑥ C.②④⑧ D.③④⑦
17.两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体,用玻璃板隔开后按图示放量,抽去玻璃板,保持两瓶口紧贴静置较长时间后,两瓶中气体颜色变得相同。已知瓶中二氧化氮气体的密度比空气的密度大,下列说法正确的是( )
A.此现象能说明分子间存在相互作用的引力
B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同
C.颜色变得相同后,瓶中气体分子停止运动
D.颜色变得相同后,上方瓶中气体密度比空气大
18.为了增加钢制零件表面的硬度,需要一道工序,即把零件放入含碳的渗碳剂中,这样碳分子就可以渗入零件的表面层。这道工序利用了物理学中的 现象,要加快碳分子的渗透,可以采用提高 的方法。用手掰钢制零件时,钢制零件很难掰开,这是因为分子间存在 。
19.如图所示是物质常见的三种状态,如图所示,其中图乙表示的是物质的 态,其中图 表示的物质其分子相互作用力很小,分子几乎都可以自由运动。
20.艾草含有挥发性芳香油,端午时人们常将其挂于门口驱蚊,能闻到淡淡的艾草香味,这是 现象。有时也会将艾草加水慢火熬煮后沐浴,待艾草水沸腾,香味愈发浓郁,这是因为温度升高,分子的运动越 (选填“剧烈”或“缓慢”)。
21.用下图的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 (选填“A”或“B”)瓶,根据 现象可知气体发生了扩散。若实验温度分别为①0℃,②4℃,③20℃,④30℃,则在 温度下(填序号)气体扩散最快。
22.“千年古都传宋韵,一城秋风送菊香”,福州人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今;秋天走进西湖公园,浓浓的花香扑面而来,这是 现象。清晨时刻,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴,这是因为分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)。
23.进入刚装修完的房屋,我们会闻到一种刺鼻的气味,这气味主要来自装修材料中的甲醛,这是对人体有害的化学物质。这说明 ,这种运动会随气温的升高而 (选填“加剧”或“减缓”)。
24.“2025北京国际茶业展”在北京展览馆举办,此次活动中,“陕西官茶大师典藏”“传承茯砖茶”2款咸阳茯茶产品获评“五星产品”。泡茶时茶香四溢,说明分子在不停地做 。泡茶时水温越高,茶香越明显,这是因为温度越高,分子热运动越 (选填“剧烈”或“缓慢”)。
25.“千年古都传宋韵,一城秋风送菊香”,自北宋时期,开封人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今;走进龙亭公园,浓浓的花香扑面而来,这是 现象,说明组成物质的分子不停地 ;清晨时刻,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴(如图所示),这是因为分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)。
26.春天,在公园锻炼时能闻到阵阵花香,这是一种 现象,此现象说明了 。在一些运动赛事上,许多人都会把国旗贴纸贴在脸上,国旗贴纸能够贴在脸上说明分子间存在 。
27.如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验:
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力示数______玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)题目中,图b后横线处应填: (选填“大于”、“小于”、“等于”);
(2)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子在 ;
(3)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在 力;
(4)图c实验表明,分子之间存在 ,引起这一现象的原因是分子间存在 力。
28.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,该物质由图甲状态变为图丙状态时,发生的物态变化为 。
29.如图所示为研究分子热运动的实验装置,甲、乙两个瓶子中,一个装有红棕色的二氧化氮气体,一个装有空气。已知二氧化氮的密度大于空气的密度,则应在 瓶中装入二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,过一段时间,两个瓶子中的气体颜色基本一致,这属于 现象,这种现象说明气体的分子在不停地 ,也说明分子间存在 。
30.(1)酒精和水混合后总体积变小,说明 ;
(2)如图,在C、D两个瓶里分别装有温度为、的两种互不反应的气体氧气和氮气,氧气密度大于氮气,D瓶装的是氧气,C瓶装的是氮气,现将玻璃板抽掉,则D瓶里的气体分子是否能运动到C瓶中去? (选填“是”或“否”),你的依据是 ;
(3)用“●”和“○”分别表示氧气和氮气分子,图中最能代表久置后静止的封闭容器中氧气和氮气分布情况的是___________。
A. B.
C. D.
31.教材181页上讲到:原子可以分为原子核和核外电子;原子核又可以分为质子和中子;质子和中子又可以再分为夸克,夸克还能再分等等,如下图(a)所示。《吕氏春秋•下贤》:“莫知其始,莫知其终,莫知其门,莫知其端,莫知其源,其大无外,其小无内,此之谓至贵。”结合所学的物理知识,你认为“其小无内”意思是 (写出你的观点);如下图(b)所示为诗人王冕的《南枝春早图》:①墙角数枝梅,②凌寒独自开。③遥知不是雪,④为有暗香来。 (选填序号①②③④即可)反映了“分子不停息地做无规则运动”。
32.在学习走进微观和看不见的运动时,小为做了如下实验。
(1)如图1甲、乙所示,为了有力地证明气体发生扩散,应选择 (选填“甲”或“乙”)实验装置更合理。
(2)如图2,将50mL酒精和50mL水充分混合后总体积会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此现象说明分子间有 。
(3)如图3,向配有活塞的厚玻璃筒注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变小。此现象说明 。
33.按要求完成填空。
(1)如图甲所示,红墨水在热水中比冷水中扩散的快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与 有关;
(2)如图乙所示,用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和煤油加热(不考虑热损失),在时间相同的情况下,水比煤油温度升高的少,也可以说,要使质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量比煤油吸收的热量 ,则水和煤油比热容较大的是 。
34.如图所示的是我们在学习分子热运动时做过的一些实验。
(1)如图甲,把一块玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上提,观察到弹簧测力计示数大于玻璃板所受的重力,说明了分子间存在 力;
(2)如图乙所示,在注射器中注满水,用手指封闭注射器的筒口,发现活塞很难推动,此现象说明分子间存在 力。而把水换成空气后,发现活塞能推动一些,说明 (选填“气体”或“液体”)分子间作用力更大;
(3)如图丙所示,酒精与染色的水密封在试管中,开始时界面十分清晰,两种液体混合均匀了,并且总体积减小;
①该实验现象说明分子在不停地做 运动,实验中先加水后加酒精,这是为了避免 对实验的影响;
②液体混合后总体积变小,说明分子间有 。
35.分析实验现象,回答相关问题。
(1)甲图说明分子在 。实验时,、瓶位置 (选填“可以”或“不可以”)互换;
(2)如图乙所示,小磊同学取来两只相同的玻璃杯,分别在玻璃杯中装入 相同的热水和冷水,各滴入一滴等量的红墨水。选用热水和冷水的目的是比较 (均选填“质量”或“温度”)对分子热运动快慢的影响;
(3)玻璃杯中的水颜色逐渐变红,观察到的实验现象是 (选填“热水”或“冷水”)杯中水的颜色变化快,这说明温度越高,分子运动越 。
36.在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子,使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,如图所示。抽掉玻璃板后,保持两瓶口紧贴静置较长时间,两瓶中气体的颜色变得相同。
(1)两瓶中气体的颜色变得相同,说明分子 ;
(2)分别在不同室温下进行实验,发现温度越高时,两瓶中气体颜色变均匀所用时间越短,说明温度越高, ;
(3)若把装红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面,装空气的瓶子放在下面,抽掉玻璃板后,两瓶中气体的颜色 (选填“会”或“不会”)变得相同,若在太空失重环境中,扩散现象 (选填“能”或“不能”)发生。
37.
