1.2 分子热运动与分子力 导学案 -2025-2026学年高二下学期物理粤教版选择性必修第三册

粤教版（2019）选择性必修第三册导学案 1.2 分子热运动与分子力 一．分子热运动 1．扩散现象 ①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散。 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，而是由物质分子的无规则运动产生的。 理解： 1.(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 2．分子间有空隙 (1)气体分子的空隙：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)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。 (3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，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．布朗运动 (1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。 (2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。 (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。 理解：①永不停息、无规则运动。 ②颗粒越小，运动越明显。 ③温度越高，运动越剧烈。 ④运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。 ⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。 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，分子的热运动越激烈。 二、分子力 1.分子间的相互作用力 (1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力。实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。 (2)分子间的相互作用力的特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，斥力比引力变化更快。 (3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m) 距离 分子力F F ­r图象 r＝r0 F引＝F斥 F＝0 r＜r0 F引＜F斥 F为斥力 r＞r0 F引＞F斥 F为引力 r＞10r0 F引＝F斥＝0 F＝0 2.特别提醒： 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 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 3.补充内容： 分子的势能 (1)意义 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。 (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——决定于体积和状态。 (3)分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取r→∞处分子势能Ep＝0)。 ①当r＞r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。 ②当r＜r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。 ③当r＝r0时，分子势能最小。 考点一：扩散现象与布朗运动 例1.陆游在诗作《村居山喜》中写到“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是（　　） A．气体分子之间存在着空隙 B．气体分子在永不停息地做无规则运动 C．气体分子之间存在着相互作用力 D．气体分子组成的系统具有分子势能 【答案】B 【详解】从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是气体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确，ACD错误。 故选B。 例2.今年4月11日至13日，受较强冷空气的影响，华北地区出现历史同期罕见的持续性大风，北方大部分地区还伴随有沙尘天气。关于沙尘颗粒的运动，下列说法正确的是（　　） A．沙尘颗粒的运动属于布朗运动 B．沙尘颗粒的运动主要由气流（风）驱动，属于宏观尺度的机械运动，不属于布朗运动 C．布朗运动是液体或气体分子的热运动 D．布朗运动反映了分子之间存在斥力 【答案】B 【详解】ABC．布朗运动是微粒被分子撞击做无规则运动，肉眼观察不到，沙尘颗粒的运动不属于布朗运动，属于宏观尺度的机械运动，故AC错误，B正确； D．布朗运动反映了分子在做永不停歇的无规则运动，故D错误； 故选 B。 例3. 在长期放着煤的墙角处，地面和墙角有相当厚的一层染上黑色，这说明（　　） A．煤是由大量分子组成的 B．分子是在不停地运动 C．分子间没有空隙 D．