第一章 1 第2课时 分子动理论的基本内容（二）（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册教师用书（人教版 苏京）

第2课时　分子动理论的基本内容(二) ［学习目标］　1.知道扩散现象和布朗运动，理解扩散现象和布朗运动产生的原因(重点)。2.知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子间的作用力与分子间距离的关系(重难点)。3.明确分子动理论的内容。 一、分子热运动 (一)扩散现象 如图所示，在一个烧杯里装上清水，然后在清水中滴入几滴红墨水。在不搅动的情况下，可以看到红墨水在清水中以不规则的形态向四周扩散，慢慢地将清水染成红色。 出现上述现象的原因是什么？ 答案　分子在做无规则运动，即扩散现象。 1.定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象。 2.产生原因：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。 3.意义：扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一。 4.应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素。 在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水，然后，在两杯水中同时滴入等量的蓝黑墨水。一段时间后，两个杯子中的蓝黑墨水呈现出如图所示的扩散现象。请你解释这种现象。 答案　扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。 (二)布朗运动 用显微镜观察炭粒的运动，思考并讨论下列问题： (1)实验中可观察到什么现象？ (2)实验中的“小炭粒”是分子吗？ (3)如图是显微镜下微粒每隔30 s位置的连线，这些“折线”是微粒的运动径迹吗？ (4)微粒的运动有规律吗？微粒为什么会做这样的运动？ (5)试从力的角度解释为什么微粒越小，布朗运动越明显？并解释为什么温度越高，微粒的布朗运动越激烈？ (6)布朗运动反映了什么现象？ 答案　(1)小炭粒做无规则的运动。 (2)不是。分子大小的数量级是10-10 m，人眼能够分辨的物体的大小是10-4 m，光学显微镜最大放大倍数是1 000倍，所以从光学显微镜看到的最小颗粒是10-7 m，所以每一个“小炭粒”都是成千上万个分子组成的。 (3)不是。 (4)无规律。由于大量液体分子永不停息地做无规则运动时对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性，即液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的根本原因。 (5)悬浮的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动越明显。温度越高，液体分子运动越激烈，对微粒的碰撞频率增加，而且每次撞击作用也将增强，这就使微粒受到来自各方向的液体分子的撞击作用的不平衡现象加剧，引起微粒的布朗运动越激烈。 (6)布朗运动间接反映了液体分子永不停息的无规则运动。 1.定义：悬浮微粒的无规则运动。 2.产生原因：布朗运动是由微粒在液体中受到液体分子的撞击引起的。液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。 3.影响因素 (1)微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越明显。 (2)温度的高低：温度越高，布朗运动越剧烈。 4.意义：悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，但这一现象可以间接地反映液体分子运动的无规则性。 在观察布朗运动时，从某微粒在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，然后用直线按时间顺序依次连接，得到如图所示的折线ABCDEFG。那么，微粒在75 s末时的位置一定在CD线段的中点吗？为什么？ 答案　不一定，图中折线是按时间间隔依次记录的微粒位置的连线，而不是微粒的运动轨迹，由于微粒的无规则运动，微粒在75 s时的位置可能在CD连线的中点，也可能不在CD连线上。 (1)阳光从狭缝中射入较暗的室内，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动。 (　×　) (2)向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高，布朗运动越剧烈。 (　×　) (3)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(　×　) (4)布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。(　×　) (三)热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动。 (2)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。 温度降低，分子的热运动变慢，当温度降低到0 ℃ 以下时，分子就停止运动了，这种说法对吗？ 答案　不对。分子的热运动是永不停息的。虽然温度降低，分子的无规则运动变慢，但不会停止，所以当温度降低到0 ℃以下时，分子的无规则运动仍然不会停止。 例1　(2022·泰州市高二月考)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显著 D.扩散现象说明分子间存在着间隙 答案　A 解析　气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象，故A错误；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；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；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。 1.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的。 2.气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显。 3.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，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。 4.