(1)如图甲所示的装置可用来演示气体扩散现象.其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 (填“上”或“下”)瓶.气体混合均匀后,气体分子 (选填“继续”或“停止”)运动;
(2)如图乙所示,把一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下,读出测力计的示数G.使玻璃板水平接触水面,然后缓慢向上拉玻璃板,弹簧测力计的示数为F,发现F G(选填“>”或“<”),产生此现象的原因是分子间存在 (选填“引力”或“斥力”);
(3)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将C、D两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热,记录数据,并绘制出如图丙所示的图像(不计热量损失),实验时,选用初温和 均相等的C、D两种液体;D液体的比热容是C液体比热容的 倍。
38.如图是一组实验,根据实验完成填空。
(1)图中在两个同样的烧杯中装等量的热水和冷水。用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴墨水且热水中的墨水比冷水中的墨水扩散得快。说明 ;
(2)图中向一端玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变 ,说明 ;
(3)如图所示的装置,注射器中封入一定量的水,用手推动活塞。感觉越推越困难。说明 ;
(4)图中把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变 ,说明 。
39.如图所示现象,请回答问题:
(1)如图所示,甲、乙两个相同的透明玻璃水杯中盛有质量相等、温度不同的纯净水,其中一杯是80℃的热水,另一杯是5℃的冷水,它们都静静地放置在水平桌面上。同时向两个水杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图所示的现象。在甲、乙两个水杯中,盛有热水的是 杯。
(2)如图所示,图(a)是一个铁丝圈,中间较松地系着一根棉线;图(b)是浸过肥皂水并附着肥皂液膜的铁丝圈;图(c)表示用手轻轻地碰一下棉线的任意一侧;图(d)表示这侧的肥皂液膜破了,棉线被拉向另一侧,这一实验说明了分子间存在 。
(3)如图所示,往装有水的量筒中注入的酒精,水和酒精混合后的总体积小于,这说明分子间存在 。
(4)如图所示装置是气体扩散的实验装置,实验中应该将密度较大的气体放置在 (填“A”或“B”)瓶中,这样可以忽略气体的 (选填“比热容”、“密度”或“热值”)因素对实验产生的影响。
(5)图中在注射器里装入一些水,用手很难推动活塞将其压缩,说明分子之间存在 。
40.(2025·江苏盐城·三模)随着户外运动的普及,速干衣的面料性能成为关注焦点,小明为研究哪种面料更适合制作速干衣,准备了面积、厚度相同的四种面料(聚酯、尼龙、混纺、纯棉),进行如下实验:
实验一:测试面料吸湿能力
1.将不同面料平铺,使用相同的滴管滴 2mL水在表面
2.记录水珠完全扩散(被面料吸收)的时间,观察扩散面积
实验二:测试面料水分蒸发能力
1.将面料浸水后拧干至相同湿度,悬挂于恒湿箱(25.0℃,湿度50%)中
2.用高精度电子秤测量面科初始总质量,并每隔5分钟称重一次,记录完全干燥时间
下表为小明实验过程的数据记录袭,分析以下数据:
面料类型
面料干重/g
滴水扩散时间/s
扩散直径/cm
初始总质量/g
完全干燥时间/min
聚酯
50
15
3.5
150
25
尼龙
48
30
2.8
150
35
混纺
45
45
2.2
150
50
纯棉
40
120
1.5
150
90
(1)在其他条件相同时,面料滴水扩散越快,扩散面积越 (选填“大”或“小”);
(2)水在蒸发过程中需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,这是通过的 方式改变水的内能;
(3)在测试面料水分蒸发能力时, (选填“需要”或“不需要”)将四种面料全部展开悬挂于恒温箱内;
(4)混纺面料蒸发掉的水量为 g;
(5)从吸湿性和速干性综合判断,最适合制作速干衣的面料是 。
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第2节 分子动理论的初步知识
目 录
【学习目标】 1
【思维导图】 4
【知识梳理】 5
知识点一:物质的构成 5
知识点二:分子热运动 7
知识点三:分子间的作用力 10
知识点四:分子动理论的内容 16
【方法技巧】 20
方法技巧1 分子热运动 20
方法技巧2 三点理解分子间的作用力 21
方法技巧3 用分子动理论解释现象 21
【巩固训练】 21
【学习目标】
(一)学习目标
核心素养
具体目标内容
物理观念:建立“宏观现象→微观分子运动”的关联认知,形成对 “物质微观结构” 的基本认识;
科学思维:通过“现象→本质” 的推导,培养归纳、对比能力。
1. 知道常见物质由分子、原子构成,了解分子直径数量级,明确 “电子显微镜可观察分子,肉眼和光学显微镜不能”;能举例证明分子间存在间隙,知道固、液、气三态分子间隙的差异。
2. 定义“扩散现象”,能列举生活实例; 明确扩散现象的意义,知道“温度越高,分子运动越剧烈”; 能区分“分子热运动”与 “机械运动”。
3.知道分子间同时存在引力和斥力,能举例证明;理解分子间作用力与距离的关系;能结合分子间作用力和分子间隙,解释物质三态的宏观特性。
4. 准确复述分子动理论的三点核心内容。
科学探究:通过观察实验、分析现象,提升 “从宏观到微观” 的推理能力;
应用能力:将分子动理论知识转化为 “解释生活现象” 的工具,体现物理与生活的联系。
1.能根据实验现象推导微观结论;能解释生活中的相关现象。
2. 能从“研究对象、运动规律、可见性” 三个维度,区分分子热运动与机械运动。
3.能用分子动理论解释物质三态的差异。
科学态度与责任:培养尊重事实、基于证据的科学精神;
认知建构:搭建 “宏观 - 微观” 的联系桥梁,完善对物质世界的认知体系。
1.通过“肉眼不可见的分子运动可通过宏观现象间接证明”,体会“微观世界的客观性”,培养“基于证据推导结论”的科学思维;对 “物质无限细分的最终单元” 产生探究兴趣,激发对微观物理世界的好奇心。
2.建立“宏观物体的特性由微观分子结构和运动决定” 的认知,形成 “微观决定宏观” 的初步观念;体会“控制变量法”“转换法” 在微观探究中的应用。
(二)重点难点
1.重点
(1)分子动理论的核心内容;
(2)扩散现象的理解及“温度对分子运动的影响”;
(3)分子间引力和斥力的存在及证明,物质三态的微观特性与宏观特性的对应关系。
2.难点
(1)微观分子运动与宏观现象的关联;
(2)分子间“引力和斥力同时存在”的理解;
(3)分子热运动与机械运动的区分。
【思维导图】
【知识梳理】
知识点一:物质的构成
一块完整的铁可以用来制造机器,具有坚硬的特性;当它被粉碎成铁粉后,依然是铁,本质没有改变。那么,如果我们继续无限细分这些铁粉,最终会得到什么?是还能保持铁性质的最小粒子,还是会变成其他物质?
不仅是铁,世间万物,无论是天上的云朵、海里的水,还是我们自身,是否都存在这样一种最小的、保持物质特性的基本单元呢?带着这个疑问,我们一起走进物质构成的微观世界。
1.常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
2.一般分子的直径只有百亿分之几米,人们通常以10-10m为单位来量度分子。分子的体积也非常小,用肉眼和光学显微镜都分辨不出它们,只能靠电子显微镜才能观察到。
等体积的水和酒精混合
3.分子之间存在间隙。不同状态下分子的间隙不同,一般情况下固体分子的间隙较小,液体次之,气体分子的间隙最大。如一定体积的水和酒精混合后总体积减小,能证明分子间存在间隙。
【典例1】在标准状况下,22.4L氦气(分子含4个核子、2个电子)的质量约为;相同体积的氢气(分子含40个核子、18个电子)的质量约为;相同体积的汞蒸气(分子含200个核子、80个电子)的质量约为。由此可知,分子中 的质量很小,可以忽略,分子质量主要由 的数量决定。据此推算,标准状况下相同体积的氖气(分子含20个核子、10个电子)的质量约为 g。
【答案】电子 核子 20
【解析】[1][2][3]整理题目可得相同体积的三种气体数据如下:
气体
质量/g
核子/个
电子/个
氦气
4
4
2
氢气
40
40
18
汞蒸气
200
200
80
根据这些数可得结论:分子的质量主要由核子的数量决定,且分子的质量与核子的数量成正比,而电子的质量很小,可以忽略。标准状况下相同体积的氖气含有20个核子,10个电子,因电子的质量可以忽略,因此氖气的质量主要由20个核子的质量决定,约为20g。
【变式1】《庄子·天下》中有下列论述:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”其意是物质是无限可分的。常见的物质是由 构成的,一般分子直径的数量级为 m。我们 (选填“能”或“不能”)用眼睛直接观察到分子。
【答案】分子 不能
【解析】[1]常见的物质是由分子构成的;
[2]一般分子直径的数量级为m;
[3]我们不能用眼睛直接观察到分子,需要用电子显微镜才能观察到分子。
【变式2】(2025·陕西西安·三模)《墨子》一书中提到的“端说”认为“非半弗斫,则不动,说在端”“端,是无间也”,意思是物质到了不能再分时,此时的物质就是“端”,并强调“端”是无法间断、不可分割的最小单位,是物质构成的基本单元。书中所说的“端”最可能指的是微观世界中的( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.原子
【答案】D
【解析】《墨子》中提到的“端”是无法间断、不可分割的最小单位,是物质构成的基本单元。在微观世界中,原子是化学变化中的最小粒子,是构成物质的基本单元之一,符合“端”的概念。而中子、质子是构成原子核的粒子,电子是围绕原子核运动的粒子,它们都不是物质构成的基本单元,且都可以再分。因此,“端”最可能指的是原子,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【变式3】0℃的水 (选填“大于”、“小于”、“等于”)100℃的比热容。高压下,油可以渗出钢管壁,这一现象说明固体分子之间有 。
【答案】等于 间隙
【解析】[1]比热容是物质的一种特性,它们都只与物质的种类有关,与质量、温度等因素无关,所以0℃的水等于100℃的比热容。
[2]由分子动理论知道,分子间有间隙,而高压下,油可以渗出钢管壁,这一现象,说明了固体分子之间有间隙。
1.物质构成:常见物质由分子、原子这两种极其微小的粒子构成;
2.分子大小:直径约百亿分之几米(用 10⁻¹⁰m 量度),肉眼和光学显微镜看不见,需用电子显微镜观察;
3.分子间隙:分子间有间隙,且一般 “固体 < 液体 < 气体”,水和酒精混合后总体积减小,就是间隙存在的证据。
知识点二:分子热运动
演示1.抽掉装有二氧化氮(红棕色)和空气的玻璃片,观察气体混合过程。
演示2.同时向盛有等量冷水和热水的烧杯中滴入一滴红墨水,热水中墨水 10 秒扩散均匀,冷水中需 30 秒。
演示3.铅块和金块叠放在一起,五年后彼此扩散1毫米。
1.扩散
(1)概念:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫作扩散。
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动;物质的分子间存在间隙。
(3)对扩散现象概念的解释
①“互相接触”:这是发生扩散现象的前提条件。
②“彼此进入”:发生扩散现象时,是两种物质的分子同时彼此进入对方的现象。
③扩散现象的微观本质:不同物质的分子做无规则运动时进入到对方分子间空隙的结果。即扩散现象是分子运动的结果,分子间存在间隙。
2.分子热运动
(1)概念:一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。由于分子运动的快慢与这种无规则运动叫作分子的热运动。
(2)温度越高,分子运动越剧烈。
3.分子热运动和机械运动的比较
比较项
机械运动
分子热运动
研究对象
宏观物体
微观分子
运动规律
有规律可循
单个分子的运动无规律可循
运动情况
静止或运动
运动永不停息
是否肉眼可见
一般肉眼可直接观察
肉眼不能直接观察
1.扩散要记清:前提是 “不同物质互相接触”,结果是 “彼此进入”,能证明 “分子永不停息做无规则运动” 和 “分子间有间隙”;
2.热运动关键:温度越高,分子无规则运动越剧烈(如热水中墨水扩散更快),且分子运动永不停息;