分子运动有时会停止 【答案】B 【详解】在长期放着煤的墙角处，地面和墙角壁面相当厚的一层染上了黑色，这是扩散现象，而扩散现象产生的根本原因是分子在永不停息地运动着和分子间存在空隙。 故选B。 例4.疫情期间，动态清零较好地解决了发展与防疫之间的关系。研究发现，新冠病毒也可通过气溶胶的形式传播，现测得气溶胶的大约在10－7 ~ 10－5m之间，新冠病毒的大小约为60 ~ 140nm，布朗粒子的尺寸大约在10－5 ~ 10－3cm之间，关于病毒传播下列说法中正确的是（   ） A．新冠病毒是由多个蛋白质分子构成，在空气中可做布朗运动 B．新冠病毒通过气溶胶传播，温度越高，传播越慢 C．相对新冠病毒而言，气溶胶更容易透过口罩传播 D．扩散是新冠病毒在空气中传播的主要方式之一 【答案】A 【详解】A．由题知，气溶胶的大约在10－7 ~ 10－5m之间，而布朗粒子的尺寸大约在10－5 ~ 10－3cm之间，则气溶胶的尺寸大小符合布朗运动的体积，所以气溶胶悬浮在密闭空间空气中的运动属于布朗运动，故A正确； B．新冠病毒通过气溶胶传播，做布朗运动，温度越高，布朗运动越明显，则传播越快，故B错误； C．由题知，新冠病毒的大小约为60 ~ 140nm，即6 × 10－8 ~ 1.4 × 10－7m，而气溶胶的大约在10－7 ~ 10－5m之间，则新冠病毒更容易透过口罩传播，故C错误； D．扩散是分子的无规则运动，不是新冠病毒在空气中传播的主要方式之一，故D错误。 故选A。 例5.图1为已剥皮的茶叶蛋，图2为显微镜及镜头下悬浮在水中的小碳粒每隔的位置连线，下列说法正确的是（    ） A．剥皮的茶叶蛋外层的棕色纹理，是佐料中的色素分子扩散到蛋清中形成的 B．在0℃时，色素分子将不再做无规则运动 C．在的时间间隔内，小碳粒做直线运动 D．布朗运动就是小碳粒内部碳分子的无规则运动 【答案】A 【详解】A．剥皮的茶叶蛋外层的棕色纹理，是佐料中的色素分子扩散到蛋清中形成的，故A正确； B．分子的热运动是永不停息，温度的高低只能影响分子运动的快慢，在0℃时，色素分子将仍做无规则运动，故B错误； C．小碳粒每隔的位置连线，不是小碳粒的运动轨迹，小碳粒做无规则运动，故C错误； D．布朗运动悬浮在液体中的小碳粒的无规则运动，不是小碳粒内部碳分子的无规则运动，故D错误。 故选A。 例6.我们在实验室用酒精进行实验时，整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味，这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是（　　） A．扩散现象只发生在气体、液体之间 B．扩散现象说明分子在不停息地运动 C．温度越高时扩散现象越剧烈 D．扩散现象说明分子间存在着间隙 【答案】A 【详解】A．气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象，故A错误； B．扩散现象本身就是由分子不停地做无规则运动产生的，故B正确； C．物体的温度越高，分子的热运动就越快，扩散就越快，故C正确； D．不同的物质在相互接触时可以彼此进入对方属于扩散现象，扩散现象说明分子间存在着间隙，故D正确。 本题选错误的，故选A。 考点二：分子热运动 例1.在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力 B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程 C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动 D．温度升高，所有金属原子动能均增大 【答案】B 【详解】A．分子间同时存在引力和斥力，原子渗透是因分子热运动，故A错误； B．温度升高，原子热运动加剧，扩散速率加快，故B正确； C．原子永不停息地做无规则运动，扩散完成后仍会运动，故C错误； D．温度升高，平均动能增大，并非所有原子动能均增大，故D错误。 故选B。 例2.将墨汁滴入水中，用显微镜观察，则下列说法正确的是（　　） A．显微镜下炭粒的运动，是布朗运动 B．显微镜下可以直接观察到水分子撞击炭粒 C．炭粒越大，撞击的分子数越多，无规则运动越明显 D．如果水凝结成冰，炭粒的运动停止，则水分子的运动也随之停止 【答案】A 【详解】A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒永不停息地做无规则运动，小碳粒在不停地做无规则的运动，是布朗运动，故A项正确； B．分子很小，在显微镜下不能看到水分子，能看到悬浮的小碳粒，故B项错误； C．悬浮微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，液体分子对微粒的撞击就越平衡，则布朗运动越不明显，故C项错误； D．水结成冰后，碳粒不在运动，水由液态变为固态，分子热运动的激烈程度相对减小，但热运动不会停止，一切物质的分子都在永不停息地做无规则热运动，故D项错误。 故选A。 例3.下列说法正确的是（　　） A．无风环境下空气中直径小于2.5μm的PM2.5颗粒物，在空中做无规则运动，间接地反映了空气分子运动的无规则性 B．两个接触面平滑的铅块压紧后能连在一起，其主要原因是铅分子在做无规则热运动 C．墨汁滴入水中后碳粒慢慢在水中散开，温度越高混合均匀所用的时间越短，这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉很快地在翻滚散开，这说明温度越高布朗运动越剧烈 E．