扩散现象还说明分子间存在间隙。 例2　(2023·南京市模拟)雾霾天气是一种大气污染状态，霾粒子的分布比较均匀，而且霾粒子的尺寸比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1~2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。从物理学的角度认识雾霾，下列说法正确的是(　　) A.雾霾天气中霾粒子的运动是布朗运动 B.霾粒子的运动是分子的运动 C.霾粒子的扩散形成霾 D.霾粒子的运动与温度无关 答案　A 解析　雾霾天气中霾粒子的运动是由气体分子撞击霾粒子的不平衡性而产生的布朗运动，不是分子的运动，故A正确，B错误；霾粒子的布朗运动形成霾，故C错误；霾粒子的运动与温度有关，温度越高，霾粒子的运动越剧烈，故D错误。 二、分子间的作用力 既然分子在永不停息地做无规则运动，为什么固体和液体的分子不散开，而能保持一定的体积？为什么固体能保持一定的形状很难被压缩呢？ 答案　分子之间存在引力和斥力 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，说明液体分子之间存在着空隙。 (3)压在一起的金块和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙。 2.分子间的作用力 (1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。 ①当r<r0时，分子间的作用力F表现为斥力。 ②当r=r0时，分子间的作用力F为0，这个位置称为平衡位置。 ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为引力。 (2)产生原因：由原子内部带电粒子的相互作用引起的。 实验表明分子间同时存在引力和斥力。如图为分子间引力、分子间斥力及分子间作用力(即分子引力与分子斥力的合力)与分子间距离的关系。由图分析可知： (1)分子间引力和斥力都随分子间的距离增大而减小，分子斥力变化得更快(填“快”或“慢”)。 (2)实际的分子力是引力和斥力的合力，r<r0时，斥力大于引力，分子间表现为斥力，随距离的增大，分子力减小；r=r0时，引力等于斥力，分子力F为0；r>r0时引力大于斥力，分子间表现为引力，随距离的增大，分子力先增大后减小。 (1)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。 (　√　) (2)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。 (　×　) (3)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现。 (　√　) 例3　(2022·常州市高二期中)一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.分子Q由A运动到C的过程中先加速再减速 B.分子Q在C点时加速度大小为零 C.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中，加速度大小先减小后增大 D.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 答案　B 解析　C点为分子斥力和引力相等的位置，C点的右侧分子力表现为引力，C点的左侧分子力表现为斥力，因此分子Q由A运动到C的过程中，一直做加速运动，A错误；C点为分子引力等于分子斥力的位置，即分子力表现为零，则分子Q在C点的加速度大小为零，B正确；分子Q由A点释放后运动到C点的过程中，分子力表现为引力，先增大后减小，然后到C点左侧后，分子力表现为斥力，逐渐变大，故加速度大小先增大后减小再增大，C错误；气体分子间距较大，分子间作用力很小，不能用题图表示气体分子间作用力的变化规律，但可表示液体和固体分子间作用力的变化规律，D错误。 分子间的作用力是有作用范围的，当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r>r0时，分子间的作用力表现为引力。固体、液体的体积难以改变，往往是分子间的作用力的宏观体现，而对于气体，一般情况下分子间的作用力很小，可以忽略。 三、分子动理论 1.分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论。 2.基本内容 (1)物体是由大量分子组成的； (2)分子在做永不停息的无规则运动； (3)分子之间存在着相互作用力。 例4　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.空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动 D.分子运动的瞬时速度不可能为零 答案　B 解析　物体温度升高，其分子热运动剧烈程度增大，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；空气中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，其运动是由空气分子各个方向的撞击不平衡所引起的，属于布朗运动，故C错误；分子在永不停息地做无规则运动，可能存在某一时刻的瞬时速度为0，故D错误。 课时对点练　［分值：100分］ 1~8题每题8分，共64分 考点一　分子热运动 1.(2024·扬州市高二月考)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 解析　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；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；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；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。 2.(2022·南通市高二阶段练习)关于扩散现象，下列说法正确的是(　　) A.温度越高，扩散进行得越快，0 ℃时扩散停止 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体中都能发生，固体中不能发生扩散 答案　C 解析　由于分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，0 ℃时还是会发生扩散现象，故A项错误；扩散现象是不同的物质分子相互进入对方的现象，是物理变化，故B项错误；扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故C正确，D错误。 3.