3.与机械运动区分:机械运动研究 “宏观物体”(肉眼可见,有规律),分子热运动研究 “微观分子”(肉眼不可见,无规则)。
【典例2】请欣赏下列诗句,不能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香 B.宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来
C.人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开 D.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴
【答案】C
【解析】A.“满架蔷薇一院香”指蔷薇花的香味扩散到整个院子,是蔷薇花香分子在空气中做无规则运动的结果,能说明分子无规则运动,故A不符合题意;
B.“梅花香自苦寒来”指梅花的香味能被感知,是梅花香味分子无规则运动扩散的表现,能说明分子无规则运动,故B不符合题意;
C.诗句描述的是 “山下四月花已谢,山上寺庙旁的桃花才刚开放”,差异原因是海拔越高,温度越低(地形影响气温),导致桃花开放时间不同,与“分子无规则运动”无关,故C符合题意;
D.“花气袭人”指花香分子扩散到人周围,能被人闻到;“知骤暖”是因为温度升高时,分子无规则运动更剧烈,香味扩散更快,能说明分子无规则运动,故D不符合题意。
故选C。
【变式1】关于生活中的一些现象,下列说法中不正确的是( )
A.墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.水与酒精混合时,总体积比原来两者的总体积要小,说明分子之间有间隙
C.“破镜难重圆”是因为分子距离太大,分子间作用力几乎忽略不计
D.刮沙尘暴时黄沙扑面,说明分子在做无规则运动
【答案】D
【解析】A.温度高分子热运动剧烈,扩散快,所以墨水在热水中扩散得快,故A正确,不符合题意;
B.分子间存在间隙,排列时可互相嵌入,因此水与酒精混合时,总体积比原来两者的总体积要小,故B正确,不符合题意;
C.分子间作用力在距离很近(约以内)时才显著,破碎后距离远大于这个尺度,引力几乎为零,故C正确,不符合题意;
D.沙尘暴是宏观颗粒在气流作用下的机械运动,不是微观分子的无规则热运动,故D错误,符合题意。
故选 D。
【变式2】中国古诗词蕴含着丰富的物理知识,下列古诗词蕴含有分子热运动这一物理知识的是( )
A.自在娇莺恰恰啼 B.清明时节雨纷纷
C.人面桃花相映红 D.花气袭人知骤暖
【答案】D
【解析】A.自在娇莺恰恰啼,能听到莺啼,说明空气能够传声,故A不符合题意;
B.清明时节雨纷纷,雨主要是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故B不符合题意;
C.人面桃花相映红,说明物体的颜色由它反射的色光决定,故C不符合题意;
D.花气袭人知骤暖,花气袭人属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动,也说明温度越高,分子热运动越剧烈,故D符合题意。
故选D。
【变式3】下列描述,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.高山草甸上的雪花飞舞 B.山顶天空中的云卷云舒
C.阳春三月里的花香扑鼻 D.深山峡谷中的溪流潺潺
【答案】C
【解析】ABD.雪花飞舞、云卷云舒、溪流潺潺,不是分子的无规则运动,属于宏观物体的运动,是机械运动,故ABD不符合题意;
C.花香扑鼻是扩散现象,扩散现象说明分子在不停的做无规则运动,故C符合题意。
故选C。
知识点三:分子间的作用力
演示1:
操作:将两个表面光滑的铅块用力压紧,悬挂钩码(逐步增加数量),观察铅块是否分离。
现象:铅块能承受多个钩码重量,说明分子间存在引力。
演示2:
操作:用注射器装满水,堵住出口后用力推活塞。
现象:活塞难以推动,说明分子间存在斥力。
1.分子间存在相互作用的引力和斥力。
2.对分子间作用力的理解
(1)“同时存在”:分子间的引力和斥力同时存在,斥力使分子彼此分离,使分子间有间隙;引力使分子凝聚,使分子在某些区域内维持平衡状态。
(2)“不同物质分子间的作用力不一样”:气体容易被压缩,液体和固体很难被压缩,是因为气体分子之间的斥力远小于固体和液体分子间的斥力。
(3)我们可以用弹簧连着的小球类比分析分子间的作用力:
①分子间的距离等于平衡距离(约10-10m):分子在平衡位置附近振动,相当于弹簧的自然伸长状态,引力等于斥力,分子间作用力为零;
②分子间的距离小于平衡距离:相当于弹簧被压缩,引力小于斥力,分子间作用力表现为斥力;
③分子间的距离大于平衡距离:相当于弹簧被拉伸,引力大于斥力,分子间作用力表现为引力;
④分子间的距离远大于平衡距离(大于分子直径的10倍,约10-9m):相当于弹簧被拉断,分子间作用力十分微弱,可以忽略。
3.物质三态的微观特性和宏观特性
(1)固态:分子间距离很小,分子间作用力很大,分子只能在平衡位置附近做无规则振动,物体有一定的体积和形状,无流动性,如图甲;
(2)液态:分子间距离比固态稍大,分子间作用力较大,分子既可以在一个位置附近振动,又可以移动位置,物体有一定的体积,无固定形状,有流动性,如图乙;
(3)气态:分子间距离很大,分子间作用力十分微弱,可以忽略,分子做无规则运动,物体无固定的体积和形状,有流动性,如图丙。
1.分子间引力、斥力同时存在:铅块压紧能挂钩码(显引力),推满水的注射器难推动(显斥力),可结合这两个实验记;
2.作用力与分子距离有关:距离等于平衡距离时,引力 = 斥力(作用力为零);小于平衡距离显斥力,大于平衡距离显引力;远大于平衡距离时,作用力可忽略;
3.物质三态的微观原因:固态分子距小、作用力大(有固定体积和形状);液态分子距稍大、作用力较大(有体积无固定形状);气态分子距大、作用力微(无固定体积和形状)。
【例3】(2023·河南许昌·二模)亲身体验和深入思考是学习物理的重要方法。将底面削平、削干净的铅柱A、B压紧后能吊起质量为200g的大钩码,若每个铅柱的质量为100g,则铅柱B对铅柱A的引力为 N;此时铅柱AB间 (选填“存在”或“不存在”)斥力。(g取10N/kg)
【答案】3 存在
【解析】[1]铅柱B与大钩码的总重力为
铅柱B与大钩码处于静止状态,在竖直方向受到的重力与向上的作用力平衡,大小相等。故A对B的吸引力为3N。力的作用是相互的,故B对A的吸引力为3N。
[2]铅柱AB分子间的引力与斥力是同时存在的,只是在一定范围内,引力大于斥力,整体上两个物体间的作用表现为引力。
【例4】小明为了研究分子动理论的知识,进行了几个实验:
(1)将50mL的水和50mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积为95mL,上述现象说明分子间有 ,混合均匀后,分子 (选填“继续”或“停止”)运动;
(2)如图2所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个装有空气,则演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在 方。(选填“上”或“下”)。若实验温度分别为①0℃,②4℃,③20℃,④30℃,则在温度 下(填序号)气体扩散最快;
(3)如图3,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变大,说明了 。
【答案】(1)间隙 继续 (2)下 ④ (3)分子间存在引力
【解析】(1)[1]将50mL的水和50mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积为95mL,混合后总体积变小,说明分子间有间隙。
[2]构成物质的分子总是在不停地做无规则运动,所以混合后,分子继续运动。
(2)[1]二氧化氮气体的颜色是红棕色的,而且比空气的密度大,因此必须放在下面的瓶子中,避免由于重力使气体向下落,分不清是重力导致还是扩散导致。
[2]发生扩散现象说明气体分子在不停地做无规则运动,而且温度越高,运动速度越快,所以④的气体扩散最快。
(3)分子间存在相互作用的引力和斥力。把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变大,说明分子间存在引力。
【例5】如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构,图乙表示 (选填“固”“液”或“气”)态,物质从图甲变化到图丙时,分子间作用力 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】固 变小
【解析】[1]图乙中,分子紧密排列,分子间的距离最小,表示物质处于固态。
[2]图甲的分子间距较大,丙的分子间距最大,甲为物质的液态,丙为气态,从甲图到丙图,分子间作用力变小。
【变式1】如图所示,将两个铅块的端面切割平整后迅速紧压,它们会“粘”在一起,主要原因是( )
A.分子间存在斥力 B.分子间存在引力
C.分子间存在间隙 D.分子在不停地运动
【答案】B
【解析】两个铅块的端面切割平整后迅速紧压“粘”在一起,是因为分子间存在引力,使得铅块相互吸引,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【变式2】(多选)如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙分别表示液体、气体、固体分子的排列情况
B.甲图中的物质具有流动性,可以被轻易压缩
C.乙图中分子相距最远,分子间的作用力最小
D.丙图中的分子是静止的
【答案】AC
【解析】A.甲图分子排列较紧密,有一定体积,是液态分子模型;乙图分子极度散乱,是气态分子模型;丙图分子排列十分紧密,是固态分子模型,所以甲、乙、丙应分别表示液体、气体、固体分子的排列情况,故A正确;
B.甲图是液态分子模型,液体具有流动性,但分子间距离较小,不容易被压缩,故B错误;
C.乙图是气态分子模型,气体分子相距最远,分子间的作用力最小,故C说法正确;
D.不管是固体、液体还是气体,分子都在永不停息地做无规则运动,丙图是固态分子模型,分子也在运动,故D错误。
故选AC。
【变式3】如图所示,是“天宫课堂”上进行“乒乓球比赛”时所用的水球。悬浮在空间站中的水呈球形,主要是因为( )
A.水球表面的分子之间的引力作用
B.水球表面的分子之间的斥力作用
C.水球表面的分子之间引力和斥力同时存在
D.水球表面的分子之间只有引力没有斥力
【答案】A
【解析】在空间站中水能形成球状是由于水的表面张力的作用,水的表面张力使同体积的水形成球表面积最小,此时分子间体现的是引力作用。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
知识点四:分子动理论的内容
1.物质是由大量的分子、原子构成的;
2.物质内的分子在永不停息地做无规则运动;
3.分子之间存在相互作用的引力和斥力。
【例6】(2025·山东青岛·中考真题)古诗词是我国的优秀传统文化。下列古诗词中蕴含的物理知识能用分子动理论解释的是( )
A.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴 B.朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天 D.湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨
【答案】A
【解析】A.花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴,花气袭人是因为分子无规则运动,故A符合题意;
B.朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还,是机械运动,故B不符合题意;
C.飞流直下三千尺,疑是银河落九天,是机械运动,故C不符合题意;
D.湖光秋月两相和,潭面无风镜未磨,是平面镜成像,即光的反射现象,故D不符合题意。
故选A。
【例7】下列用分子动理论解释生活中的现象,说法正确的是( )
A.破镜不能重圆,是因为分子间有排斥力
B.花香四溢,是因为分子在不停地运动
C.水往低处流,是因为分子在不停地运动
D.物体热胀冷缩,是因为分子的大小随温度的变化而改变
【答案】B
【解析】A. 破镜不能重圆,是因为分子间的间距大于分子间作用力的作用范围,故A错误;
B. 因为分子在不停地运动,所以花香分子扩散到空气,造成香气四溢,故B正确;
C. 水往低处流,是因为重力的缘故,故C错误;
D. 物体热胀冷缩,是因为分子的间距随温度的变化而改变,而不是分子的大小变化了,故D错误;
选B.
