7.1 分子动理论 同步作业 -2025-2026学年高二下学期（中职）物理高教版(2021)机械建筑类

主题七 热现象及其应用 第一节 分子动理论同步作业 一、选择题（本题共12小题，每小题3分，共36分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 下列关于分子动理论基本观点的说法，正确的是（ ） A. 物质是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小微粒 B. 分子在永不停息地做无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈 C. 分子间不存在相互作用力 D. 分子的运动轨迹是可以精确描述的 2. 建筑施工中，闻到油漆的气味，这一现象主要说明（ ） A. 分子间有间隙 B. 分子在做无规则运动 C. 分子间有引力 D. 分子间有斥力 3. 关于分子热运动的说法，正确的是（ ） A. 分子热运动是指分子的定向运动 B. 固体分子不做热运动 C. 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大 D. 0℃时，分子的热运动停止 4. 分子间同时存在引力和斥力，下列说法正确的是（ ） A. 分子间距离增大时，引力增大，斥力减小 B. 分子间距离减小时，引力和斥力都增大，且斥力增大得更快 C. 分子间距离等于r₀时，引力为零，斥力不为零 D. 分子间距离大于r₀时，只存在引力，不存在斥力 5. 机械加工中，将两个表面光滑的金属块紧压后能黏在一起，这一现象说明（ ） A. 分子在做无规则运动 B. 分子间有间隙 C. 分子间有引力 D. 分子间有斥力 6. 关于温度的物理意义，下列说法正确的是（ ） A. 温度是物体冷热程度的宏观反映，与分子运动无关 B. 温度越高，物体内每个分子的动能都越大 C. 温度是分子平均动能的标志，反映大量分子热运动的平均剧烈程度 D. 温度的单位是焦耳（J） 7. 建筑材料中的钢筋在温度升高时会伸长，这一现象的微观原因是（ ） A. 分子间的引力增大 B. 分子间的斥力增大 C. 分子的热运动加剧，分子间距离增大 D. 分子的体积增大 8. 下列现象中，不能用分子动理论解释的是（ ） A. 建筑施工中，灰尘飞扬 B. 酒精与水混合后总体积变小 C. 冬天搓手会发热 D. 铁块很难被压缩 9. 关于分子间作用力的应用，下列说法正确的是（ ） A. 机械零件的紧固利用了分子间的斥力 B. 建筑用胶水黏合材料利用了分子间的引力 C. 冰块融化是因为分子间的引力消失 D. 液体很难被压缩是因为分子间没有间隙 10. 当分子间距离r > r₀时，分子间的作用力表现为（ ） A. 引力 B. 斥力 C. 引力和斥力平衡 D. 没有作用力 11. 机械焊接过程中，高温使金属熔化后再凝固，焊接处能牢固结合，这一过程利用了分子动理论的哪个观点（ ） A. 分子在永不停息地做无规则运动 B. 分子间有间隙 C. 分子间有引力 D. 温度越高，分子运动越剧烈 12. 关于分子动理论与热现象的关系，下列说法正确的是（ ） A. 所有热现象都可以用分子动理论解释 B. 分子动理论仅适用于气体，不适用于固体和液体 C. 热传递的实质是分子热运动的剧烈程度传递 D. 物体的内能与分子的热运动无关 二、填空题（本题共6小题，共24分） 13. 分子动理论的三个基本观点是：①物质是由大量__________组成的；②分子在永不停息地做__________运动；③分子间存在相互作用的__________和__________。 14. 分子的无规则运动叫做__________，其剧烈程度与__________有关，__________越高，分子热运动越剧烈。 15. 温度是__________的标志，其国际单位是__________（K），常用单位是摄氏度（℃），两者的换算关系为T=__________。 