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是(　　) A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，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，是固体分子的无规则运动造成的 答案　B 解析　布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的表现，故A错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，故B正确；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，故C错误；悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，故D错误。 4.布朗运动实验中，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.某个微粒做布朗运动的轨迹 C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线 D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 答案　D 解析　布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A错误；对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度—时间图线，故C错误；题图是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，不是布朗运动的轨迹，故B错误，D正确。 考点二　分子间的作用力 5.(2023·江苏省高二阶段练习)两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像如图所示，下列说法中正确的是(　　) A.r<r1时，两分子间的引力为零 B.r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C.r=r2时，两分子间的引力最大 D.r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 答案　B 解析　分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引力，合力表现为斥力，故A错误；r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大，故B正确；分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子间距离的减小而增大，r=r2时，两分子间的引力不是最大，故C错误；r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误。 6.当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是(　　) A.当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用 B.当分子间的距离r=r0时，分子不受力 C.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都在减小，且斥力比引力减小得快 D.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力的合力在逐渐减小 答案　C 解析　分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当r=r0时，F引=F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当r<r0时，F斥>F引，合力为斥力，并非只受斥力，故A、B错误；当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，之后先增大再减小，故C正确，D错误。 考点三　分子动理论 7.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质和规律，据此可判断下列说法中正确的是(　　) A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接地反映了固体分子运动的无规则性 B.分子间的相互作用力随分子间距离的增大，一定先减小后增大 C.分子间引力随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D.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 答案　D 解析　小炭粒做布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；分子间的相互作用力在分子间距r<r0范围内，随分子间距的增大而减小；在分子间距r0<r<10r0的范围内，随分子间距的增大，分子间作用力先增大后减小，故B错误；分子间的引力一定随着分子间距的增大而减小，故C错误；真空环境是为了防止其他杂质的介入，而高温条件下分子热运动加剧，有利于所掺入其他元素分子的扩散，故D正确。 8.(2022·扬州市高二期中)关于分子动理论，下列说法正确的是(　　) A.0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 B.当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大 C.产生布朗运动的原因是悬浮在液体或者气体中的微粒永不停息地做无规则运动 D.磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力 答案　B 解析　组成物质的分子在永不停息地做无规则运动，故A错误；当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B正确；布朗运动是固体小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击作用的不平衡性引起的，间接证明了液体分子永不停息地做无规则运动，故C错误；磁铁可以吸引铁屑，并非分子力的作用，故D错误。 9~11题每题9分，共27分 9.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，下列说法正确的是(　　) A.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同 B.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 C.