【例8】在学习了分子动理论后,小宇进行了以下实验:
(1)如图所示,两铅块压紧后粘在了一起,说明两铅块的分子之间存在 。若在下方铅块的挂钩上挂上钩码,两铅块未被拉开,与没挂钩码时相比,此时两铅块接触面分子间的作用力 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)把的染色酒精倒入装有的水的试管中,加盖后颠倒几次使其混合,如图所示,观察液面的位置发现:混合后与混合前相比,总体积 (选填“变大”“变小”或“不变”),这一现象说明了 ;要想使实验现象更明显,应选用内径较 (选填“粗”或“细”)的试管。
【答案】(1)引力 变大 (2) 变小 分子间存在间隙 细
【解析】(1)[1]两铅块压紧后粘在一起,这是分子之间作用力的表现,故两铅块分子之间存在引力;
[2]铅块下方挂上钩码后,铅块之间受到力的作用,所以铅块分子之间距离增大,而分子引力随分子之间距离增大而增大,铅块分子之间距离变大,故分子之间作用力变大;
(2)[1]观察图片发现,颠倒后的液面比酒精和水刚混合时要低,故混合后总体积变小;
[2]由于混合后总体积比刚混合时要低,而分子数量不变,故这是因为分子间存在间隙;
[3] ,体积V不变时,为了使实验现象更明显,应选择底面积s更小的试管,这样液面高度h才更明显,故应选用内径较细的试管。
【变式1】生活处处有物理,下列现象中能够用分子动理论解释的是( )
A.雨后春笋,层出不穷
B.夏日荷塘,阵阵飘香
C.秋雨如诗,轻轻吟唱
D.初冬清晨,枝挂白霜
【答案】B
【解析】A.雨后春笋,层出不穷,描述的是植物生长现象,属于生命活动,与分子动理论无关,故A不符合题意;
B.夏日荷塘,阵阵飘香,是荷花香味分子在空气中做无规则运动的结果,属于扩散现象,可以用分子动理论解释,故B符合题意;
C.秋雨如诗,轻轻吟唱,描述的是下雨现象和声音的传播,属于宏观物理现象,与分子动理论无关,故C不符合题意;
D.初冬清晨,枝挂白霜,是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的固态冰晶,属于物态变化,与分子动理论无直接关系,故D不符合题意。
故选B。
【变式2】从物理学角度,对下列自然现象的解读,正确的是( )
A.“春暖花开,花香四溢”:春天花香扩散的快,表明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.“秋风瑟瑟,黄叶飘零”:这体现了分子在不停地做无规则运动
C.“挤压气球,体积变小”:气球被压缩后体积缩小,说明分子间只存在斥力
D.“寒冬腊月,冰棱垂挂”:冰棱中有空隙,说明分子间存在间隙
【答案】A
【解析】A.花香四溢是分子扩散现象的表现,说明分子在永不停息地做无规则运动(热运动)。温度越高,分子热运动越剧烈,扩散速度越快,因此花香更易被感知,故A正确;
B.黄叶飘零是宏观物体的机械运动,由风力等外力引起,并非分子无规则运动的体现,故B错误;
C.气球被压缩后体积缩小,主要是因为气体分子间距较大,易于压缩,但分子间同时存在引力和斥力,并非只存在斥力,故C错误;
D.冰棱中的空隙是宏观现象,由于凝固过程中夹带空气等原因形成,不能说明分子间存在间隙,故D错误。
故选 A。
【变式3】有关分子动理论,下列说法正确的是( )
A.尘粒在空中飞舞说明分子在不停息地做无规则运动
B.用手抓一把雪,雪的体积缩小了,说明分子间有间隙
C.糖在热水中溶解得更快,说明分子运动的剧烈程度与温度有关
D.吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
【答案】C
【解析】A.尘粒在空中飞舞不是分子运动,是宏观物体的机械运动,不能说明分子在不停息地做无规则运动,故A错误;
B.雪是多孔的,用手抓一把雪,雪的体积缩小了,是孔的体积变小了,不是分子间间隔变小,不能说明分子间有间隙,故B错误;
C.分子的热运动与温度有关,糖在热水中溶解得快,是因为温度越高,分子运动越剧烈,扩散得越快,故C正确;
D.吸盘能牢牢吸在玻璃上,是大气压作用的结果,不能说明分子间存在引力,故D错误。
故选C。
【方法技巧】
方法技巧1 分子热运动
(1)把握必备条件,快解扩散现象问题
①发生扩散现象的必备条件:①不同物质;②彼此接触。
②明确一点:固体、液体、气体之间都可以发生扩散现象。
(2)轻松搞定分子热运动快慢问题
影响分子热运动快慢的因素,我们一般只需要考虑温度。温度越高,分子热运动越剧烈。
(3)抓两点,巧辨分子热运动
①看肉眼是否能观察到——观察不到的是分子热运动;能观察到的是宏观物体的机械运动。
②看是否受到外力影响——分子的热运动是自发的、永不停息的,不受任何外力的影响;宏观物体的运动受到外力的影响。
方法技巧2 三点理解分子间的作用力
(1)当分子间距离大于平衡位置时,分子间作用力对外表现为引力;
(2)当分子间距离小于平衡位置时,分子间作用力对外表现为斥力;
(3)当分子间距离大于分子直径的10倍时,分子间作用力十分微弱,可以忽略。
方法技巧3 用分子动理论解释现象
分子动理论包含:物质由大量的分子、原子构成;分子在永不停息地做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。在解题过程中,分子动理论一般只针对微观运动进行解释,可能只需要应用到其中的一部分知识。
【巩固训练】
1.如图所示,这个实验表明( )
A.物体是由大量分子组成的 B.分子在不停地运动
C.分子间有间隙 D.分子间存在引力
【答案】C
【解析】水和酒精混合后,总体积减小是因为水分子和酒精分子进入了彼此的空隙,故说明分子间存在间隙,故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
2.关于图中的实验,下列叙述正确的是( )
A.图甲:注射器内的液体很难被压缩,说明液体分子间没有间隙
B.图乙:二氧化氮与空气混合,说明分子在做无规则运动
C.图丙:水和酒精混合后总体积变小,说明分子间存在引力
D.图丁:红墨水在热水中扩散得较快,说明温度越高,分子热运动越剧烈
【答案】D
【解析】A.图甲中,注射器内的液体很难被压缩,是因为分子间存在斥力,故A错误;
B.图乙中,二氧化氮气体的密度大于空气的密度,抽去玻璃板后,由于重力的作用,二氧化氮气体会向下运动,不能说明气体分子在不停地做无规则运动,故B错误;
C.图丙中,水和酒精混合后总体积变小,是因为分子之间存在间隙,水分子和酒精分子相互填充到对方的分子间隙中去了,导致总体积减小,故C错误;
D.图丁中,红墨水在热水中比在冷水中扩散得快,这说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散得越快,故D正确。
故选D。
3.有位同学在教室里偷偷吃辣条,很快就因“香气四溢”暴露了。此物理现象说明( )
A.分子间存在间隙 B.分子间存在斥力
C.分子间存在引力 D.分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】由于分子的无规则运动,两种物质彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象表明组成物质的分子在做无规则的运动,还表明分子间存在间隙。有位同学在教室里偷偷吃辣条,很快就因“香气四溢”暴露了,是扩散现象,这个现象说明分子在不停地做无规则运动。故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.将两块光滑的干玻璃放在一起,很容易把它们分开,但是如果在玻璃上洒些水后再将它们放在一起,就很难把它们分开。这一现象说明( )
A.固体分子间没有作用力,而液体分子间有作用力
B.同种分子没有作用力,而异种分子间有作用力
C.任何分子间均有作用力,距离越小,作用力越大
D.水具有黏性,分子间是否具有作用力与此无关
【答案】C
【解析】ABC.无论是固体、液体还是气体,分子间都存在着作用力,同种物质的分子间、异种物质的分子间也都存在作用力,当两块玻璃板间有水时,水分子填充了玻璃板间的空隙,使得玻璃板间的分子距离变得很小,处于分子引力起主要作用的范围内,从而产生很大的引力,使玻璃板很难分开,故AB不符合题意,C符合题意;
D.在玻璃上洒些水后再将它们放在一起,并不是因为水具有黏性,而是水分子的作用力比固体分子间的作用力大,故D不符合题意。
故选C。
5.下列现象中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.雪花飞舞 B.尘土飞扬 C.花香满园 D.柳絮纷飞
【答案】C
【解析】A.雪花飞舞是雪花在运动,属于机械运动,故A不符合题意;
B.尘土飞扬是固体小颗粒的运动,是机械运动,不是分子的运动,故B不符合题意;
C.花香满园属于扩散现象,是分子在不停地做无规则运动的结果,故C符合题意;
D.柳絮纷飞是柳絮在运动,属于机械运动,不是分子的运动,故D不符合题意。
故选C。
6.下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,物体运动越快
B.扩散现象只能在气体之间发生
C.液体具有流动性,说明液体分子之间的作用力比固体的大
D.在教室喷洒消毒剂后,楼道中也能闻到刺鼻的气味,说明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】A.物体温度越高,分子的无规则运动越剧烈,物体不一定运动越快,故A错误;
B.扩散现象在气体、液体、固体之间都可以发生,故B错误;
C.液体具有流动性,说明液体分子之间的距离较大,分子间的作用力比固体的小,故C错误;
D.在教室喷洒消毒剂后,楼道中也能闻到刺鼻的气味,说明分子在不停地做无规则运动,这是一种扩散现象,故D正确。
故选D。
7.物理学与人类的生产生活密切相关。下列俗语、诗词等反映了人类对自然界的一定认识,其中从物理学的角度分析正确的是( )
A.“破镜难圆”说明分子间存在引力
B.“花气袭人知骤暖”说明分子运动的剧烈程度与温度有关
C.“墙内开花墙外香”说明分子间存在斥力
D.“黄沙直上白云间”说明分子在不停地运动
【答案】B