16. 分子间的引力和斥力是同时存在的，当分子间距离r=r₀时，引力__________斥力，分子间作用力为__________；当r < r₀时，__________力大于__________力，作用力表现为斥力。 17. 建筑材料中的木材、钢材等都具有一定的硬度，这是因为分子间存在__________；液体和固体很难被压缩，是因为分子间存在__________。 18. 机械加工中，摩擦生热的微观本质是：克服__________做功，使分子的__________增大，温度升高；建筑施工中，混凝土凝固时会放热，是因为分子间的__________减小，内能转化为热能。 三、简答题（本题共2小题，每小题8分，共16分） 19. 结合机械建筑专业场景，画出“建筑钢材分子间作用力模型示意图”（标注分子、分子间距离r、平衡距离r₀、引力F引、斥力F斥及合力F合），并简述分子间作用力随分子间距离变化的规律；说明为什么建筑施工中，冬季施工需要对混凝土采取保温措施，从分子动理论角度解释混凝土凝固与温度的关系。 20. 机械部件的摩擦磨损是建筑施工设备常见的问题，结合分子动理论分析摩擦生热的原因及对机械部件的影响；说明为什么润滑油能减少机械部件的磨损，从分子间作用力和分子热运动的角度解释其原理；简述在建筑施工中，如何通过控制温度来延长机械设备的使用寿命。 四、综合应用题（本题共2小题，第21题10分，第22题14分，共24分） 21. 结合分子动理论的知识，回答下列问题： （1）建筑施工中，将水泥、沙子、水混合成混凝土，混合后总体积略小于混合前三者体积之和，用分子动理论解释这一现象； （2）机械加工中，一根铁棒温度从20℃升高到80℃，分析铁棒内分子的平均动能、分子间距离及铁棒体积的变化； （3）若将两个表面干净的铅块紧压在一起，它们会黏合在一起，甚至能吊起一定质量的物体，用分子动理论解释这一现象，并说明如果铅块表面有灰尘，是否还能达到同样的效果，为什么。 22. 结合分子动理论及机械建筑专业应用，回答下列问题： （1）建筑中的砖墙在长期使用后会出现松动现象，从分子动理论角度分析可能的原因（至少两点）； （2）机械传动装置中，齿轮相互啮合时会产生摩擦热，若齿轮温度过高，会导致齿轮变形，影响传动精度，结合分子动理论解释齿轮温度过高变形的微观原因； （3）建筑施工中，使用电热毯对冬季浇筑的混凝土进行保温，说明电热毯保温如何促进混凝土凝固，从分子热运动和分子间作用力的角度分析； （4）某机械部件的材料分子间平衡距离r₀=10⁻¹⁰m，当分子间距离增大到10⁻⁹m时，分子间作用力表现为引力还是斥力？若要使分子间作用力表现为斥力，分子间距离需要满足什么条件？结合这一规律，说明机械零件为什么不能过度拉伸或压缩。 参考答案 一、选择题（每小题3分，共36分） 1. B 2. B 3. C 4. B 5. C 6. C 7. C 8. A 9. B 10. A 11. C 12. A 二、填空题（每空2分，共24分） 13. 分子；无规则；引力；斥力 14. 分子热运动；温度；温度 15. 分子平均动能；开尔文；t + 273.15 16. 等于；零；斥；引 17. 引力；斥力 18. 分子间作用力（摩擦力）；平均动能；势能 三、简答题（每小题8分，共16分） 19. 建筑钢材分子间作用力模型示意图描述：画两个相邻的球形分子，标注“分子”；用双向箭头标注分子间距离r，在两分子中间标注平衡距离r₀；用指向对方的箭头标注“F引（引力）”，用背离对方的箭头标注“F斥（斥力）”；当r=r₀时，标注“F合=0（合力为零）”；当r > r₀时，标注“F引 > F斥，F合为引力”；当r < r₀时，标注“F斥 > F引，F合为斥力”。 分子间作用力变化规律：①当分子间距离r = r₀（平衡距离）时，引力与斥力大小相等、方向相反，合力为零；②当r > r₀时，引力和斥力都随距离增大而减小，且斥力减小得更快，合力表现为引力；③当r < r₀时，引力和斥力都随距离减小而增大，且斥力增大得更快，合力表现为斥力；④当r远大于r₀时，引力和斥力都趋近于零，分子间作用力可忽略。 