1.2 分子热运动与分子力(重难点专练)物理粤教版选择性必修第三册
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内容正文:
1.2分子热运动与分子力(题型突破)
题型01 分子热运动
题型02 分子力
题型03 分子力的图像问题
题型04 分子势能
▌题型01 分子热运动
布朗运动与扩散现象的比较
项目
扩散现象
布朗运动
不同点
①扩散现象是两种不同的物质相互接触时而彼此进入对方的现象。
②扩散快慢除和温度有关外,还受到“已进入对方”的分子浓度的限制,当进入对方的分子浓度较低时,扩散现象较为显著,当进入对方的分子浓度较高时,扩散现象不明显,但扩散不会停止。
①布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动,而不是液体或气体分子的运动。
②布朗运动的激烈程度与液体(或气体)分子撞击的不平衡性有关,微粒越小,温度越高,布朗运动越明显。
③布朗运动永不停息。
相同点
①产生的根本原因相同,都是分子永不停息地做无规则运动的反映。
②它们都随温度的升高而表现得更激烈。
1.(25-26高二下·江苏南京·期末)把墨汁用水稀释后取出一滴,放在显微镜下观察,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒,且水分子不停地撞击炭粒
B.小炭粒在不停地做无规则运动,即热运动
C.越小的炭粒,运动越明显
D.在显微镜下看起来连成一片的液体,实际上就是由许许多多静止不动的水分子组成的
【答案】C
【详解】A.分子很小,在显微镜下不能看到水分子,能看到悬浮的小炭粒。故A错误;
B.小炭粒在不停地做无规则运动,这是布朗运动。故B错误;
C.炭粒越小,运动状态越容易改变,表面积越小,同一时刻撞击炭粒的水分子越少,冲力越不平衡,炭粒运动越明显。故C正确;
D.分子永不停息地在做无规则运动,在显微镜下看起来连成一片的液体,实际上就是由不停运动的水分子组成的。故D错误。
故选C。
2.(25-26高二下·广东珠海·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.已知某物质的摩尔质量和分子质量,可以算出阿伏加德罗常数
B.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
C.分子间距离很小时,分子间只存在斥力,没有引力
D.液体中的布朗运动是液体分子的运动,它说明液体分子永不停息地做无规则运动
【答案】A
【详解】A.已知某物质的摩尔质量和分子质量,阿伏加德罗常数等于摩尔质量与物质分子的质量的比值,故A正确;
B.液体中的扩散现象是由于分子的无规则热运动而形成的,故B错误;
C.分子间同时存在引力和斥力,故C错误;
D.布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,它说明液体分子永不停息地做无规则运动,故D错误。
故选A。
3.(25-26高二下·江苏南通·期中)关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是( )
A.扩散现象只能发生在液体或气体中,不能发生在固体中
B.布朗运动就是悬浮在液体中的固体小颗粒分子的无规则运动
C.悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大,布朗运动越明显
D.扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
【答案】D
【详解】A.扩散现象是分子无规则运动的宏观表现,气态、液态、固态物质之间都能发生扩散现象(例如长期堆放煤的墙角,煤炭分子会扩散进入墙体内部),故A错误;
B.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,是液体分子无规则运动的反映,并非固体小颗粒分子的无规则运动,故B错误;
C.悬浮在一定温度液体中的固体小颗粒越大,同一时刻撞击颗粒的液体分子数越多,各方向撞击的抵消效果越显著,布朗运动越不明显,故C错误;
D.扩散现象直接证明了组成物质的分子在做永不停息的无规则运动,布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动,二者均可证明分子的无规则运动,故D正确。
故选D。
4.(25-26高二下·江苏连云港·期中)关于分子动理论的表述,下面表述不正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积变小了,表明液体分子间存在空隙
B.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”中“花气袭人”主要原因是分子无规则运动