【解析】A.物质是由分子组成的,分子在不停的做无规则运动,温度越高,分子运动越剧烈,分子间存在着相互作用的引力和斥力,“破镜难圆”,是因为破镜碎片间的距离远大于分子引力作用的距离,分子间几乎没有引力的作用,故A错误;
B.“花气袭人知骤暖”说明温度越高,分子无规则运动越剧烈,故B正确;
C.“墙内开花墙外香”是芳香分子不停地做无规则的运动,是扩散现象,故C错误;
D.“黄沙直上白云间”,黄沙是用肉眼能直接看到的宏观物体,做的是机械运动,不属于分子运动,故D错误。
故选B。
8.如图示意了某种物体常见三种状态的微观模型。以下说法正确的是( )
A.甲状态时,分子静止不动,没有能量
B.乙状态时,物体的流动性最明显
C.丙状态时,物体最难被压缩
D.从乙状态到甲状态,分子间的斥力变小
【答案】B
【解析】A.一切物质的分子都在永不停息的做无规则的运动,甲状态时的分子也具有能量,故A错误;
BC.由图可知,甲状态微观模型分子排列紧密,且分子间有强大的作用力,不易被压缩,是固态;乙状态散乱无序,间距很大,分子间作用力很小,是气态;丙状态分子没有固定位置,运动比较自由,是液态。故B正确,C错误;
D.物体从乙状态到甲状态,分子间的引力与斥力都在变大,故D错误。
故选B。
9.合肥烘糕金黄油润,疏松多孔,香酥可口,味美甘甜,具有润肺消喘的功效,被誉为合肥糕点族中的“四大名点”之一。下列有关说法错误的是( )
A.闻到烘糕的香味,说明分子在做无规则运动
B.烘糕可以用肉眼看出有气孔,说明分子间有间隙
C.烘糕中的米粉粘在一起,说明分子之间存在引力
D.烘糕烘烤过程中香味更浓,说明温度越高分子运动越剧烈
【答案】B
【解析】A.闻到烘糕的香味,是由于分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确,不符合题意;
B.烘糕可以用肉眼看出有气孔,是孔洞,不能说明分子间有间隙,故B错误,符合题意;
C.分子之间存在引力和斥力,烘糕中的米粉粘在一起,说明分子之间存在引力,故C正确,不符合题意;
D.烘糕烘烤过程中香味更浓,这是因为温度越高分子运动越剧烈,故D正确,不符合题意。
故选B。
10.“水晶帘动微风起,满架蔷薇一院香。”满架蔷薇花开,整院香味袭人的主要原因是( )
A.分子很小 B.分子在永不停息地运动
C.分子之间有空隙 D.分子之间存在相互作用的引力和斥力
【答案】B
【解析】闻到了满院的蔷薇花香,是扩散现象,是由香味分子永不停息地做无规则运动形成的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
11.贵州炸年糕是一道美食,更是一种情怀,一种对美好生活的追求和向往。吃年糕时会拉出很长的丝,该现象说明( )
A.分子很小 B.分子间存在引力
C.分子在不停地做无规则运动 D.分子之间有间隙
【答案】B
【解析】分子存在引力与斥力,拉年糕时能拉出很长的丝,是因为分子间存在引力,使得年糕的分子不容易分开,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选 B。
12.下列事件中,能表明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.打扫教室地面时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞
B.在水果店里闻到水果的香味
C.用显微镜观察水滴,有细菌在活动
D.下雪时,天空中雪花飘飘
【答案】B
【解析】A.灰尘不是微观粒子,不能说明分子在不停地做无规则运动,故A不符合题意;
B.在水果店里闻到水果的香味,属于扩散现象,是香味分子扩散到人的鼻子里,说明分子在不停地做无规则运动,故B符合题意;
C.细菌是微小生物体,其活动属于宏观运动,与分子运动无关,故C不符合题意;
D.雪花漫天飞舞,是雪花的机械运动,不是分子的运动,故D不符合题意。
故选B。
13.关于如图所示的四个演示实验现象,下列说法中错误的是( )
A.甲:墨水在热水中扩散得快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈
B.乙:悬挂很重的重物后两个铅块仍没有被拉开,说明分子之间存在引力
C.丙:用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,说明分子间存在相互作用的斥力
D.丁:水与酒精混合时,总体积比预计的要小,说明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【解析】A.分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈。墨水在热水中扩散得快,正体现了这一点,故A正确,不符合题意;
B.两个铅块悬挂很重的重物仍没被拉开,是因为分子之间存在引力,使铅块紧密结合,故B正确,不符合题意;
C.用力推入活塞,活塞内的水很难被压缩,是因为分子间存在相互作用的斥力,阻止分子相互靠近,故C正确,不符合题意;
D.水与酒精混合时,总体积比预计的要小,是因为分子间存在间隙,不同分子相互进入彼此的间隙,并非说明分子在不停地做无规则运动,故D错误,符合题意。
故选D。
14.图为蚌埠市某日天气预报情况,根据图中所给信息,下列说法正确的是( )
A.空气中灰尘颗粒的运动属于分子的无规则运动
B.从08:00到10:00,温度升高,分子的无规则运动变剧烈
C.若夜间温度骤降,水蒸气液化成露的过程中分子间距离变大
D.若夜间温度骤降,水蒸气液化成露的过程中分子不再运动
【答案】B
【解析】A.分子的无规则运动是指构成物质的分子永不停息的运动。空气中灰尘颗粒是宏观物体,所以灰尘颗粒的运动不是分子的无规则运动,故A错误;
B.由图可知,08:00时温度为25℃,10:00时温度为27℃,在此期间温度升高。温度是物体内部分子无规则运动剧烈程度的宏观体现,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,故B正确;
C.夜间温度骤降,水蒸气液化成露,物质由气态变为液态。气态物质的分子间距离远大于液态物质的分子间距离,所以该过程中分子间距离变小,故C错误;
D.分子动理论指出,一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。水蒸气液化成露,物质的状态发生改变,但分子依然在做无规则运动,不会停止,故D错误。
故选B。
15.在科学研究中,物理学家们常通过可观测的物理现象,通过科学推理,推测出无法直接感知的物理事实。下列根据这种方法所做出的推测,符合事实的是( )
A.海绵很容易被压缩,说明分子间存在空隙
B.“破镜不能重圆”说明分子间存在斥力
C.“遥知不是雪,为有暗香来”,说明分子在不停地做无规则运动
D.充满空气的气球放入-196℃液氮中,温度降低,气球变扁平,说明分子热运动停止
【答案】C
【解析】A.海绵很容易被压缩,主要是因为海绵是一种多孔材料,在外力作用下发生形变,这种形变是由于海绵内部的空气被挤压出来,而不是因为分子之间的空隙。故A不符合题意;
B.破镜不能重圆是因为玻璃分子之间距离较大,分子作用力不能发挥作用,故B不符合题意;
C.诗句描述的是花的香气随风飘散,这是分子在空气中不断做无规则运动的结果,属于扩散现象。故C符合题意;
D.温度降低会使分子热运动减慢,但不会完全停止。即使在极低温下,分子仍具有热运动,只是运动速度变慢。气球变扁是因为温度降低导致分子之间的间隙变小从而使得球内气体体积减小,而不是分子热运动停止。故D不符合题意。
故选C。
16.下列现象和诗句不能用分子动理论解释的是( )
①一滴水大约有1.5×1022个水分子;②为有暗香来;③千里冰封,万里雪飘;④海绵很容易被压缩;⑤长期放煤的墙角,泥土是黑的;⑥水和酒精混合后体积变小;⑦尘土飞扬;⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物
A.①③⑤ B.①⑤⑥ C.②④⑧ D.③④⑦
【答案】D
【解析】①一滴水大约有1.5×1022个水分子,说明分子很小,物质是由大量分子组成的,故①不符合题意;
②为有暗香来,是分子在永不停息地做无规则运动的结果,故②不符合题意;
③千里冰封,万里雪飘,雪是一个物体,雪飘是物体机械运动,故③符合题意;
④海绵很容易被压缩,海绵中间的孔是物体间的距离,不是分子间隙,故④符合题意;
⑤长期放煤的墙角,泥土是黑的,这是分子在永不停息地做无规则运动的结果,故⑤不符合题意;
⑥水和酒精混合后体积变小,是由于分子存在间隙,故⑥不符合题意;
⑦尘土飞扬,尘土很小,但肉眼可见,尘土飞扬是物体的机械运动,故⑦符合题意;
⑧两铅柱压紧后下端可吊起重物,是分子间存在着相互的引力现象,故⑧不符合题意。故③④⑦不能用分子动理论解释。
故选D。
17.两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体,用玻璃板隔开后按图示放量,抽去玻璃板,保持两瓶口紧贴静置较长时间后,两瓶中气体颜色变得相同。已知瓶中二氧化氮气体的密度比空气的密度大,下列说法正确的是( )
A.此现象能说明分子间存在相互作用的引力
B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成因相同
C.颜色变得相同后,瓶中气体分子停止运动
D.颜色变得相同后,上方瓶中气体密度比空气大
【答案】D
【解析】A.图示中,抽去玻璃板后,红棕色的二氧化氮气体和空气最后会混合在一起,两个瓶中气体的颜色变得相同,这是因为分子在不停地做无规则的运动,而不能说明分子间有相互作用的引力,故A错误;
B.扫地时灰尘飞扬,是颗粒在做机械运动,而不是分子的热运动,故B错误;
C.分子的热运动是永不停息的,颜色相同后,气体分子仍然在做运动,故C错误;
D.原来上方瓶中为空气,现在两瓶颜色相同了,说明密度比空气大的二氧化氮气体与空气混在一起了,所以上方瓶中气体密度比空气密度大,故D正确。
故选D。
18.为了增加钢制零件表面的硬度,需要一道工序,即把零件放入含碳的渗碳剂中,这样碳分子就可以渗入零件的表面层。这道工序利用了物理学中的 现象,要加快碳分子的渗透,可以采用提高 的方法。用手掰钢制零件时,钢制零件很难掰开,这是因为分子间存在 。