冬季混凝土保温原因：混凝土凝固过程是水泥、沙子等颗粒通过分子间作用力结合的过程，温度影响分子热运动的剧烈程度；冬季温度低，分子热运动缓慢，分子间的引力难以有效发挥作用，混凝土凝固速度变慢，甚至可能因水分结冰导致结构疏松；保温措施可提高环境温度，加快分子热运动，使分子间更容易通过引力结合，保证混凝土的凝固质量和强度。 20. 摩擦生热原因及影响：①原因：机械部件摩擦时，外力克服分子间的摩擦力做功，使分子的热运动加剧，分子平均动能增大，温度升高，即机械能转化为内能；②影响：温度过高会导致部件材料的分子间作用力减弱，硬度降低，出现磨损、变形，甚至影响部件的使用寿命和工作精度。 润滑油减磨原理：①润滑油分子会吸附在机械部件的表面，形成一层油膜，使两个摩擦表面分离，避免金属分子直接接触，减小分子间的摩擦力；②润滑油分子间的引力较小，分子热运动更自由，能有效减小摩擦过程中的能量损耗，降低部件温度，从而减少磨损。 温度控制延长设备寿命的措施：①避免设备长时间超负荷工作，防止摩擦生热导致温度过高；②定期添加润滑油，通过油膜散热和减磨作用控制温度；③在高温环境下施工时，给设备配备散热装置（如风扇、冷却剂），降低部件温度；④冬季施工时，对设备进行预热，避免低温导致分子间作用力减弱，部件脆性增大而损坏。 四、综合应用题（共24分） 21. （1）解释：根据分子动理论，分子间存在间隙；水泥、沙子、水混合时，水分子和水泥、沙子的分子会相互填充彼此间的间隙，导致混合后的总体积略小于混合前三者体积之和。 （2）变化分析：①分子平均动能：温度升高，分子热运动加剧，分子平均动能增大；②分子间距离：温度升高，分子热运动的剧烈程度增加，分子间的斥力相对增大，分子间距离略有增大；③铁棒体积：分子间距离增大，宏观上表现为铁棒体积膨胀（热胀冷缩）。 （3）黏合现象解释：两个表面干净的铅块紧压时，铅块表面的分子间距离减小到r₀附近，分子间的引力显著增大，将两个铅块黏合在一起；表面有灰尘的效果：不能达到同样的效果，因为灰尘会阻碍铅块表面的分子直接接触，使分子间距离远大于r₀，分子间引力微弱，无法产生足够的黏合力。 答：（1）分子间存在间隙，混合时分子相互填充间隙；（2）分子平均动能增大，分子间距离增大，铁棒体积膨胀；（3）分子间引力作用，表面有灰尘不能黏合，因灰尘阻碍分子接触。 22. （1）砖墙松动的分子动理论原因：①长期使用过程中，砖墙受到外界振动（如施工、车辆通行），导致砖与砖之间的分子间距离增大，分子间引力减弱；②环境温度的变化（热胀冷缩）使砖和水泥的分子间距离反复变化，长期下来分子间的结合力逐渐减弱，最终出现松动。 （2）齿轮高温变形的微观原因：齿轮温度过高时，分子热运动剧烈，分子平均动能增大，分子间的引力和斥力都减弱，分子间距离显著增大；宏观上表现为齿轮体积膨胀、形状变形，影响传动精度。 （3）电热毯保温促进混凝土凝固的原理：①电热毯加热使混凝土的温度升高，分子热运动加剧，水泥、沙子和水的分子更容易相互靠近，分子间的引力增大，加速凝固过程；②温度升高能避免水分结冰，保证分子间的相互作用正常进行，提高混凝土的凝固质量。 （4）分子间作用力判断：①当分子间距离r=10⁻⁹m > r₀=10⁻¹⁰m时，分子间作用力表现为引力；②要使分子间作用力表现为斥力，需满足分子间距离r < r₀=10⁻¹⁰m；③机械零件不能过度拉伸或压缩的原因：过度拉伸会使分子间距离远大于r₀，分子间引力急剧减弱，零件会发生塑性变形甚至断裂；过度压缩会使分子间距离远小于r₀，分子间斥力急剧增大，零件会发生弹性形变甚至损坏，影响其使用性能。 答：（1）振动导致分子间距离增大、温度变化削弱分子间作用力；（2）高温使分子热运动加剧，分子间距离增大导致变形；（3）升温加快分子热运动，增强分子间引力，避免水分结冰；（4）表现为引力，r < 10⁻¹⁰m时为斥力，过度拉伸或压缩会破坏分子间作用力，损坏零件。 学科网（北京）股份有限公司 $