13.2《分子动理论的初步知识》(课时分层作业)2026-2027学年人教版九年级物理全一册
2026-09-10
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摘要:
**基本信息**
本练习通过A、B、C三层设计,覆盖分子动理论全考点,从基础认知到实验探究再到综合应用,梯度清晰,适配新授课分层巩固需求,培养物理观念与科学探究能力。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|A基础达标|物质构成、扩散现象等4个单一考点|选择题直接考查概念(如1题物质构成判断),夯实物理观念|
|B能力提升|扩散与热运动实验探究、分子间作用力综合判断|实验题培养科学探究(如12题扩散与温度关系实验设计)|
|C拓展培优|分子动理论综合应用|计算题(14题估算水分子数目)与简答题(15题解释现象)提升科学思维|
内容正文:
第十三章 第2节《分子热运动》课时分层作业(原卷)
第十三章 第2节《分子动理论的初步知识》课时分层作业
2026—2027学年人教版九年级物理全一册(原卷)
姓名:____________ 班级:____________ 考号:____________ 得分:____________
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题号
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答案
目录(考点清单)
【A基础达标题】····································································
考点1 物质的构成(分子、原子)
考点2 扩散现象及其识别
考点3 分子热运动与温度的关系
考点4 分子间的相互作用力
【B能力提升题】····································································
【C 扩展培优题】····································································
【A 基础达标题】
考点01 物质的构成
1.(3分)关于物质的构成,下列说法正确的是( )
A. 常见的物质是由大量的分子、原子构成的
B. 分子是组成物质的最小微粒,不能再分
C. 阳光下飞舞的灰尘颗粒就是分子
D. 原子是保持物质化学性质不变的最小微粒
2.(3分)一般分子的直径非常小,通常以10-10 m为单位来量度。一般分子的直径大约是( )
A. 1×10-6 m
B. 1×10-10 m
C. 1×10-8 m
D. 1×10-12 m
考点02 扩散现象
3.(3分)下列生活中的现象,属于扩散现象的是( )
A. 清晨,洒水车驶过后路面上水雾弥漫
B. 春天,木棉絮随风漫天飞舞
C. 厨房里煲老火汤时,在客厅里能闻到汤的香味
D. 大扫除时,阳光照射下的教室里尘土飞扬
4.(3分)关于扩散现象,下列说法正确的是( )
A. 扩散现象只能在气体中发生
B. 固体与固体之间不可能发生扩散现象
C. 扩散现象只有在温度足够高时才能发生
D. 扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
5.(3分)把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们切开,发现铅片和金片互相渗入约1 mm深。这一现象说明( )
A. 固体分子是静止不动的
B. 固体分子间只存在引力
C. 固体分子间只存在斥力
D. 固体分子在不停地做无规则运动
考点03 分子热运动与温度的关系
6.(3分)在两个相同的玻璃杯中分别倒入质量相等的80 ℃热水和20 ℃冷水,同时各滴入一滴红墨水,静置一段时间,观察到热水整杯变红所用的时间明显更短。这一实验现象说明( )
A. 温度越高,分子的无规则运动越剧烈
B. 温度越高,分子间的引力越大
C. 温度越高,分子的体积越大
D. 扩散的快慢与温度无关