C.小明在显微镜下观察水中悬浮的小炭粒的运动,颗粒大的炭粒布朗运动明显
D.需要在纯净的半导体材料中渗入其他元素,可以在高温条件下通过分子的扩散来完成
【答案】C
【详解】A.水和酒精混合后总体积减小,是因为两种分子互相进入对方分子的空隙,证明液体分子间存在空隙,故A正确;
B.“花气袭人”是花香分子的扩散现象,本质是分子永不停息的无规则热运动,温度越高分子运动越剧烈,故B正确;
C.悬浮颗粒越小,周围液体分子对颗粒的撞击不平衡性越显著,布朗运动越明显;颗粒越大,不同方向的分子撞击更容易平衡,布朗运动越不明显,因此颗粒大的炭粒布朗运动不明显,故C错误;
D.扩散现象可在固体中发生,温度越高分子热运动越剧烈,扩散速度越快,半导体渗入杂质的工艺就是利用高温下固体分子的扩散实现的,故D正确。
由于本题选不正确的,故选C。
5.(25-26高二下·江苏泰州·期中)小明在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动,他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,然后用线段把这些位置按时间顺序依次连起来,如图所示。下列说法正确的是( )
A.小颗粒沿笔直的折线运动,说明水分子短时间内的运动是规则的
B.小颗粒的大小越大,小颗粒的无规则运动越剧烈
C.小颗粒的无规则运动,证明水分子运动是无规则的
D.小颗粒的无规则运动,证明小颗粒的分子在无规则运动
【答案】C
【详解】A.该折线仅为位置连接,不是小颗粒真实运动轨迹;布朗运动的成因是水分子无规则撞击小颗粒,水分子的运动本身就是无规则的,故A错误;
B.小颗粒越大,水分子对它的撞击越容易达到平衡,无规则运动(布朗运动)越不明显,故B错误;
C.小颗粒的无规则运动(布朗运动),间接证明了水分子的运动是无规则的,故C正确;
D.布朗运动是宏观固体小颗粒整体的运动,不是小颗粒内部分子的运动,不能证明小颗粒分子的无规则运动,故D错误。
故选C 。
▌题型02 分子力
用弹簧模型理解分子力
如图所示,两个小球中间连有一个弹簧,小球代表分子,弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力。
r=r0,F=0
r<r0,F表现为斥力
r>r0,F表现为引力
(1)当弹簧处于原长时(r=r0),象征着分子力的合力表现为零。
(2)当弹簧处于压缩状态时(r<r0),象征着分子力的合力表现为斥力。
(3)当弹簧处于拉伸状态时(r>r0),象征着分子力的合力表现为引力。
6.(25-26高二下·内蒙古赤峰·期中)下列关于分子动理论的说法中正确的是( )
A.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力
B.布朗运动的本质是液体或气体分子在不停地做无规则热运动
C.扩散现象和布朗运动不表明,分子在做永不停息的热运动
D.微粒越大,液体温度越高,布朗运动就越明显
【答案】B
【详解】A.分子间的引力和斥力是同时存在的,二者均随分子间距变化而改变,故A错误;
B.布朗运动是悬浮固体微粒的无规则运动,其产生的本质原因是液体或气体分子的无规则热运动对微粒的碰撞不平衡,反映了液体或气体分子的无规则热运动,故B正确;
C.扩散现象是分子无规则热运动的直接证据,布朗运动间接证明了分子的无规则热运动,二者都能表明分子在做永不停息的热运动,故C错误;
D.布朗运动的剧烈程度与微粒大小、温度有关,微粒越小、温度越高,布朗运动越明显,故D错误。
故选B。
7.(26-27高三上·四川南充·开学考试)南充是“中国桑茶之乡”,桑叶茶将传统的养蚕桑叶变成了独具特色的养生茶饮,下列关于泡茶的物理现象说法正确的是( )
A.放入桑叶茶后茶水颜色逐渐变深是扩散现象
B.泡好的桑茶放冰箱冻结成冰后,分子热运动就消失了
C.摇晃茶杯时茶叶的运动就是布朗运动
D.摇晃时不慎打碎的茶杯无法直接拼接复原是因为分子间没有引力作用
【答案】A
【详解】A.扩散现象的本质是分子无规则热运动,不同物质相互接触时彼此进入对方,放入桑叶茶后茶水颜色变深是茶叶中的色素等分子扩散到水中的结果,故A正确;
B.分子热运动是永不停息的,茶冻结成冰后仅分子热运动的剧烈程度降低,不会消失,故B错误;
C.布朗运动是悬浮在流体中的微小颗粒受流体分子撞击不平衡产生的无规则运动,是分子热运动的反映;摇晃茶杯时茶叶的运动是外力和宏观水流带动的宏观运动,不属于布朗运动,故C错误;
D.分子间引力是短程力,有效作用距离约为,打碎的茶杯拼接时断面分子间距远大于该距离,引力作用可忽略,并非分子间不存在引力,故D错误。
故选A。
8.(25-26高二下·陕西西安·期末)r=r0时,两分子间相互作用力为零。对分子间引力和斥力的理解,下列说法正确的是( )