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动 D.属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 答案　C 解析　把接触面磨平，使铅块和金块的距离接近，由于分子不停地做无规则运动，金分子和铅分子进入对方，这是扩散现象，不是布朗运动，故A、B、D错误，C正确。 10.(2023·南通市高二月考)某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况，在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的两炭粒运动的位置连线图，其中P、Q两点是炭粒a运动的位置连线上的两点，则下列说法中正确的是(　　) A.若水温相同，则炭粒b颗粒较大 B.若两炭粒颗粒大小相同，则炭粒a所处的水中水温更低 C.两炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D.炭粒a在P、Q两点间的运动一定是直线运动 答案　A 解析　炭粒越大，受到液体分子碰撞作用的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故b颗粒较大，A正确；温度越高，布朗运动越剧烈，a运动更剧烈，故a所处的水中水温更高，B错误；两炭粒的运动是无规则的，说明液体分子做无规则运动，C错误；题图为炭粒每隔30 s的位置，而不是运动轨迹，其连线仅代表位置变化，而其运动并非直线，D错误。 11.分子甲固定在原点，分子乙可在x轴上运动，甲对乙的作用力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的范围内，F与x的关系如图所示。若乙自P点由静止开始运动，且乙只受力F作用，规定力F沿+x方向为正，下列说法正确的是(　　) A.乙运动到R点时，速度最大 B.乙运动到Q点时，加速度最大 C.乙运动到Q点后，静止于该处 D.乙位于P点时，加速度最大 答案　D 解析　由题图可知，分子乙从P由静止开始向右做加速运动，经过Q后做减速运动，因此经过Q点时加速度为零，速度最大，故A、B、C错误；由题图可知乙在P点受力最大，根据牛顿第二定律知乙在P点时的加速度最大，故D正确。 (9分) 12.(2022·扬州市高二阶段练习)如图所示，横坐标r表示两个分子间的距离，纵坐标F表示两个分子间引力、斥力的大小，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，则下列说法中正确的是(　　) 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.当两分子间距离在r0附近时，若两个分子间距离增加，分子间引力减小得比斥力更快 D.若r=r0，则分子间没有引力和斥力 答案　A 解析　在F-r图像中，在r=r0附近随着距离的增加，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，题图中曲线交点e对应r=r0，即e点横坐标的数量级为10-10 m，此时分子间引力和斥力的合力为零，但分子间引力和斥力同时存在，故A正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ DIYIZHANG 第一章 第2课时　分子动理论的基本内容(二) 1 1.知道扩散现象和布朗运动，理解扩散现象和布朗运动产生的原因(重点)。 2.知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子间的作用力与分子间距离的关系(重难点)。 3.明确分子动理论的内容。 学习目标 2 一、分子热运动 二、分子间的作用力 课时对点练 内容索引 三、分子动理论 3 分子热运动 一 4 (一)扩散现象 如图所示，在一个烧杯里装上清水，然后在清水中滴入几滴红墨水。在不搅动的情况下，可以看到红墨水在清水中以不规则的形态向四周扩散，慢慢地将清水染成红色。 出现上述现象的原因是什么？ 答案　分子在做无规则运动，即扩散现象。 1.定义：不同种物质能够彼此 的现象。 2.产生原因：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 产生的。 3.意义：扩散现象是物质分子 的证据之一。 4.应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的 ，在纯净半导体材料中掺入其他元素。 梳理与总结 进入对方 无规则运动 永不停息地做无规则运动 扩散 在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水，然后，在两杯水中同时滴入等量的蓝黑墨水。一段时间后，两个杯子中的蓝黑墨水呈现出如图所示的扩散现象。请你解释这种现象。 思考与讨论 答案　扩散快慢与温度有关，温度越高，扩散越快。 (二)布朗运动 用显微镜观察炭粒的运动，思考并讨论下列问题： (1)实验中可观察到什么现象？ 答案　小炭粒做无规则的运动。 (2)实验中的“小炭粒”是分子吗？ 答案　不是。分子大小的数量级是10-10 m，人眼能够分辨的物体的大小是10-4 m，光学显微镜最大放大倍数是1 000倍，所以从光学显微镜看到的最小颗粒是10-7 m，所以每一个“小炭粒”都是成千上万个分子组成的。 (3)如图是显微镜下微粒每隔30 s位置的连线，这些“折线”是微粒的运动径迹吗？ 答案　不是。 (4)微粒的运动有规律吗？微粒为什么会做这样的运动？ 答案　无规律。由于大量液体分子永不停息地做无规则运动时对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性，即液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的根本原因。 (5)试从力的角度解释为什么微粒越小，布朗运动越明显？并解释为什么温度越高，微粒的布朗运动越激烈？ 答案　悬浮的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因而布朗运动越明显。温度越高，液体分子运动越激烈，对微粒的碰撞频率增加，而且每次撞击作用也将增强，这就使微粒受到来自各方向的液体分子的撞击作用的不平衡现象加剧，引起微粒的布朗运动越激烈。 (6)布朗运动反映了什么现象？ 答案　布朗运动间接反映了液体分子永不停息的无规则运动。 1.定义： 的无规则运动。 2.产生原因：布朗运动是由微粒在液体中受到 的撞击引起的。液体分子不停地做无规则运动，不断地撞击微粒，在某一瞬间，微粒在某个方向受到的撞击作用较强；在下一瞬间，微粒受到另一方向的撞击作用较强，这样就引起了微粒无规则的运动。 梳理与总结 悬浮微粒 液体分子 3.