7.(3分)用盐水腌制鸭蛋时,需要十几天鸭蛋才会变咸;而把鸭蛋放入热盐水中煮,不到1 h就明显变咸了。造成这种差别的主要原因是( )
A. 热盐水中盐分子的数目更多
B. 加热后盐分子的体积变小,容易钻进蛋壳
C. 热盐水的密度比冷盐水小,盐分子容易下沉
D. 温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快
考点04 分子间的作用力
8.(3分)铁丝很难被压缩,也很难被拉伸。从分子动理论的角度分析,这是因为( )
A. 分子间同时存在相互作用的引力和斥力
B. 分子间只存在引力
C. 分子间只存在斥力
D. 分子间没有间隙
9.(3分)如图所示把两个底面削平、削干净的铅柱紧紧压在一起后,在下面吊一个钩码,也不能把它们拉开。这一现象主要说明( )
A. 分子在不停地做无规则运动
B. 分子间存在相互作用的斥力
C. 分子间存在相互作用的引力
D. 大气压把两个铅柱紧紧压在一起
【B 能力提升题】
考点05 扩散与热运动的实验探究
10.(3分)在探究气体扩散的实验中,用两个集气瓶分别装满空气和二氧化氮气体(红棕色,密度比空气大),中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板后,最终两瓶气体的颜色变得均匀。为了排除重力对实验结论的干扰,装二氧化氮气体的集气瓶应放在( )
A. 上方,使二氧化氮在重力作用下向下运动,现象更明显
B. 下方,把装空气的集气瓶倒扣在其上方
C. 任意位置,放置方式对实验结论没有影响
D. 必须与空气瓶并排水平放置,且两个瓶口都朝上
11.(3分)小明想探究"扩散的快慢与温度的关系",下列实验方案最合理的是( )
A. 向一杯热水和一杯冷水中各滴入一滴红墨水,两杯水的质量可以不同
B. 先向热水中滴入红墨水并开始计时,隔5 min后再向冷水中滴入红墨水
C. 向质量相同的热水和冷水中同时各滴入一滴红墨水,并用玻璃棒不断搅拌
D. 向质量相同的热水和冷水中同时各滴入一滴红墨水,静置,观察整杯水变红所用的时间
12.(实验题,6分)在"探究扩散快慢与温度的关系"的实验中,小华设计的实验如下。
实验器材:两个相同的烧杯、滴管、红墨水、温度计、秒表、热水和冷水。
实验步骤:
① 在两个烧杯中分别倒入质量相等的冷水和热水,用温度计测出冷水的温度为20 ℃,热水的温度为80 ℃;
② 用滴管同时向两杯水中各滴入一滴红墨水,静置,不搅拌;
③ 用秒表记录从滴入红墨水到整杯水刚好全部变红所用的时间t,实验数据记录在下表中。
烧杯
水的温度t₀/℃
整杯水全部变红所用时间t/s
甲(冷水)
20
60
乙(热水)
80
20
(1) 本实验依据的原理是:红墨水在水中会发生______现象;温度越高,分子的无规则运动越______(选填"剧烈"或"缓慢")。(1分)
(2) 分析表中数据,可以得出的结论是:________________________。(1分)
(3) 实验中让两杯水的质量相等、同时滴入红墨水并且不搅拌,这是为了________________________。(2分)
(4) 实验中"整杯水刚好全部变红"这一时刻是靠眼睛观察判断的,存在较大误差。请写出一条减小该误差的改进措施:________________________。(2分)
考点06 分子间作用力的综合判断
13.(3分)把一块表面很干净的玻璃板水平地挂在弹簧测力计下,记下此时示数为F₁;再让玻璃板的下表面恰好接触水面,然后稍用力向上拉玻璃板,在玻璃板即将离开水面的一瞬间,弹簧测力计的示数为F₂。则( )
A. F₂=F₁,因为玻璃板受到的重力不变
B. F₂<F₁,因为水对玻璃板有向上的浮力
C. F₂>F₁,因为水分子与玻璃分子之间存在引力
D. F₂>F₁,因为大气压把玻璃板紧紧压在水面上
【C 拓展培优题】
考点07 分子动理论的综合应用
14.(计算题,6分)分子的直径非常小,一般分子直径的数量级为10-10 m。为了估算1 cm3水中水分子的数目,可以把水分子近似看成一个个紧密排列的小立方体,每个小立方体的边长约为d=1×10-10 m。请分步计算:
(1) 1 cm3合多少m3?(1分)