【答案】扩散 温度 引力
【解析】[1]碳分子渗入钢制零件表面层是由于分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
[2]温度越高,分子热运动越剧烈,因此提高温度可加快扩散速度。
[3]钢制零件难以掰开,说明分子之间存在相互作用的引力,需要克服引力才能分离。
19.如图所示是物质常见的三种状态,如图所示,其中图乙表示的是物质的 态,其中图 表示的物质其分子相互作用力很小,分子几乎都可以自由运动。
【答案】液 丙
【解析】[1][2]甲图固态时分子间间隙小,排列整齐和紧密;乙图液体时分子间间隙变大,排列不规则;丙图气态时分子间间隙最大,排列杂乱无章,分子相互作用力很小,分子几乎都可以自由运动。
20.艾草含有挥发性芳香油,端午时人们常将其挂于门口驱蚊,能闻到淡淡的艾草香味,这是 现象。有时也会将艾草加水慢火熬煮后沐浴,待艾草水沸腾,香味愈发浓郁,这是因为温度升高,分子的运动越 (选填“剧烈”或“缓慢”)。
【答案】扩散 剧烈
【解析】[1]闻到淡淡的艾草香味,说明艾草香味分子在不停地做无规则运动,这是扩散现象。
[2]用慢火熬煮艾草水沐浴,中药香味会更加浓郁,这说明分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈。
21.用下图的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 (选填“A”或“B”)瓶,根据 现象可知气体发生了扩散。若实验温度分别为①0℃,②4℃,③20℃,④30℃,则在 温度下(填序号)气体扩散最快。
【答案】B 上瓶内的气体颜色会变红 ④
【解析】[1]装二氧化氮的应选B瓶,因为二氧化氮密度比空气大,若选A瓶,易被误认为是重力作用使气体混合,而B瓶在下方,若A瓶出现红棕色,可有力证明是气体扩散(分子无规则运动)导致。
[2]扩散的表现是分子的无规则运动使两种气体逐渐混合,原本A瓶是无色空气,B瓶是红棕色二氧化氮,当发生扩散时,A瓶会出现红棕色,最终两瓶颜色逐渐趋于一致。
[3]分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,扩散也就越快。在给出的温度中,30℃(④)温度最高,所以此时气体扩散最快。
22.“千年古都传宋韵,一城秋风送菊香”,福州人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今;秋天走进西湖公园,浓浓的花香扑面而来,这是 现象。清晨时刻,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴,这是因为分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)。
【答案】扩散 引力
【解析】[1]秋天走进西湖公园,浓浓的花香扑面而来,这是扩散现象,说明香味分子在不停地做无规则运动。
[2]一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴,是分子间引力作用的结果,这既包括使露珠保持形状的水分子间的引力,也包括使露珠附着在花瓣上的水分子与花瓣分子间的引力。
23.进入刚装修完的房屋,我们会闻到一种刺鼻的气味,这气味主要来自装修材料中的甲醛,这是对人体有害的化学物质。这说明 ,这种运动会随气温的升高而 (选填“加剧”或“减缓”)。
【答案】分子在不停地做无规则运动 加剧
【解析】【小题1】[1][2]闻到刺鼻气味是由于甲醛分子运动到空气中,说明分子在不停地做无规则运动;温度升高时,分子热运动更剧烈,扩散现象更明显。
24.“2025北京国际茶业展”在北京展览馆举办,此次活动中,“陕西官茶大师典藏”“传承茯砖茶”2款咸阳茯茶产品获评“五星产品”。泡茶时茶香四溢,说明分子在不停地做 。泡茶时水温越高,茶香越明显,这是因为温度越高,分子热运动越 (选填“剧烈”或“缓慢”)。
【答案】无规则运动 剧烈
【解析】[1]泡茶时茶香四溢,是因为茶叶的香味分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,这说明分子在不停地做无规则运动。
[2]温度越高,分子无规则运动越剧烈,泡茶时水温越高,茶香越明显,这是因为温度越高,分子热运动越剧烈。
25.“千年古都传宋韵,一城秋风送菊香”,自北宋时期,开封人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今;走进龙亭公园,浓浓的花香扑面而来,这是 现象,说明组成物质的分子不停地 ;清晨时刻,一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴(如图所示),这是因为分子间存在 (选填“引力”或“斥力”)。
【答案】扩散 做无规则运动 引力
【解析】[1][2]走进龙亭公园能闻到浓浓的花香,是因为花的香气分子在不停地做无规则运动,进入到空气中,这属于扩散现象。
[3]清晨露珠在花瓣上悬而未滴,是因为分子间存在引力,使得露珠能保持一定的形状而不滴落。
26.春天,在公园锻炼时能闻到阵阵花香,这是一种 现象,此现象说明了 。在一些运动赛事上,许多人都会把国旗贴纸贴在脸上,国旗贴纸能够贴在脸上说明分子间存在 。
【答案】扩散 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动 引力
【解析】[1]不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散现象,闻到阵阵花香,是花香分子进入鼻腔,属于扩散现象。
[2]扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,花香分子正是通过无规则运动扩散到空气中。
[3]分子间存在相互作用的引力和斥力,国旗贴纸能够贴在脸上,是因为分子间的引力使贴纸与脸部紧密贴合。
27.如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验:
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力示数______玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)题目中,图b后横线处应填: (选填“大于”、“小于”、“等于”);
(2)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子在 ;
(3)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在 力;
(4)图c实验表明,分子之间存在 ,引起这一现象的原因是分子间存在 力。
【答案】(1)大于 (2)d 永不停息地做无规则运动 (3)e 引 (4)间隙 斥
【解析】(1)因为分子间存在着相互作用的引力,因此当玻璃板的下表面接触水面,向上拉时会发现拉力示数大于玻璃板的重力。
(2)[1][2]图a中的现象是因为发生了扩散,说明分子在永不停息地做无规则运动;图b中的现象说明分子之间总存在相互作用的引力;图c是因为分子之间有间隔,所以水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;图d是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动;图e是因为说明分子之间总存在相互作用的引力。因此图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子在永不停息地做无规则运动。
(3)[1][2]图a中的现象是因为发生了扩散,说明分子在永不停息地做无规则运动;图b中的现象说明分子之间总存在相互作用的引力;图c是因为分子之间有间隔,所以水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;图d是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动;图e是因为说明分子之间总存在相互作用的引力。因此图b和图e两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在相互作用的引力。
(4)[1][2]图c是因为分子之间有间隔,所以水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积,引起这一现象的原因是分子间存在斥力,使得分子不会紧密的排列在一起,而是保持一定的距离。
28.固态、液态和气态是物质常见的三种状态。如图是某种物质三种状态的微观模型,该物质由图甲状态变为图丙状态时,发生的物态变化为 。
【答案】升华
【解析】从微观结构方面分析:甲中物质分子间距离较小,分子间作用较大,分子排列规则,是固态;丙中物质分子间距离很大,分子间作用几乎为0,分子排列杂乱无章,是气态。物质从固态直接变为气态,是升华。
29.如图所示为研究分子热运动的实验装置,甲、乙两个瓶子中,一个装有红棕色的二氧化氮气体,一个装有空气。已知二氧化氮的密度大于空气的密度,则应在 瓶中装入二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,过一段时间,两个瓶子中的气体颜色基本一致,这属于 现象,这种现象说明气体的分子在不停地 ,也说明分子间存在 。
【答案】乙 扩散 做无规则运动 间隙
【解析】[1]由于二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方,它会因自身密度大而下沉到下方的空气瓶子中,就不能说明分子在不停地做无规则运动,所以应在下方的瓶中装入二氧化氮气体,即乙瓶。
[2][3][4]抽掉玻璃板后,过一段时间,两个瓶子中的气体颜色基本一致,这是因为二氧化氮分子和空气分子彼此进入对方,这种现象属于扩散现象;扩散现象说明气体的分子在不停地做无规则运动,同时也说明分子间存在间隙,否则分子无法彼此进入对方。