影响因素 (1)微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越 ，撞击作用的 表现得越明显，并且微粒越小，它的质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越 。 (2)温度的高低：温度越高，布朗运动越 。 4.意义：悬浮微粒的无规则运动并不是分子的运动，但这一现象可以间接地反映 运动的无规则性。 少 不平衡性 明显 剧烈 液体分子 在观察布朗运动时，从某微粒在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，然后用直线按时间顺序依次连接，得到如图所示的折线ABCDEFG。那么，微粒在75 s末时的位置一定在CD线段的中点吗？为什么？ 思考与讨论 答案　不一定，图中折线是按时间间隔依次记录的微粒位置的连线，而不是微粒的运动轨迹，由于微粒的无规则运动，微粒在75 s时的位置可能在CD连线的中点，也可能不在CD连线上。 (1)阳光从狭缝中射入较暗的室内，透过阳光看到飞舞的尘埃，这些尘埃颗粒的运动就是布朗运动。(　　) (2)向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高，布朗运动越剧烈。(　　) (3)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(　　) (4)布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动。(　　) × × × × 易错辨析 (三)热运动 (1)定义：分子 运动。 (2)特点：①永不停息；②运动无规则；③温度越 ，分子的热运动越 剧烈。 永不停息的无规则 高 温度降低，分子的热运动变慢，当温度降低到0 ℃ 以下时，分子就停止运动了，这种说法对吗？ 思考与讨论 答案　不对。分子的热运动是永不停息的。虽然温度降低，分子的无规则运动变慢，但不会停止，所以当温度降低到0 ℃以下时，分子的无规则运动仍然不会停止。 　(2022·泰州市高二月考)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显著 D.扩散现象说明分子间存在着间隙 例1 √ 气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象，故A错误； 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； 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； 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。 1.扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的。 2.气体物质的扩散现象最显著；常温下物质处于固态时扩散现象不明显。 3.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，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。 4.扩散现象还说明分子间存在间隙。 总结提升 　(2023·南京市模拟)雾霾天气是一种大气污染状态，霾粒子的分布比较均匀，而且霾粒子的尺寸比较小，从0.001微米到10微米，平均直径大约在1~2微米左右，肉眼看不到空中飘浮的颗粒物。从物理学的角度认识雾霾，下列说法正确的是 A.雾霾天气中霾粒子的运动是布朗运动 B.霾粒子的运动是分子的运动 C.霾粒子的扩散形成霾 D.霾粒子的运动与温度无关 例2 √ 雾霾天气中霾粒子的运动是由气体分子撞击霾粒子的不平衡性而产生的布朗运动，不是分子的运动，故A正确，B错误； 霾粒子的布朗运动形成霾，故C错误； 霾粒子的运动与温度有关，温度越高，霾粒子的运动越剧烈，故D错误。 返回 分子间的作用力 二 24 既然分子在永不停息地做无规则运动，为什么固体和液体的分子不散开，而能保持一定的体积？为什么固体能保持一定的形状很难被压缩呢？ 答案　分子之间存在引力和斥力 1.分子间有空隙 (1)气体很容易被压缩，说明 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 分子之间存在着空隙。 (3)压在一起的金块和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明____分子之间也存在着空隙。 梳理与总结 气体 液体 固体 2.分子间的作用力 (1)分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。 ①当r<r0时，分子间的作用力F表现为 力。 ②当r=r0时，分子间的作用力F为 ，这个位置称为 位置。 ③当r>r0时，分子间的作用力F表现为 力。 (2)产生原因：由原子内部 的相互作用引起的。 斥 0 平衡 引 带电粒子 实验表明分子间同时存在引力和斥力。如图为分子间引力、分子间斥力及分子间作用力(即分子引力与分子斥力的合力)与分子间距离的关系。由图分析可知： 思考与讨论 (1)分子间引力和斥力都随分子间的距离增大而 ，分子斥力变化得更 (填“快”或“慢”)。 (2)实际的分子力是引力和斥力的合力，r<r0时，斥力 引力，分子间表现为 力，随距离的增大，分子力 ；r=r0时，引力 斥力，分子力F为 ；r>r0时引力 斥力，分子间表现为 力，随距离的增大，分子力先 后 。 减小 大于 快 斥 减小 等于 0 大于 引 增大 减小 (1)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。(　　) (2)气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现。 (　　) (3)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现。(　　) √ × √ 易错辨析 　(2022·常州市高二期中)一个分子P固定在O点，另一个分子Q从图中的A点由静止释放，两分子之间的作用力与间距关系的图像如图所示，则下列说法正确的是 A.分子Q由A运动到C的过程中先加速再减速 B.分子Q在C点时加速度大小为零 C.分子Q由A点释放后运动到C点左侧的过程中， 加速度大小先减小后增大 D.该图能表示固、液、气三种状态下分子力随分子间距变化的规律 例3 √ C点为分子斥力和引力相等的位置，C点的右侧分子力 表现为引力，C点的左侧分子力表现为斥力，因此分 子Q由A运动到C的过程中，一直做加速运动，A错误； C点为分子引力等于分子斥力的位置，即分子力表现 为零，则分子Q在C点的加速度大小为零，B正确； 分子Q由A点释放后运动到C点的过程中，分子力表现为引力，先增大后减小，然后到C点左侧后，分子力表现为斥力，逐渐变大，故加速度大小先增大后减小再增大，C错误； 气体分子间距较大，分子间作用力很小，不能用题图表示气体分子间作用力的变化规律，但可表示液体和固体分子间作用力的变化规律，D错误。 