(2) 每个水分子占据的体积约为多少m3?(2分)
(3) 1 cm3水中大约含有多少个水分子?(结果用科学记数法表示)(3分)
15.(简答题,4分)镜子打碎后,把碎片小心地拼在一起,镜子却不能"破镜重圆";而工人把两段金属条的端面加热到熔融状态后对接,冷却后两段金属条就牢固地连成了一体。请用分子动理论的知识解释:
(1) 破镜不能重圆的原因;(2分)
(2) 加热熔合能使两段金属条牢固连接的原因。(2分)
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$第十三章 第2节《分子热运动》课时分层作业(答案速查版)
第十三章 第2节《分子动理论的初步知识》课时分层作业
2026—2027学年人教版九年级物理全一册(答案速查版)
说明:本表仅列各题最终答案,供快速批改使用;详细解析见教师版。
1. 【答案】A
2. 【答案】B
3. 【答案】C
4. 【答案】D
5. 【答案】D
6. 【答案】A
7. 【答案】D
8. 【答案】A
9. 【答案】C
10. 【答案】B
11. 【答案】D
12. 【答案】
(1) 扩散 剧烈(1分)
(2) 在水的质量等条件相同时,温度越高,扩散越快(1分)
(3) 控制变量,排除水的质量、滴入红墨水的时间先后以及搅拌(水的流动)等因素对实验结果的干扰(2分)
(4) 用手机对两杯水同步录像,回放逐帧确定整杯水刚好全部变红的时刻(或在烧杯后方放置标准比色卡对照判断,合理即可)(2分)
13. 【答案】C
14. 【答案】
(1) 因为1 cm=1×10-2 m,所以V=1 cm3=(1×10-2 m)3=1×10-6 m3(1分)
(2) 每个水分子占据的体积V₀=d3=(1×10-10 m)3=1×10-30 m3(2分)
(3) 水分子的数目N=V/V₀=(1×10-6 m3)/(1×10-30 m3)=1×1024个(3分)
答:1 cm3水中大约含有1×1024个水分子。
15. 【答案】
(1) 镜子碎片的破裂面凹凸不平,拼合后接触处绝大多数分子间的距离很大,远大于分子间作用力能起明显作用的范围,分子间的引力极其微弱,所以碎片不能结合成牢固的整体。(2分)
(2) 加热熔合时,端面处的金属处于熔融状态,分子可以自由移动,对接并冷却后,接触面处大量分子间的距离很小,进入分子间引力能明显起作用的范围,分子间的引力使两段金属条牢固地连接在一起。(2分)
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$第十三章 第2节《分子热运动》课时分层作业(教师版)
13.2《分子动理论的初步知识》课时分层作业
2026—2027学年人教版九年级物理全一册(教师版)
说明:本卷每题后附答案与详细解析,解析部分为红色五号字,供教师备课与讲评使用。
目录(考点清单)
【A基础达标题】····································································
考点1 物质的构成(分子、原子)
考点2 扩散现象及其识别
考点3 分子热运动与温度的关系
考点4 分子间的相互作用力
【B能力提升题】····································································
【C 扩展培优题】····································································
【A 基础达标题】
【A 基础达标题】(共9题,每题3分,共27分)
考点01 物质的构成
1.(3分)关于物质的构成,下列说法正确的是( )
A. 常见的物质是由大量的分子、原子构成的
B. 分子是组成物质的最小微粒,不能再分
C. 阳光下飞舞的灰尘颗粒就是分子
D. 原子是保持物质化学性质不变的最小微粒
【答案】A
【详解】本题考查物质的构成及分子的基本概念。
A. 常见的物质是由大量的分子、原子构成的,这是物质构成的基本观点,故A符合题意;
B. 分子还可以再分为原子,分子不是组成物质的最小微粒,故B不符合题意;