为了提高钢的硬度，可采用渗碳法，在钢材的表面形成一定厚度的渗碳层，其原理是利用了扩散现象 【答案】ACE 【详解】A．PM2.5颗粒物悬浮在空气中做无规则运动，是空气分子运动的无规则性的间接反映。故A正确； B．两铅块能紧密结合，是分子间的引力发挥了主要作用，并非铅分子在做无规则热运动，形成扩散现象。故B错误； C．墨汁混合均匀的过程中，由于水分子的无规则运动使得碳粒无规则运动，温度越高布朗运动越显著，混合均匀所用的时间越短。故C正确； D．撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚散开，是水的对流使胡椒粉在水中混合均匀，不是布朗运动。故D错误； E．渗碳法是利用了活性高的碳原子渗透到钢的内部，是固体间的扩散现象的应用。故E正确。 故选ACE。 考点三：分子力、分子势能 例1.相距很远的两个分子，以一定的初速度相向运动，直到距离最小。在这个过程中，两个分子之间的相互作用力表现为（　　） A．一直为引力 B．一直为斥力 C．先为引力，后为斥力 D．无法判断 【答案】C 【详解】分子力随距离的变化如图所示，故两个分子从相距很远处靠近的过程中，分子力先表现为引力，后表现为斥力。 故选C。 例2. 玻璃杯的碎片，对齐后无论怎样用力都不能使它们再结合在一起，下列说法正确的是（　　） A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失 B．玻璃表面太光滑，破碎处不容易结合在一起 C．玻璃碎片间的距离大于分子间发生相互作用力的距离 D．玻璃碎片的分子间只有相互排斥的力没有相互吸引的力 【答案】C 【详解】A．分子间作用力不会因物体破碎而消失，仅当分子间距过大时作用力趋近于零，故A错误； B．表面光滑与否不影响分子间作用力的有效距离，故B错误； C．碎片对齐后，实际接触的分子极少，缝隙导致分子间距超过分子力作用范围（约10⁻¹⁰m），分子引力无法发挥作用，故C正确； D．分子间同时存在引力和斥力，距离过远时二者均趋近于零，故D错误。 故选C。 例3.将两个质量均为m的完全相同的分子A、B，从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为r1、r2和r0时，两分子之间的势能为、0和，取间距无穷远时势能为零，整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是（　　） A．当分子B到达坐标r0时，两分子之间的分子力为零 B．分子B的最大动能为 C．两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 D．当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 【答案】D 【详解】A．两个完全相同的分子由静止释放后，A分子向左运动，B分子向右运动，运动性质完全相同，当它们之间距离为时，分子势能最小，分子间作用力为零，此时B向右移动，则A向左移动，则有 此时B分子的坐标应为 故A错误； B．两分子之间势能为时动能最大，减少的势能为 根据能量守恒，减小的势能转化为两分子的动能，故分子B的最大动能为 故B错误； C．分子势能是标量，且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增大，故C错误； D．当分子间距无穷远时，减少的势能全部转化为两分子的动能，则 解得 故D正确。 故选D。 例4.如图所示，F表示两分子间的作用力，表示分子间的势能，图中两条图像分别表示分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律，图中是分子势能为0时对应的距离，是分子间作用力为0时对应的距离，是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离，是分子间作用力及分子势能均可视为0的足够远的某一距离。下列说法正确的是（    ） A．对应着分子势能的最小值 B．从到，先增大后减小 C．从到，F一直减小 D．从到，F先增大后减小，不断增大 E．在仅受分子力的情况下，若将两个相距的分子由静止释放，分子间能达到距离 【答案】ADE 【详解】ABCD．根据图像可知，分子间距离小于时，表现为斥力，距离越小，越大；分子间距离大于时，表现为引力，随着距离增大，先增大后减小；分子间距离从0开始增大的过程，为斥力时做正功，为引力时做负功，故分子间距离等于时，最小，从到，先减小后增大，从到，F先减小后增大，从到，先增大后减小， 不断增大，AD正确，BC错误； E．在仅受分子力的情况下，若将两个相距的分子由静止释放，两分子间先排斥后吸引，分子势能先减小后增大，分子动能先增大后减小，根据能量守恒，分子间能达到距离，E正确。 故选ADE。 例5.请根据图中的F-r图线和Ep-r图线分析说明在两个分子远离的过程中，分子力做功情况与分子势能、分子动能的变化情况。 分子相互作用力和分子势能与分子间距离的关系 【答案】见解析 【详解】由图可知 当时，分子力间的作用力表现为斥力，随着分子间距离增大，斥力减小；分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大； 当时，分子力为零，分子势能达到最小，分子动能最大； 当时，分子间的作用力表现为引力，随着分子间距离增大，分子力先增大后减小；分子力一直做负功，分子势能增大，分子动能减小。 一、单选题 1．缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不仅由于其嗅觉灵敏，还因为（       ） A．分子之间有间隙 B．分子的质量很小 C．分子的体积很小 D．分子不停地运动 【答案】D 【详解】缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不仅由于其嗅觉灵敏，还因为分子不停地运动。故ABC错误；D正确。 故选D。 2．2024年开发的一种新型纳米结构热电材料，利用分子热运动显著提高了热电转换效率，为工业废热回收提供了新的解决方案。下列与热现象有关的说法正确的是（　　） A．微粒越大，布朗运动越明显 B．布朗运动不是悬浮微粒的分子热运动 C．温度越低，布朗运动越明显 D．扩散现象是外界作用（例如对流、重力作用）引起的 【答案】B 【详解】A．微粒越大，受到周围液体分子的撞击越趋于平衡，布朗运动越不明显，故A错误； B．布朗运动是悬浮微粒受到周围分子的撞击而做的无规则运动，反映了周围分子的无规则运动，并不是悬浮微粒的分子热运动，故B正确； C．温度越低，液体分子的热运动的剧烈程度变小，对悬浮微粒的撞击的频繁程度和剧烈程度均变小，布朗运动越不明显，故C错误； D．扩散现象是分子无规则运动的结果，不是外界作用（例如对流、重力作用）引起的，故D错误。 故选B。 3．“臭豆腐”是湖南有名的小吃，我们在很远就能闻到臭豆腐的气味说明（　　） A．分子间有间隙 B．分子在运动 C．分子间有引力 D．分子间有斥力 【答案】B 【详解】远远就能闻到“臭豆腐”的味道，是因为“臭豆腐”的分子在不停地做无规则运动，运动到空气中被我们吸到了，属于扩散现象。 故选B。 4．电冰箱是我们日常生活中常见的家用电器，它涉及到许多热现象。以下关于电冰箱的说法中，正确的是（　　） A．冷冻室出现的“白霜”，是由水蒸气凝固形成的 B．电冰箱内温度比较低，这是液体汽化放热造成的 C．电冰箱散热器摸起来烫手，这主要是电流热效应造成的 D．冷藏室的食品要用塑料袋包装以防“串味”，这说明分子在不停地做无规则运动 【答案】D 【详解】A．冷冻室出现的“白霜”，是由水蒸气凝华形成的，故A错误； B．电冰箱内温度比较低，是制冷剂由液态变为气态，即汽化吸热造成的，故B错误； C．电冰箱散热器摸起来烫手，是制冷剂液化放热造成的，故C错误； D．由于分子在不停的做无规则运动，冷藏室的食品容易扩散，导致“串味”，所以食品要用塑料袋包装起来，故D正确。 故选D。 5．唐代诗人杜甫在《江畔独步寻花》中写道“黄四娘家花满蹊，千朵万朵压枝低。”关于“花香四溢”，下列说法正确的是（　　） A．“花香四溢”的主要原因是花的香味被风吹散 B．“花香四溢”说明花香分子在永不停息地做无规则运动 C．温度越高，“花香四溢”现象越不明显 D．“花香四溢”说明分子之间存在着空隙 【答案】B 【详解】A．虽然风可以帮助香味的传播，但“花香四溢”的主要原因是气体分子的无规则运动（扩散现象），而不是风吹散，故A错误； B．“花香四溢”是花香分子扩散的结果，体现了气体分子的无规则运动，故B正确； C．温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散现象越明显，因此“花香四溢”现象越明显，故C错误； D．气体分子能够扩散到空气中，说明分子之间存在空隙，但“花香四溢”主要体现的是分子的无规则运动，而不是空隙，故D错误。 故选B。 6．下列现象属于布朗运动的是（　　） A．胡椒粉在热水中翻滚 B．清水中滴入硫酸铜溶液后变成蓝色 C．煮茶叶蛋的过程中蛋白的颜色逐渐变成茶色 D．墨汁悬浊液中小炭粒的运动 【答案】D 【详解】A．胡椒粉在热水中翻滚是水的对流引起的，不是布朗运动，故A错误； B．清水中滴入硫酸铜溶液后变成蓝色属于扩散现象不属于布朗运动，故B错误； C．煮茶叶蛋的过程中蛋白的颜色逐渐变成茶色属于扩散现象不属于布朗运动，故C错误； D．墨汁悬浊液中小炭粒的无规则运动反应液体分子无规则运动属于布朗运动，故D正确。 故选D。 7．图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（　　）    A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③ 【答案】D 【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像； 根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像； 根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小较引力变化快，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。 D正确，故选D。 8．如图所示，甲、乙两完全相同的铅块，表面磨平，使其紧密接触，两铅块就能结合在一起，挂上铅块丙后，甲、乙仍未分离。下列说法正确的是（　　） A．大气压强使甲、乙结合在一起 B．接触面上分子间的作用力表现为引力 C．甲的重力势能大，所以内能比乙的大 D．加挂丙后，接触面分子间的分子势能减小 【答案】B 【详解】AB．两铅块底面磨平，使其紧密接触，因两铅块底面分子之间的距离较大，分子间表现为引力作用，两铅块就能结合在一起，挂上铅块丙后，甲、乙仍未分离，A错误，B正确； C．铅块的内能由分子间的相互作用、相对位置及温度决定，与铅块相对地球的位置无关，C错误； D．加挂丙后，接触面分子间的相对位置不变，因此分子势能不变，D错误。 故选B。 9.