30.(1)酒精和水混合后总体积变小,说明 ;
(2)如图,在C、D两个瓶里分别装有温度为、的两种互不反应的气体氧气和氮气,氧气密度大于氮气,D瓶装的是氧气,C瓶装的是氮气,现将玻璃板抽掉,则D瓶里的气体分子是否能运动到C瓶中去? (选填“是”或“否”),你的依据是 ;
(3)用“●”和“○”分别表示氧气和氮气分子,图中最能代表久置后静止的封闭容器中氧气和氮气分布情况的是___________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)分子间有间隙 (2)是 因为构成物质的分子在永不停息地做无规则运动 (3)A
【解析】(1)酒精和水混合后总体积变小,说明分子间有间隙,酒精分子和水分子相互进入彼此的间隙,导致总体积减小。
(2)[1][2]因为构成物质的分子在永不停息地做无规则运动,所以即使D瓶中氧气温度低、密度大,氧气分子也能运动到C瓶中去。
(3)因为分子在永不停息地做无规则运动,久置后氧气和氮气分子会均匀分布在封闭容器中。观察选项,A选项中氧气分子和氮气分子均匀分布,符合要求;B、C、D选项分子分布不均匀。故选A。
31.教材181页上讲到:原子可以分为原子核和核外电子;原子核又可以分为质子和中子;质子和中子又可以再分为夸克,夸克还能再分等等,如下图(a)所示。《吕氏春秋•下贤》:“莫知其始,莫知其终,莫知其门,莫知其端,莫知其源,其大无外,其小无内,此之谓至贵。”结合所学的物理知识,你认为“其小无内”意思是 (写出你的观点);如下图(b)所示为诗人王冕的《南枝春早图》:①墙角数枝梅,②凌寒独自开。③遥知不是雪,④为有暗香来。 (选填序号①②③④即可)反映了“分子不停息地做无规则运动”。
【答案】 (在宇宙中)没有最小,只有更小 ④
【解析】[1]根据“原子可以分为原子核和核外电子;原子核又可以分为质子和中子;质子和中子又可以再分为夸克,夸克还能再分等等”可知,物质是可以不断细分的,没有最小的微粒,所以“其小无内”意思是(在宇宙中)没有最小,只有更小。
[2]①墙角数枝梅:描述的是梅花生长在墙角的位置这一客观存在的景象,只是在说梅花的分布,没有涉及分子的运动;
②凌寒独自开:体现的是梅花在寒冷的环境中独自开放的状态,强调的是梅花的生长、开放情况,和分子无规则运动没有关联;
③遥知不是雪:是从远处通过视觉判断那不是雪,依靠的是视觉对物体外观的识别,没有涉及分子层面的无规则运动;
④为有暗香来:能闻到梅花的香气,是因为梅花的香气分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,被人嗅觉感知到。
综上,④反映了“分子不停息地做无规则运动”。
32.在学习走进微观和看不见的运动时,小为做了如下实验。
(1)如图1甲、乙所示,为了有力地证明气体发生扩散,应选择 (选填“甲”或“乙”)实验装置更合理。
(2)如图2,将50mL酒精和50mL水充分混合后总体积会 (选填“变大”、“变小”或“不变”),此现象说明分子间有 。
(3)如图3,向配有活塞的厚玻璃筒注入一些水,用力压活塞,发现水的体积没有明显变小。此现象说明 。
【答案】(1)甲 (2)变小 间隙 (3)液体分子间存在斥力
【解析】(1)通常用装有红棕色二氧化氮气体和空气的瓶子来演示气体扩散实验,二氧化氮气体密度比空气大。若按乙装置,二氧化氮在上方,可能因重力作用“进入空气瓶”,不能有力说明是分子无规则运动导致的扩散。而甲装置中,二氧化氮在下方,抽去玻璃板后,它能向上扩散到空气瓶中,就能更有力地证明气体分子在不停地做无规则运动,发生了扩散现象,应选择甲实验装置更合理。
(2)[1][2]酒精和水混合时,由于分子间存在间隙,酒精分子和水分子会相互进入对方分子的间隙中,所以总体积会变小。
(3)分子间同时存在引力和斥力。当用力压活塞时,水的体积没有明显变小,说明液体分子间距离较小时,斥力较大,阻碍了分子间距离进一步减小,即液体分子间存在斥力。
33.按要求完成填空。
(1)如图甲所示,红墨水在热水中比冷水中扩散的快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与 有关;
(2)如图乙所示,用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和煤油加热(不考虑热损失),在时间相同的情况下,水比煤油温度升高的少,也可以说,要使质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量比煤油吸收的热量 ,则水和煤油比热容较大的是 。
【答案】(1)温度 (2)多 水
【解析】(1)分子热运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈。所以红墨水在热水中比冷水中扩散的快,说明分子做无规则运动的剧烈程度与温度有关。
(2)[1][2]用相同的加热器给质量相同的水和煤油加热,加热相同时间,吸收的热量相同,而水温度升高的少,由可知水的比热容较大。则质量相同的水和煤油升高相同的温度,水的比热容较大,由Q=cmΔt可知,则水吸收的热量较多。
34.如图所示的是我们在学习分子热运动时做过的一些实验。
(1)如图甲,把一块玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上提,观察到弹簧测力计示数大于玻璃板所受的重力,说明了分子间存在 力;
(2)如图乙所示,在注射器中注满水,用手指封闭注射器的筒口,发现活塞很难推动,此现象说明分子间存在 力。而把水换成空气后,发现活塞能推动一些,说明 (选填“气体”或“液体”)分子间作用力更大;
(3)如图丙所示,酒精与染色的水密封在试管中,开始时界面十分清晰,两种液体混合均匀了,并且总体积减小;
①该实验现象说明分子在不停地做 运动,实验中先加水后加酒精,这是为了避免 对实验的影响;
②液体混合后总体积变小,说明分子间有 。
【答案】(1)引 (2)斥 液体 (3)无规则 重力 间隙
【解析】(1)让弹簧测力计缓缓下降使玻璃板水平接触水面,接着稍稍用力拉起玻璃板,在玻璃板离开水面时,弹簧测力计的读数等于玻璃板的重力加上分子间的引力,因此弹簧测力计的示数大于玻璃板自身的重力。
(2)[1]用注射器抽取半筒水,排出内部空气,用手指封闭注射器的筒口,向里推压注射器的活塞感觉很困难,此现象说明分子间存在斥力。
[2]而把水换成空气后,发现活塞能推动一些,说明液体分子间作用力更大。
(3)[1]酒精与染色的水密封在试管中,开始时界面十分清晰,若干天之后,两种液体混合均匀了,这说明分子在不停地做无规则运动。
[2]由于水的密度大于酒精的密度,实验中先加水后加酒精,这是为了避免重力对实验的影响。
[3]水和酒精的总体积减小,表明水分子和酒精分子进入了对方的间隙中,说明分子间有间隙。
35.分析实验现象,回答相关问题。
(1)甲图说明分子在 。实验时,、瓶位置 (选填“可以”或“不可以”)互换;
(2)如图乙所示,小磊同学取来两只相同的玻璃杯,分别在玻璃杯中装入 相同的热水和冷水,各滴入一滴等量的红墨水。选用热水和冷水的目的是比较 (均选填“质量”或“温度”)对分子热运动快慢的影响;
(3)玻璃杯中的水颜色逐渐变红,观察到的实验现象是 (选填“热水”或“冷水”)杯中水的颜色变化快,这说明温度越高,分子运动越 。
【答案】(1)不停地做无规则运动 不可以 (2)质量 温度 (3)热水 剧烈
【解析】(1)[1]气体混合是因为二氧化氮分子和空气分子彼此进入对方,说明分子在不停地做无规则运动。
[2]若互换位置,由于二氧化氮密度大于空气,会因重力作用自然向下运动,无法区分气体是因为分子的无规则运动还是因为重力导致的下沉而混合,因此A、B两瓶不可以互换位置。
(2)[1]此实验应用的是控制变量法,已经出现一个变量(温度),所以其他可能影响实验的变量应不变,故应采用相同质量的水。
[2]控制变量法只改变要研究的变量,由题知,采用的为冷水和热水,改变的量为温度,因此本实验是为了研究温度对分子热运动快慢的影响。
(3)[1][2]分子热运动的快慢与温度直接相关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,红墨水扩散速度越快,故观察到的现象为热水杯中水的颜色变化快。同样,由此现象也可以证明温度越高,分子无规则运动越剧烈。
36.在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子,使两个瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,如图所示。抽掉玻璃板后,保持两瓶口紧贴静置较长时间,两瓶中气体的颜色变得相同。
(1)两瓶中气体的颜色变得相同,说明分子 ;
(2)分别在不同室温下进行实验,发现温度越高时,两瓶中气体颜色变均匀所用时间越短,说明温度越高, ;
(3)若把装红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面,装空气的瓶子放在下面,抽掉玻璃板后,两瓶中气体的颜色 (选填“会”或“不会”)变得相同,若在太空失重环境中,扩散现象 (选填“能”或“不能”)发生。
【答案】(1)在永不停息地做无规则运动 (2)分子运动越剧烈 (3)会 能
【解析】(1)两瓶中气体的颜色变得相同,这是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
(2)分别在不同室温下进行实验,发现温度越高时,两瓶中气体颜色变得均匀所用时间更短,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈。
(3)[1]若把装红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面,装空气的瓶子放在下面,抽掉玻璃板后,由于二氧化氮气体密度比空气大,在重力作用下也会向下运动,且分子在永不停息地做无规则运动,所以两瓶中气体的颜色会变得相同。
[2]分子在永不停息地做无规则运动,若在太空失重环境中,扩散现象能发生。
37.