C. 一般分子的直径约为10-10 m,肉眼无法直接看到,灰尘颗粒是由大量分子组成的宏观小颗粒,灰尘不是分子,故C不符合题意;
D. 分子是保持物质化学性质不变的最小微粒,而不是原子,故D不符合题意。
故选A。
2.(3分)一般分子的直径非常小,通常以10-10 m为单位来量度。一般分子的直径大约是( )
A. 1×10-6 m
B. 1×10-10 m
C. 1×10-8 m
D. 1×10-12 m
【答案】B
【详解】本题考查分子直径的数量级。
A. 10-6 m是微米量级,约为分子直径的一万倍,故A不符合题意;
B. 一般分子的直径约为10-10 m,通常以10-10 m为单位来量度分子,故B符合题意;
C. 10-8 m约为分子直径的一百倍,相当于约一百个分子紧密排列的长度,故C不符合题意;
D. 10-12 m约为分子直径的百分之一,远小于一般分子的直径,故D不符合题意。
故选B。
考点02 扩散现象
3.(3分)下列生活中的现象,属于扩散现象的是( )
A. 清晨,洒水车驶过后路面上水雾弥漫
B. 春天,木棉絮随风漫天飞舞
C. 厨房里煲老火汤时,在客厅里能闻到汤的香味
D. 大扫除时,阳光照射下的教室里尘土飞扬
【答案】C
【详解】本题考查扩散现象的识别——扩散是分子的无规则运动,单个分子肉眼看不见,凡是肉眼可见的颗粒运动都不是扩散。
A. 水雾弥漫是小水滴在气流作用下的机械运动,小水滴由大量分子构成,不是分子,不属于扩散现象,故A不符合题意;
B. 木棉絮飞舞是宏观物体在风力作用下的机械运动,不属于扩散现象,故B不符合题意;
C. 在客厅能闻到汤的香味,是汤中的香味分子不停地做无规则运动,扩散到客厅空气中的结果,属于扩散现象,故C符合题意;
D. 尘土飞扬是尘土颗粒的机械运动,尘土颗粒不是分子,不属于扩散现象,故D不符合题意。
故选C。
4.(3分)关于扩散现象,下列说法正确的是( )
A. 扩散现象只能在气体中发生
B. 固体与固体之间不可能发生扩散现象
C. 扩散现象只有在温度足够高时才能发生
D. 扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【详解】本题考查扩散发生的条件和扩散现象的本质。
A. 气体、液体、固体中都能发生扩散,如水中滴入红墨水、铅片与金片互相渗入,故A不符合题意;
B. 把磨光的铅片和金片紧压在一起几年后互相渗入,说明固体之间也能发生扩散,故B不符合题意;
C. 扩散在任何温度下都能发生,温度只影响扩散的快慢,温度越高扩散越快,故C不符合题意;
D. 不同的物质互相接触时彼此进入对方,正是分子不停地做无规则运动的直接证据,故D符合题意。
故选D。
5.(3分)把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们切开,发现铅片和金片互相渗入约1 mm深。这一现象说明( )
A. 固体分子是静止不动的
B. 固体分子间只存在引力
C. 固体分子间只存在斥力
D. 固体分子在不停地做无规则运动
【答案】D
【详解】本题考查固体间的扩散现象及其说明的问题。
A. 分子在永不停息地做无规则运动,固体分子也不例外,若分子静止,铅和金不会互相渗入,故A不符合题意;
B. 铅片和金片互相渗入是彼此进入对方的扩散现象,不是分子间引力的表现,故B不符合题意;
C. 互相渗入与分子间的斥力无关,斥力主要表现在物体很难被压缩,故C不符合题意;
D. 铅片和金片在室温下互相渗入约1 mm深,说明固体分子在不停地做无规则运动,即固体之间也能发生扩散,故D符合题意。
故选D。
考点03 分子热运动与温度的关系
6.(3分)在两个相同的玻璃杯中分别倒入质量相等的80 ℃热水和20 ℃冷水,同时各滴入一滴红墨水,静置一段时间,观察到热水整杯变红所用的时间明显更短。这一实验现象说明( )
A. 温度越高,分子的无规则运动越剧烈
B. 温度越高,分子间的引力越大
C. 温度越高,分子的体积越大
D. 扩散的快慢与温度无关
【答案】A
【详解】本题考查分子热运动与温度的关系。
A. 热水整杯变红更快,即温度高时扩散更快,说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,故A符合题意;