双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 【答案】A 【详解】A．双层玻璃间密闭气体的温度在夜晚低于白天。根据分子动理论，温度是分子平均动能的标志，温度降低时，分子的平均动能减小，故A正确； B．气体密闭，体积不变，分子总数不变，因此单位体积内分子数不变，故B错误； C．分子间距由体积决定，体积不变则平均间距不变，故C错误； D．温度降低仅使平均速率减小，而非所有分子速率都变小，故D错误。 故选 A。 10．下列事例中，不能说明分子永不停息做无规则运动的是（　　） A．炒菜时加点盐，菜就有了咸味 B．看到滴入红墨水，整杯水变红 C．冠状病毒附在飞沫上随风运动 D．房间里放一箱苹果，满屋飘香 【答案】C 【详解】A．炒菜时加点盐，菜有了咸味是扩散现象，证明了分子不停地做无规则运动，故A不符合题意； B．红墨水滴入水中，整杯水变红，是分子不停地做无规则运动的结果，故B不符合题意； C．飞沫是宏观物体的运动，和分子运动无关，故C符合题意； D．房间里放一箱苹果，整个房间里能闻到香味是扩散现象，能说明分子永不停息地做无规则运动，故D不符合题意。 故选C。 11．分子间由于相对位置而具有的能量叫分子势能，分子力做功会改变分子势能的大小，取分子间距为无穷远时的分子势能为零．如图为分子势能随着分子间距离r变化的图像，现假设将分子A固定在O点，分子B从某一点静止释放且只受到分子A的作用力。以下判断正确的是（    ）    A．从处释放的分子B，在第一次向右运动过程中，在位置速度达到最大 B．从处释放的分子B，将在和右侧某个位置之间往复运动 C．从处释放的分子B，在第一次向左运动过程中，在位置速度达到最大 D．从处释放的分子B，将在和左侧某个位置之间往复运动 【答案】C 【详解】AB．由势能曲线可知，当分子间距离为时受力平衡，所以从处释放的分子B，先受排斥力加速运动到，速度达到最大，然后继续向右一直减速运动至无穷远处，故AB错误； CD．从处释放的分子B，先受到吸引力加速运动到，速度达到最大，然后向左减速运动至和之间某处，再向右运动到，以此往复运动下去，故C正确，D错误。 故选C。 12．壁虎每只脚底部长着数百万根极细的刚毛，每根刚毛末端又有400至1000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。壁虎能贴在光滑的天花板上不掉下来的原因是（　　） A．大气压将壁虎压在天花板上 B．空气浮力克服了壁虎的重力 C．天花板分子对刚毛的分子引力克服壁虎的重力 D．天花板对刚毛的分子引力大于刚毛对天花板的分子引力 【答案】C 【详解】壁虎刚毛与物体表面分子间的距离非常近，壁虎刚毛分子和物体分子之间存在相互作用的引力，所以壁虎不会掉落下来。故C正确，ABD错误。 故选C。 13．把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计示数。如图使玻璃板水平接触水面，稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数将会（    ） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【答案】A 【详解】当玻璃接触水面时，由于水分子和玻璃分子距离较近，故两种分子之间会产生相互作用的引力，弹簧测力计要将玻璃拉起时需提供比玻璃重力大的力，则弹簧测力计的示数将变大。 故选A。 二、多选题 14．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，气溶胶颗粒做的是布朗运动。用追踪软件可以记录每隔相同时间这些颗粒所在的位置，然后用线段把这些位置依次连接起来，如图所示，以下说法正确的是（    ） A．图中轨迹就是颗粒的无规则运动轨迹 B．气溶胶颗粒越小，其运动越明显 C．环境温度越高，气溶胶颗粒运动越明显 D．气溶胶颗粒的运动是由气体对流等外界影响引起的 【答案】BC 【详解】A．图中轨迹是每隔相同时间记录的颗粒位置连线不是颗粒的无规则运动轨迹，故A错误； B．气溶胶颗粒越小，受到周围分子撞击的不平衡性越明显，其运动越明显，故B正确； C．环境温度越高，分子热运动越剧烈，对气溶胶颗粒的撞击越频繁且越不平衡，气溶胶颗粒运动越明显，故C正确； D．气溶胶颗粒的布朗运动是由气体分子对颗粒的撞击不平衡引起的，故D错误。 故选BC。 15．南宋爱国诗人陆游的《村居书喜》中有名句“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，描写了鸟语花香的山村美景，流露出诗人欢欣喜悦之情。对于花香扑鼻，下列说法正确的是（　　） A．由于花粉颗粒在空中运动，使人们闻到了花香 B．空气中弥漫着花香是分子运动的结果，属于扩散现象 C．温度越高，分子运动越剧烈，空气中的花香扩散得越快 D．空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力 E．空气中的花香向外扩散，说明分子永不停息地做无规则运动 【答案】BCE 【详解】AB．花香扑鼻是分子无规则运动的表现，属于扩散现象，不是花粉颗粒在空中运动，故A错误，B正确； C．根据分子热运动规律可知，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，空气中的花香扩散得越快，故C正确； D．空气中的花香向外扩散过程中，由于分子之间的距离比较大，远大于，故分子间的作用力几乎为零，故D错误； E．