分子间的作用力是有作用范围的，当r<r0时，分子间的作用力表现为斥力，当r>r0时，分子间的作用力表现为引力。固体、液体的体积难以改变，往往是分子间的作用力的宏观体现，而对于气体，一般情况下分子间的作用力很小，可以忽略。 总结提升 返回 分子动理论 三 34 1.分子动理论：把物质的热学性质和规律看作微观粒子 的宏观表现而建立的理论。 2.基本内容 (1)物体是由 分子组成的； (2)分子在做 的 运动； (3)分子之间存在着 。 热运动 大量 永不停息 无规则 相互作用力 　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.空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动 D.分子运动的瞬时速度不可能为零 例4 √ 物体温度升高，其分子热运动剧烈程度增大，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； 空气中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，其运动是由空气分子各个方向的撞击不平衡所引起的，属于布朗运动，故C错误； 分子在永不停息地做无规则运动，可能存在某一时刻的瞬时速度为0，故D错误。 返回 课时对点练 四 38 考点一　分子热运动 1.(2024·扬州市高二月考)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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 基础对点练 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 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； 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； 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； 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。 12 2.(2022·南通市高二阶段练习)关于扩散现象，下列说法正确的是 A.温度越高，扩散进行得越快，0 ℃时扩散停止 B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.扩散现象在气体、液体中都能发生，固体中不能发生扩散 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由于分子运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，0 ℃时还是会发生扩散现象，故A项错误； 扩散现象是不同的物质分子相互进入对方的现象，是物理变化，故B项错误； 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故C正确，D错误。 12 3.如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是 A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，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，是固体分子的无规则运动造成的 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动， 是液体分子的无规则运动的表现，故A错误； 液体温度越高，布朗运动越剧烈，故B正确； 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，故C错误； 悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动撞击造成的，故D错误。 12 4.布朗运动实验中，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.某个微粒做布朗运动的轨迹 C.某个微粒做布朗运动的速度—时间图线 D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒 位置的连线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体小颗 粒的无规则运动，而非分子的运动，故A错误； 对于某个微粒而言，在不同时刻的速度大小和 方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个 时刻的速度，故也就无法描绘其速度—时间图线，故C错误； 题图是按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线，不是布朗运动的轨迹，故B错误，D正确。 12 考点二　分子间的作用力 5.(2023·江苏省高二阶段练习)两分子间的作用力F与分子间距离r的关系图像如图所示，下列说法中正确的是 A.r<r1时，两分子间的引力为零 B.r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C.r=r2时，两分子间的引力最大 D.r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引 力，合力表现为斥力，故A错误； r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增 大，故B正确； 分子间同时存在引力和斥力，且均随着两分子间距离的减小而增大，r=r2时，两分子间的引力不是最大，故C错误； r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，斥力不为零，故D错误。 12 6.当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系说法正确的是 A.当分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用 B.当分子间的距离r=r0时，分子不受力 C.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都 在减小，且斥力比引力减小得快 D.