B. 本实验研究的是扩散快慢与温度的关系,现象与分子间引力大小无关,故B不符合题意;
C. 温度升高时分子的体积基本不变,改变的是分子无规则运动的剧烈程度,故C不符合题意;
D. 热水比冷水变红快,恰恰表明扩散的快慢与温度有关,故D不符合题意。
故选A。
7.(3分)用盐水腌制鸭蛋时,需要十几天鸭蛋才会变咸;而把鸭蛋放入热盐水中煮,不到1 h就明显变咸了。造成这种差别的主要原因是( )
A. 热盐水中盐分子的数目更多
B. 加热后盐分子的体积变小,容易钻进蛋壳
C. 热盐水的密度比冷盐水小,盐分子容易下沉
D. 温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快
【答案】D
【详解】本题考查用"分子热运动与温度的关系"解释生活中的扩散现象。
A. 盐水中盐分子的数目由盐水的浓度和质量决定,与温度高低无直接关系,故A不符合题意;
B. 温度升高时分子的体积不变,"盐分子受热变小"的说法错误,故B不符合题意;
C. 鸭蛋变咸是盐分子扩散进入鸭蛋的结果,与盐水的密度大小无关,故C不符合题意;
D. 热盐水温度高,分子的无规则运动更剧烈,盐分子扩散进入鸭蛋更快,所以鸭蛋更快变咸,故D符合题意。
故选D。
考点04 分子间的作用力
8.(3分)铁丝很难被压缩,也很难被拉伸。从分子动理论的角度分析,这是因为( )
A. 分子间同时存在相互作用的引力和斥力
B. 分子间只存在引力
C. 分子间只存在斥力
D. 分子间没有间隙
【答案】A
【详解】本题考查分子间引力和斥力同时存在的观点。
A. 铁丝很难被拉伸,说明分子间存在引力;很难被压缩,说明分子间存在斥力;即分子间的引力和斥力是同时存在的,故A符合题意;
B. 若分子间只存在引力,铁丝应当很容易被压缩,与事实不符,故B不符合题意;
C. 若分子间只存在斥力,铁丝应当很容易被拉伸,与事实不符,故C不符合题意;
D. 分子间存在间隙(例如气体很容易被压缩),且"没有间隙"无法解释铁丝很难被拉伸,故D不符合题意。
故选A。
9.(3分)把两个底面削平、削干净的铅柱紧紧压在一起后,在下面吊一个钩码,也不能把它们拉开。(图形描述:两个圆柱形铅柱竖直放置,接触面水平贴合;上方铅柱的上端固定不动,下方铅柱的下端通过细线悬挂一个钩码。)这一现象主要说明( )
A. 分子在不停地做无规则运动
B. 分子间存在相互作用的斥力
C. 分子间存在相互作用的引力
D. 大气压把两个铅柱紧紧压在一起
【答案】C
【详解】本题考查分子间引力的实验证据,并辨析"大气压作用"这一典型误区。
A. 压紧的铅柱能吊住钩码,是分子间作用力的表现,与分子的无规则运动无直接关系,故A不符合题意;
B. 拉开铅柱需要克服的是分子间的引力,斥力主要表现在物体很难被压缩,故B不符合题意;
C. 两个底面平整、干净的铅柱紧压后,接触面处大量分子间的距离小到分子间作用力能明显起作用的范围,分子间的引力使两铅柱结合在一起,所以吊起钩码也不被拉开,故C符合题意;
D. 两铅柱的接触面并不密闭,铅柱的上、下表面都受到大气压,大气压的作用效果相互抵消,钩码不脱落不能归因于大气压,故D不符合题意。
故选C。
【B 能力提升题】(共4题,共15分)
考点05 扩散与热运动的实验探究
10.(3分)在探究气体扩散的实验中,用两个集气瓶分别装满空气和二氧化氮气体(红棕色,密度比空气大),中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板后,最终两瓶气体的颜色变得均匀。为了排除重力对实验结论的干扰,装二氧化氮气体的集气瓶应放在( )
A. 上方,使二氧化氮在重力作用下向下运动,现象更明显
B. 下方,把装空气的集气瓶倒扣在其上方
C. 任意位置,放置方式对实验结论没有影响
D. 必须与空气瓶并排水平放置,且两个瓶口都朝上
【答案】B
【详解】本题考查气体扩散实验中排除重力干扰的装置选择(控制变量思想)。
A. 二氧化氮的密度比空气大,若放在上方,抽去玻璃板后颜色变均匀,可能是二氧化氮在重力作用下下沉造成的,无法说明这是分子无规则运动的结果,故A不符合题意;