空气中的花香向外扩散，说明分子在永不停息地做无规则运动，故E正确。 故选BCE。 16．夏天人们常在家中开电风扇来缓解炎热感，下列相关说法正确的是（　　） A．风扇提升空气流经人体表面的速度，帮助人体降温 B．在密闭的房间内开电风扇，室内空气的温度会升高 C．风扇提升空气流动的速度，使得室内空气的温度降低 D．风扇提升空气流动的速度，使得室内空气分子热运动的平均动能降低 【答案】AB 【详解】电风扇打开只能加快空气流动的速度，加快人体汗液的蒸发，蒸发吸热，所以人感到凉爽，但不能改变室内空气的温度，即不能使室内空气分子热运动的平均动能降低，但在密闭的房间内开电风扇，因电风扇消耗电能产生热能，反而使室内空气的温度会升高。 故选AB。 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 粤教版（2019）选择性必修第三册导学案 1.2 分子热运动与分子力 一．分子热运动 1．扩散现象 ①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散。 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，而是由物质分子的无规则运动产生的。 理解： 1.(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 2．分子间有空隙 (1)气体分子的空隙：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)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。 (3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，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．布朗运动 (1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。 (2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。 (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。 理解：①永不停息、无规则运动。 ②颗粒越小，运动越明显。 ③温度越高，运动越剧烈。 ④运动轨迹不确定，只能用不同时刻的位置连线确定微粒做无规则运动。 ⑤不能直接观察分子的无规则运动，而是用悬浮的固体小颗粒的无规则运动来反映液体分子的无规则运动。 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，分子的热运动越激烈。 二、分子力 1.分子间的相互作用力 (1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力。实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。 (2)分子间的相互作用力的特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，斥力比引力变化更快。 (3)分子力F与分子间距离r的关系(r0的数量级为10－10 m) 距离 分子力F F ­r图象 r＝r0 F引＝F斥 F＝0 r＜r0 F引＜F斥 F为斥力 r＞r0 F引＞F斥 F为引力 r＞10r0 F引＝F斥＝0 F＝0 2.特别提醒： 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 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 3.补充内容： 分子的势能 (1)意义 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。 (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——决定于体积和状态。 (3)分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取r→∞处分子势能Ep＝0)。 ①当r＞r0时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。 ②当r＜r0时，分子力为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。 ③当r＝r0时，分子势能最小。 考点一：扩散现象与布朗运动 例1.陆游在诗作《村居山喜》中写到“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是（　　） A．气体分子之间存在着空隙 B．气体分子在永不停息地做无规则运动 C．气体分子之间存在着相互作用力 D．气体分子组成的系统具有分子势能 例2.今年4月11日至13日，受较强冷空气的影响，华北地区出现历史同期罕见的持续性大风，北方大部分地区还伴随有沙尘天气。关于沙尘颗粒的运动，下列说法正确的是（　　） A．沙尘颗粒的运动属于布朗运动 B．沙尘颗粒的运动主要由气流（风）驱动，属于宏观尺度的机械运动，不属于布朗运动 C．布朗运动是液体或气体分子的热运动 D．布朗运动反映了分子之间存在斥力 例3. 在长期放着煤的墙角处，地面和墙角有相当厚的一层染上黑色，这说明（　　） A．煤是由大量分子组成的 B．分子是在不停地运动 C．