(1)如图甲所示的装置可用来演示气体扩散现象.其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体,另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 (填“上”或“下”)瓶.气体混合均匀后,气体分子 (选填“继续”或“停止”)运动;
(2)如图乙所示,把一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下,读出测力计的示数G.使玻璃板水平接触水面,然后缓慢向上拉玻璃板,弹簧测力计的示数为F,发现F G(选填“>”或“<”),产生此现象的原因是分子间存在 (选填“引力”或“斥力”);
(3)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将C、D两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热,记录数据,并绘制出如图丙所示的图像(不计热量损失),实验时,选用初温和 均相等的C、D两种液体;D液体的比热容是C液体比热容的 倍。
【答案】(1)下 继续 (2)> 引力 (3)质量 2
【解析】(1)[1][2]二氧化氮气体密度比空气大,为避免重力的影响,二氧化氮气体应该装在下瓶,由于分子在永不停息地做无规则运动,气体混合均匀后,气体分子会继续运动。
(2)[1][2]因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故弹簧测力计要将玻璃拉起需提供比玻璃重力大的力,即。
(3)[1]要研究两种液体的吸热本领,由图知道,应控制两个烧杯中所装的C、D两种液体的初温相同,根据控制变量法,还要控制液体的质量相等,通过比较升高相同的温度需要的加热时间(或加热相同的时间比较升高的温度)来比较不同物质的吸热能力。
[2]根据图像知道,C加热10min温度的变化量等于D加热20min温度的变化量,所以,,并且,由 知道,
38.如图是一组实验,根据实验完成填空。
(1)图中在两个同样的烧杯中装等量的热水和冷水。用相同的滴管同时分别向两个烧杯中滴入一滴墨水且热水中的墨水比冷水中的墨水扩散得快。说明 ;
(2)图中向一端玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变 ,说明 ;
(3)如图所示的装置,注射器中封入一定量的水,用手推动活塞。感觉越推越困难。说明 ;
(4)图中把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变 ,说明 。
【答案】(1)温度越高分子运动越剧烈 (2)小 分子间有间隙 (3)分子间有斥力 (4)大 分子间有引力
【解析】(1)热水的温度比冷水的高,墨水在热水中的扩散比在冷水中的快,而扩散是因为分子在不停地做无规则的运动,所以说明分子的热运动与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈。
(2)[1][2]向玻璃管中注水至一半,再注入酒精直至充满,反复翻转后,液面的位置低于管口,体积比注入的水和酒精的总体积小,说明水分子和酒精分子相互进入了对方分子的空隙中,则分子间有间隙。
(3)用手推动封入一定量水的注射器的活塞,注射器中的水被压缩,感觉越推越困难,则分子间有作用力,此时的作用力表现为斥力。
(4)[1][2]在玻璃板未离开水面时,水分子与玻璃分子紧密接触,分子间的引力使得水分子会 “附着” 在玻璃表面。当向上拉玻璃板时,除了克服玻璃板自身的重力,还需要额外克服分子间的这种引力,因此弹簧测力计的示数会大于玻璃板的实际重力,表现出 “示数变大” 的现象,该实验直接证明了分子间存在引力。
39.如图所示现象,请回答问题:
(1)如图所示,甲、乙两个相同的透明玻璃水杯中盛有质量相等、温度不同的纯净水,其中一杯是80℃的热水,另一杯是5℃的冷水,它们都静静地放置在水平桌面上。同时向两个水杯中滴入一滴碳素墨水,过几分钟后观察到如图所示的现象。在甲、乙两个水杯中,盛有热水的是 杯。
(2)如图所示,图(a)是一个铁丝圈,中间较松地系着一根棉线;图(b)是浸过肥皂水并附着肥皂液膜的铁丝圈;图(c)表示用手轻轻地碰一下棉线的任意一侧;图(d)表示这侧的肥皂液膜破了,棉线被拉向另一侧,这一实验说明了分子间存在 。
(3)如图所示,往装有水的量筒中注入的酒精,水和酒精混合后的总体积小于,这说明分子间存在 。
(4)如图所示装置是气体扩散的实验装置,实验中应该将密度较大的气体放置在 (填“A”或“B”)瓶中,这样可以忽略气体的 (选填“比热容”、“密度”或“热值”)因素对实验产生的影响。
(5)图中在注射器里装入一些水,用手很难推动活塞将其压缩,说明分子之间存在 。
【答案】(1)乙 (2)引力 (3)间隙 (4)B 密度 (5)斥力
【解析】(1)由于热水的温度高,故分子运动剧烈,热水中的墨水扩散的快,故乙杯中是热水。
(2)观察图可知,用手轻轻地碰一下附着肥皂液膜棉线的任意一侧,这一侧的肥皂液薄膜破了,棉线被拉向了另一侧,这是由于分子间存在引力。
(3)水分子和酒精分子在不停地做无规则的运动,因为分子间存在着空隙,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,所以酒精和水混合后的总体积小于酒精和水的体积之和。
(4)[1][2]二氧化氮气体的颜色是红棕色的,而且比空气的密度大,为了使实验更有说服力,应将二氧化氮气态放在B瓶,这样可以忽略气体的密度对实验产生的影响。如果将两个瓶口对在一起,则二氧化氮气体分子会向空气中运动,所以B瓶内的气体颜色会变淡,A瓶内的气体颜色会变红,发生了扩散,扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动。
(5)分子之间存在相互作用的斥力和引力,在封闭的注射器里装入一些水,用手推动活塞,但水不容易被压缩,说明分子之间存在斥力。
40.(2025·江苏盐城·三模)随着户外运动的普及,速干衣的面料性能成为关注焦点,小明为研究哪种面料更适合制作速干衣,准备了面积、厚度相同的四种面料(聚酯、尼龙、混纺、纯棉),进行如下实验:
实验一:测试面料吸湿能力
1.将不同面料平铺,使用相同的滴管滴 2mL水在表面
2.记录水珠完全扩散(被面料吸收)的时间,观察扩散面积
实验二:测试面料水分蒸发能力
1.将面料浸水后拧干至相同湿度,悬挂于恒湿箱(25.0℃,湿度50%)中
2.用高精度电子秤测量面科初始总质量,并每隔5分钟称重一次,记录完全干燥时间
下表为小明实验过程的数据记录袭,分析以下数据:
面料类型
面料干重/g
滴水扩散时间/s
扩散直径/cm
初始总质量/g
完全干燥时间/min
聚酯
50
15
3.5
150
25
尼龙
48
30
2.8
150
35
混纺
45
45
2.2
150
50
纯棉
40
120
1.5
150
90
(1)在其他条件相同时,面料滴水扩散越快,扩散面积越 (选填“大”或“小”);
(2)水在蒸发过程中需要 (选填“吸收”或“放出”)热量,这是通过的 方式改变水的内能;
(3)在测试面料水分蒸发能力时, (选填“需要”或“不需要”)将四种面料全部展开悬挂于恒温箱内;
(4)混纺面料蒸发掉的水量为 g;
(5)从吸湿性和速干性综合判断,最适合制作速干衣的面料是 。
【答案】(1)大 (2)吸收 热传递 (3)需要 (4)105 (5)聚酯
【解析】【小题1】观察实验数据,对比不同面料的滴水扩散时间和扩散直径。例如聚酯面料滴水扩散时间为 15s,扩散直径为 3.5cm;纯棉面料滴水扩散时间为 120s,扩散直径为 1.5cm。可以发现,滴水扩散时间越短(即扩散越快),扩散直径越大。所以在其他条件相同时,面料滴水扩散越快,扩散面积越大。
【小题2】[1][2]水在蒸发过程中,从液态变为气态,需要吸收热量。这一过程中,水吸收周围环境的热量,是通过热传递的方式改变水的内能。
【小题3】在测试面料水分蒸发能力时,为了保证实验的科学性和准确性,需要控制变量,将四种面料全部展开悬挂于恒温箱内,这样可以温度,湿度等条件相同,只研究面料种类对水分蒸发能力的影响。
【小题4】混纺面料初始总质量为150g,面料干重45g,那么蒸发掉的水量为
【小题5】制作速干衣需要面料既具有一定的吸湿性(能快速吸收水分),又具有良好的速干性(能快速蒸发掉水分)。
从实验数据看,聚酯面料滴水扩散时间较短(15s),说明吸湿性较好,完全干燥时间也较短(25min),说明速干性也不错;尼龙面料滴水扩散时间和完全干燥时间相对较长;混纺面料各项数据更差;纯棉面料滴水扩散时间和完全干燥时间都最长。综合比较,最适合制作速干衣的面料是聚酯。
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