B. 二氧化氮瓶放在下方、空气瓶倒扣在其上方,抽去玻璃板后上方瓶内气体逐渐变成红棕色,说明二氧化氮分子向上运动进入了空气瓶,排除了重力的干扰,能说明分子在不停地做无规则运动,故B符合题意;
C. 放置方式直接决定能否排除重力的干扰,并不是任意的,故C不符合题意;
D. 两瓶并排放置且瓶口朝上,两瓶气体无法充分接触,不能达到实验目的,故D不符合题意。
故选B。
11.(3分)小明想探究"扩散的快慢与温度的关系",下列实验方案最合理的是( )
A. 向一杯热水和一杯冷水中各滴入一滴红墨水,两杯水的质量可以不同
B. 先向热水中滴入红墨水并开始计时,隔5 min后再向冷水中滴入红墨水
C. 向质量相同的热水和冷水中同时各滴入一滴红墨水,并用玻璃棒不断搅拌
D. 向质量相同的热水和冷水中同时各滴入一滴红墨水,静置,观察整杯水变红所用的时间
【答案】D
【详解】本题考查"探究扩散快慢与温度的关系"实验中控制变量法的运用。
A. 两杯水的质量不同,变量不唯一,无法得出可靠结论,故A不符合题意;
B. 两次滴入红墨水的时间不同,相当于又引入了一个变量,不符合控制变量法的要求,故B不符合题意;
C. 搅拌会迫使红墨水随水一起流动,引入机械运动的干扰,观察到的不再是纯粹的扩散现象,故C不符合题意;
D. 两杯水质量相同、同时各滴入一滴红墨水、静置不搅拌,只改变水的温度,符合控制变量法的要求,故D符合题意。
故选D。
12.(实验题,6分)在"探究扩散快慢与温度的关系"的实验中,小华设计的实验如下。
实验器材:两个相同的烧杯、滴管、红墨水、温度计、秒表、热水和冷水。
实验步骤:
① 在两个烧杯中分别倒入质量相等的冷水和热水,用温度计测出冷水的温度为20 ℃,热水的温度为80 ℃;
② 用滴管同时向两杯水中各滴入一滴红墨水,静置,不搅拌;
③ 用秒表记录从滴入红墨水到整杯水刚好全部变红所用的时间t,实验数据记录在下表中。
烧杯
水的温度t₀/℃
整杯水全部变红所用时间t/s
甲(冷水)
20
60
乙(热水)
80
20
(1) 本实验依据的原理是:红墨水在水中会发生______现象;温度越高,分子的无规则运动越______(选填"剧烈"或"缓慢")。(1分)
(2) 分析表中数据,可以得出的结论是:________________________。(1分)
(3) 实验中让两杯水的质量相等、同时滴入红墨水并且不搅拌,这是为了________________________。(2分)
(4) 实验中"整杯水刚好全部变红"这一时刻是靠眼睛观察判断的,存在较大误差。请写出一条减小该误差的改进措施:________________________。(2分)
【答案】
(1) 扩散 剧烈(1分)
(2) 在水的质量等条件相同时,温度越高,扩散越快(1分)
(3) 控制变量,排除水的质量、滴入红墨水的时间先后以及搅拌(水的流动)等因素对实验结果的干扰(2分)
(4) 用手机对两杯水同步录像,回放逐帧确定整杯水刚好全部变红的时刻(或在烧杯后方放置标准比色卡对照判断,合理即可)(2分)
【详解】
本题考查探究扩散快慢与温度关系实验的原理、控制变量、数据处理与评估改进。
(1) 红墨水在水中会发生扩散现象;热水温度高,整杯水变红更快,说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
(2) 由表中数据:20 ℃时整杯水全部变红需要60 s,80 ℃时只需要20 s,温度越高所需时间越短,故可得出结论:在水的质量等条件相同时,温度越高,扩散越快。
(3) 本实验要探究的变量是水的温度,让两杯水质量相等、同时滴入红墨水、静置不搅拌,是为了控制其他因素相同,避免无关变量干扰实验结论。
(4) "刚好全部变红"靠人眼判断,主观误差较大。改进措施:用手机对两杯水同步录像,回放逐帧确定变红时刻;或在烧杯后方放置标准比色卡对照判断;也可以红墨水刚好扩散到杯底某条标记线为准计时。这些方法都能使"变红时刻"的判断更客观。
考点06 分子间作用力的综合判断
13.(3分)把一块表面很干净的玻璃板水平地挂在弹簧测力计下,记下此时示数为F₁;再让玻璃板的下表面恰好接触水面,然后稍用力向上拉玻璃板,在玻璃板即将离开水面的一瞬间,弹簧测力计的示数为F₂。则( )