分子间没有空隙 D．分子运动有时会停止 例4.疫情期间，动态清零较好地解决了发展与防疫之间的关系。研究发现，新冠病毒也可通过气溶胶的形式传播，现测得气溶胶的大约在10－7 ~ 10－5m之间，新冠病毒的大小约为60 ~ 140nm，布朗粒子的尺寸大约在10－5 ~ 10－3cm之间，关于病毒传播下列说法中正确的是（   ） A．新冠病毒是由多个蛋白质分子构成，在空气中可做布朗运动 B．新冠病毒通过气溶胶传播，温度越高，传播越慢 C．相对新冠病毒而言，气溶胶更容易透过口罩传播 D．扩散是新冠病毒在空气中传播的主要方式之一 例5.图1为已剥皮的茶叶蛋，图2为显微镜及镜头下悬浮在水中的小碳粒每隔的位置连线，下列说法正确的是（    ） A．剥皮的茶叶蛋外层的棕色纹理，是佐料中的色素分子扩散到蛋清中形成的 B．在0℃时，色素分子将不再做无规则运动 C．在的时间间隔内，小碳粒做直线运动 D．布朗运动就是小碳粒内部碳分子的无规则运动 例6.我们在实验室用酒精进行实验时，整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味，这是一种扩散现象。以下有关分析错误的是（　　） A．扩散现象只发生在气体、液体之间 B．扩散现象说明分子在不停息地运动 C．温度越高时扩散现象越剧烈 D．扩散现象说明分子间存在着间隙 考点二：分子热运动 例1.在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　） A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力 B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程 C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动 D．温度升高，所有金属原子动能均增大 例2.将墨汁滴入水中，用显微镜观察，则下列说法正确的是（　　） A．显微镜下炭粒的运动，是布朗运动 B．显微镜下可以直接观察到水分子撞击炭粒 C．炭粒越大，撞击的分子数越多，无规则运动越明显 D．如果水凝结成冰，炭粒的运动停止，则水分子的运动也随之停止 例3.下列说法正确的是（　　） A．无风环境下空气中直径小于2.5μm的PM2.5颗粒物，在空中做无规则运动，间接地反映了空气分子运动的无规则性 B．两个接触面平滑的铅块压紧后能连在一起，其主要原因是铅分子在做无规则热运动 C．墨汁滴入水中后碳粒慢慢在水中散开，温度越高混合均匀所用的时间越短，这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．撒一点胡椒粉在水里，加热时发现水中的胡椒粉很快地在翻滚散开，这说明温度越高布朗运动越剧烈 E．为了提高钢的硬度，可采用渗碳法，在钢材的表面形成一定厚度的渗碳层，其原理是利用了扩散现象 考点三：分子力、分子势能 例1.相距很远的两个分子，以一定的初速度相向运动，直到距离最小。在这个过程中，两个分子之间的相互作用力表现为（　　） A．一直为引力 B．一直为斥力 C．先为引力，后为斥力 D．无法判断 例2. 玻璃杯的碎片，对齐后无论怎样用力都不能使它们再结合在一起，下列说法正确的是（　　） A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失 B．玻璃表面太光滑，破碎处不容易结合在一起 C．玻璃碎片间的距离大于分子间发生相互作用力的距离 D．玻璃碎片的分子间只有相互排斥的力没有相互吸引的力 例3.将两个质量均为m的完全相同的分子A、B，从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为r1、r2和r0时，两分子之间的势能为、0和，取间距无穷远时势能为零，整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是（　　） A．当分子B到达坐标r0时，两分子之间的分子力为零 B．分子B的最大动能为 C．两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 D．当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 例4.如图所示，F表示两分子间的作用力，表示分子间的势能，图中两条图像分别表示分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律，图中是分子势能为0时对应的距离，是分子间作用力为0时对应的距离，是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离，是分子间作用力及分子势能均可视为0的足够远的某一距离。下列说法正确的是（    ） A．对应着分子势能的最小值 B．从到，先增大后减小 C．从到，F一直减小 D．从到，F先增大后减小，不断增大 E．在仅受分子力的情况下，若将两个相距的分子由静止释放，分子间能达到距离 例5.请根据图中的F-r图线和Ep-r图线分析说明在两个分子远离的过程中，分子力做功情况与分子势能、分子动能的变化情况。 分子相互作用力和分子势能与分子间距离的关系 一、单选题 1．缉毒犬可以嗅出毒品藏匿位置，不仅由于其嗅觉灵敏，还因为（       ） A．分子之间有间隙 B．分子的质量很小 C．分子的体积很小 D．分子不停地运动 2．2024年开发的一种新型纳米结构热电材料，利用分子热运动显著提高了热电转换效率，为工业废热回收提供了新的解决方案。