当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间作用力的合力在 逐渐减小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的，当r=r0时，F引=F斥，每个分子所受的合力为零，并非不受力；当r<r0时，F斥>F引，合力为斥力，并非只受斥力，故A、B错误； 当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，之后先增大再减小，故C正确，D错误。 12 考点三　分子动理论 7.分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质和规律，据此可判断下列说法中正确的是 A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这间接地反 映了固体分子运动的无规则性 B.分子间的相互作用力随分子间距离的增大，一定先减小后增大 C.分子间引力随着分子间距离的增大，可能先减小后增大 D.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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 小炭粒做布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误； 分子间的相互作用力在分子间距r<r0范围内，随分子间距的增大而减小；在分子间距r0<r<10r0的范围内，随分子间距的增大，分子间作用力先增大后减小，故B错误； 分子间的引力一定随着分子间距的增大而减小，故C错误； 真空环境是为了防止其他杂质的介入，而高温条件下分子热运动加剧，有利于所掺入其他元素分子的扩散，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 8.(2022·扬州市高二期中)关于分子动理论，下列说法正确的是 A.0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 B.当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大 C.产生布朗运动的原因是悬浮在液体或者气体中的微粒永不停息地做无 规则运动 D.磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 组成物质的分子在永不停息地做无规则运动，故A错误； 当分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，故B正确； 布朗运动是固体小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击作用的不平衡性引起的，间接证明了液体分子永不停息地做无规则运动，故C错误； 磁铁可以吸引铁屑，并非分子力的作用，故D错误。 12 9.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，下列说法正确的是 A.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同 B.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 C.属于扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动 D.属于布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 能力综合练 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 把接触面磨平，使铅块和金块的距离接近，由于分子不停地做无规则运动，金分子和铅分子进入对方，这是扩散现象，不是布朗运动，故A、B、D错误，C正确。 12 10.(2023·南通市高二月考)某同学用显微镜观察用水稀释的墨汁中小炭粒的运动情况，在两次实验中分别追踪小炭粒a、b的运动，每隔30 s把炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，得到如图所示的两炭粒运动的位置连线图，其中P、Q两点是炭粒a运动的位置连线上的两点，则下列说法中正确的是 A.若水温相同，则炭粒b颗粒较大 B.若两炭粒颗粒大小相同，则炭粒 a所处的水中水温更低 C.两炭粒运动的位置连线图反映了碳分子的运动是无规则运动 D.炭粒a在P、Q两点间的运动一定是直线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 炭粒越大，受到液体分子碰撞作用的不平衡性 越不明显，布朗运动越不显著，故b颗粒较大， A正确； 温度越高，布朗运动越剧烈，a运动更剧烈， 故a所处的水中水温更高，B错误； 两炭粒的运动是无规则的，说明液体分子做无规则运动，C错误； 题图为炭粒每隔30 s的位置，而不是运动轨迹，其连线仅代表位置变化，而其运动并非直线，D错误。 12 11.分子甲固定在原点，分子乙可在x轴上运动，甲对乙的作用力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的范围内，F与x的关系如图所示。若乙自P点由静止开始运动，且乙只受力F作用，规定力F沿+x方向为正，下列说法正确的是 A.乙运动到R点时，速度最大 B.乙运动到Q点时，加速度最大 C.乙运动到Q点后，静止于该处 D.乙位于P点时，加速度最大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 由题图可知，分子乙从P由静止开始向右做加速运动，经过Q后做减速运动，因此经过Q点时加速度为零，速度最大，故A、B、C错误； 由题图可知乙在P点受力最大，根据牛顿第二定律知乙在P点时的加速度最大，故D正确。 12 12.(2022·扬州市高二阶段练习)如图所示，横坐标r表示两个分子间的距离，纵坐标F表示两个分子间引力、斥力的大小，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，则下列说法中正确的是 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.当两分子间距离在r0附近时，若两个分子间距离增加，分子 间引力减小得比斥力更快 D.若r=r0，则分子间没有引力和斥力 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 √ 尖子生选练 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 在F-r图像中，在r=r0附近随着距离的增加，斥力比引力减小得快，则知ab为引力曲线，cd为斥力曲线，题图中曲线交点e对应r=r0，即e点横坐标的数量级为10-10 m，此时分子间引力和斥力的合力为零，但分子间引力和斥力同时存在，故A正确。 返回 12 $