A. F₂=F₁,因为玻璃板受到的重力不变
B. F₂<F₁,因为水对玻璃板有向上的浮力
C. F₂>F₁,因为水分子与玻璃分子之间存在引力
D. F₂>F₁,因为大气压把玻璃板紧紧压在水面上
【答案】C
【详解】本题考查用弹簧测力计间接证明分子间存在引力的实验分析。
A. 玻璃板即将离开水面时,受到水面对它的向下"拉拽"作用,弹簧测力计的示数会变化,F₂不等于F₁,故A不符合题意;
B. 玻璃板并未浸入水中,排开水的体积几乎为零,受到的浮力可以忽略,示数不会因此变小,故B不符合题意;
C. 玻璃板下表面与水接触后,接触处水分子与玻璃分子间的距离在分子力起作用的范围内,向上拉玻璃板时,除了要克服玻璃板的重力,还要额外克服水分子对玻璃分子的引力,所以示数变大,即F₂>F₁,故C符合题意;
D. 玻璃板的上、下表面都受到大气压,大气压的作用效果相互抵消,示数变大不是大气压造成的,故D不符合题意。
故选C。
【C 拓展培优题】(共2题,共10分)
考点07 分子动理论的综合应用
14.(计算题,6分)分子的直径非常小,一般分子直径的数量级为10-10 m。为了估算1 cm3水中水分子的数目,可以把水分子近似看成一个个紧密排列的小立方体,每个小立方体的边长约为d=1×10-10 m。请分步计算:
(1) 1 cm3合多少m3?(1分)
(2) 每个水分子占据的体积约为多少m3?(2分)
(3) 1 cm3水中大约含有多少个水分子?(结果用科学记数法表示)(3分)
【答案】
(1) 因为1 cm=1×10-2 m,所以V=1 cm3=(1×10-2 m)3=1×10-6 m3(1分)
(2) 每个水分子占据的体积V₀=d3=(1×10-10 m)3=1×10-30 m3(2分)
(3) 水分子的数目N=V/V₀=(1×10-6 m3)/(1×10-30 m3)=1×1024个(3分)
答:1 cm3水中大约含有1×1024个水分子。
【详解】
本题考查用"小立方体模型"估算分子数目的计算能力,关键是把长度单位统一换算为m后再计算体积。
(1) 立方体的边长换算:1 cm=1×10-2 m,故1 cm3=(1×10-2 m)3=1×10-6 m3。
(2) 把水分子近似看成边长为d的小立方体,每个分子占据的体积V₀=d3=(1×10-10 m)3=1×10-30 m3。
(3) 用总体积除以每个分子占据的体积:N=V/V₀=(1×10-6 m3)/(1×10-30 m3)=1×1024个。该结果说明分子的数目极其庞大,与"物质由大量分子构成"的观点一致。
15.(简答题,4分)镜子打碎后,把碎片小心地拼在一起,镜子却不能"破镜重圆";而工人把两段金属条的端面加热到熔融状态后对接,冷却后两段金属条就牢固地连成了一体。请用分子动理论的知识解释:
(1) 破镜不能重圆的原因;(2分)
(2) 加热熔合能使两段金属条牢固连接的原因。(2分)
【答案】
(1) 镜子碎片的破裂面凹凸不平,拼合后接触处绝大多数分子间的距离很大,远大于分子间作用力能起明显作用的范围,分子间的引力极其微弱,所以碎片不能结合成牢固的整体。(2分)
(2) 加热熔合时,端面处的金属处于熔融状态,分子可以自由移动,对接并冷却后,接触面处大量分子间的距离很小,进入分子间引力能明显起作用的范围,分子间的引力使两段金属条牢固地连接在一起。(2分)
【详解】
本题考查分子间作用力随分子间距离变化的定性规律——分子力只有在分子间距离很小时才显著。
(1) 分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而迅速减小。镜片碎片看似拼合,实际破裂面凹凸不平,拼合处绝大多数分子间的距离远大于分子力能起作用的范围(当分子间距离超过分子直径的十倍以上时,分子间作用力已十分微弱),所以碎片无法依靠分子引力重新结合成整体。
(2) 加热至熔融状态后,金属分子可以自由移动;对接并冷却后,接触面处大量分子彼此靠近,分子间距离小到分子间引力能明显起作用的范围,分子间的引力使两段金属条牢固结合。
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