下列与热现象有关的说法正确的是（　　） A．微粒越大，布朗运动越明显 B．布朗运动不是悬浮微粒的分子热运动 C．温度越低，布朗运动越明显 D．扩散现象是外界作用（例如对流、重力作用）引起的 3．“臭豆腐”是湖南有名的小吃，我们在很远就能闻到臭豆腐的气味说明（　　） A．分子间有间隙 B．分子在运动 C．分子间有引力 D．分子间有斥力 4．电冰箱是我们日常生活中常见的家用电器，它涉及到许多热现象。以下关于电冰箱的说法中，正确的是（　　） A．冷冻室出现的“白霜”，是由水蒸气凝固形成的 B．电冰箱内温度比较低，这是液体汽化放热造成的 C．电冰箱散热器摸起来烫手，这主要是电流热效应造成的 D．冷藏室的食品要用塑料袋包装以防“串味”，这说明分子在不停地做无规则运动 5．唐代诗人杜甫在《江畔独步寻花》中写道“黄四娘家花满蹊，千朵万朵压枝低。”关于“花香四溢”，下列说法正确的是（　　） A．“花香四溢”的主要原因是花的香味被风吹散 B．“花香四溢”说明花香分子在永不停息地做无规则运动 C．温度越高，“花香四溢”现象越不明显 D．“花香四溢”说明分子之间存在着空隙 6．下列现象属于布朗运动的是（　　） A．胡椒粉在热水中翻滚 B．清水中滴入硫酸铜溶液后变成蓝色 C．煮茶叶蛋的过程中蛋白的颜色逐渐变成茶色 D．墨汁悬浊液中小炭粒的运动 7．图1和图2中曲线分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律，为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线对应的物理量分别是（　　）    A．①③② B．②④③ C．④①③ D．①④③ 8．如图所示，甲、乙两完全相同的铅块，表面磨平，使其紧密接触，两铅块就能结合在一起，挂上铅块丙后，甲、乙仍未分离。下列说法正确的是（　　） A．大气压强使甲、乙结合在一起 B．接触面上分子间的作用力表现为引力 C．甲的重力势能大，所以内能比乙的大 D．加挂丙后，接触面分子间的分子势能减小 9.双层玻璃广泛应用于住宅、办公楼、商业场所和公共建筑等，双层玻璃密闭的空间内会残留一些稀薄气体。与白天相比，夜晚双层玻璃间密闭的稀薄气体（　　） A．分子平均动能变小 B．单位体积内分子的个数变少 C．分子间距离都变小 D．所有分子的运动速率都变小 10．下列事例中，不能说明分子永不停息做无规则运动的是（　　） A．炒菜时加点盐，菜就有了咸味 B．看到滴入红墨水，整杯水变红 C．冠状病毒附在飞沫上随风运动 D．房间里放一箱苹果，满屋飘香 11．分子间由于相对位置而具有的能量叫分子势能，分子力做功会改变分子势能的大小，取分子间距为无穷远时的分子势能为零．如图为分子势能随着分子间距离r变化的图像，现假设将分子A固定在O点，分子B从某一点静止释放且只受到分子A的作用力。以下判断正确的是（    ）    A．从处释放的分子B，在第一次向右运动过程中，在位置速度达到最大 B．从处释放的分子B，将在和右侧某个位置之间往复运动 C．从处释放的分子B，在第一次向左运动过程中，在位置速度达到最大 D．从处释放的分子B，将在和左侧某个位置之间往复运动 12．壁虎每只脚底部长着数百万根极细的刚毛，每根刚毛末端又有400至1000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。壁虎能贴在光滑的天花板上不掉下来的原因是（　　） A．大气压将壁虎压在天花板上 B．空气浮力克服了壁虎的重力 C．天花板分子对刚毛的分子引力克服壁虎的重力 D．天花板对刚毛的分子引力大于刚毛对天花板的分子引力 13．把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，读出测力计示数。如图使玻璃板水平接触水面，稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数将会（    ） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 二、多选题 14．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，气溶胶颗粒做的是布朗运动。用追踪软件可以记录每隔相同时间这些颗粒所在的位置，然后用线段把这些位置依次连接起来，如图所示，以下说法正确的是（    ） A．图中轨迹就是颗粒的无规则运动轨迹 B．气溶胶颗粒越小，其运动越明显 C．环境温度越高，气溶胶颗粒运动越明显 D．气溶胶颗粒的运动是由气体对流等外界影响引起的 15．南宋爱国诗人陆游的《村居书喜》中有名句“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，描写了鸟语花香的山村美景，流露出诗人欢欣喜悦之情。对于花香扑鼻，下列说法正确的是（　　） A．由于花粉颗粒在空中运动，使人们闻到了花香 B．空气中弥漫着花香是分子运动的结果，属于扩散现象 C．温度越高，分子运动越剧烈，空气中的花香扩散得越快 D．空气中的花香向外扩散是由于分子之间存在斥力 E．空气中的花香向外扩散，说明分子永不停息地做无规则运动 16．夏天人们常在家中开电风扇来缓解炎热感，下列相关说法正确的是（　　） A．风扇提升空气流经人体表面的速度，帮助人体降温 B．在密闭的房间内开电风扇，室内空气的温度会升高 C．风扇提升空气流动的速度，使得室内空气的温度降低 D．风扇提升空气流动的速度，使得室内空气分子热运动的平均动能降低 14 学科网（北京）股份有限公司 $