A.当r>r0时,分子间的作用力表现为斥力
B.气体能充满任何容器是因为分子间存在斥力
C.当r>r0时,随着分子间距离的增大,分子间的作用力先增大后减小
D.分子间的作用力表现为引力时,引力随分子间距离的增大而一直增大
【答案】C
【详解】A.当时,分子间引力大于斥力,作用力表现为引力,故A错误;
B.气体分子间距远大于,分子间作用力几乎为零,能充满任何容器是因为气体分子永不停息做无规则热运动,与分子斥力无关,故B错误;
C.当时,分子间作用力的合力为引力,随分子间距增大,该合力先增大到峰值后逐渐减小,到时几乎为零,故C正确;
D.分子间的引力、斥力均随分子间距的增大而减小,仅合力(引力)在时存在先增后减的规律,故D错误。
9.(多选)关于分子力,下列说法正确的是( )
A.碎玻璃不能拼合在一起,说明分子间存在斥力
B.将两块铅压紧以后能连成一块,说明分子间存在引力
C.水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和,说明分子间存在引力
D.固体很难被拉伸,也很难被压缩,说明分子间既有引力又有斥力
【答案】BD
【详解】AB.物体能否拼接在一起,取决于它们能否接近到分子力发生作用的范围。碎玻璃不能拼合,是由于碎片间距离太大;两铅块压紧后能连成一块,是由于铅块间缝隙已达到分子力发生作用的距离,故A错误,B正确;
C.水和酒精混合后体积小于原来的体积之和,说明分子间有空隙,故C错误;
D.固体很难被拉伸,说明分子间存在引力;很难被压缩,说明分子间存在斥力,故D正确。
故选BD。
10.(25-26高二下·四川眉山·期中)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙
B.悬浮在液体中的颗粒越大,布朗运动越明显
C.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力
D.的物体中的分子不做无规则运动
【答案】A
【详解】A.水和酒精混合后总体积减小,说明两种液体的分子相互插入到了间隙之中了,说明分子间有空隙,A正确;
B.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,颗粒越小,布朗运动越明显,间接证明了液体分子永不停息地做无规则运动,故B错误;
C.磁铁吸引铁屑是磁场力的作用,不是分子间的引力,故C错误;
D.分子在永不停息地做无规则运动,的物体中的分子也不例外,故D错误。
故选A。
▌题型03 分子力的图像问题
对分子力与分子间距离变化关系的理解
(1)r0的意义:当两个分子间的距离等于某一值r0时,分子间的引力和斥力平衡,分子间的作用力为0.对于不同物质的分子,r0的数值稍有不同,数量级约为10-10 m.
(2)分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图所示.由图中实线可知,在r轴上方,分子间的作用力表现为斥力;在r轴下方,分子间的作用力表现为引力.
①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,且斥力变化得快.
②实际表现的分子力是引力和斥力的合力.
③当r<r0时,分子力随分子间距离的增大而减小;当r>r0时,分子力随分子间距离的增大先增大后减小.
④当r>10r0时,分子间的作用力就已经十分微弱,可以忽略不计.
11.两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在阶段,F做正功,分子动能增大,分子势能也增大
B.在阶段,F做负功,分子动能减小,分子势能也减小
C.在时,分子势能最小,分子动能最大
D.阶段,分子力表现为引力,分子力随距离的增大先减小后增大
【答案】C
【详解】A.由分子力图像可知,当时,分子力表现为引力,当时,分子力表现为斥力。在阶段,分子力表现为引力,两分子相互接近,分子力方向与位移方向相同,分子力做正功,分子动能增大,分子势能减小,故A错误。
B.在阶段,分子力表现为斥力,两分子相互接近,分子力方向与位移方向相反,分子力做负功,分子动能减小,分子势能增大,故B错误。
C.当时,分子力为零,此前分子力做正功,此后分子力做负功,所以此时分子动能最大,分子势能最小,故C正确。
D.在阶段,分子力表现为引力,由图象可知,随着距离的增大,分子力的大小先增大后减小,故D错误。
故选C。
12.(25-26高二下·贵州毕节·期中)两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示,曲线与轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,则下列说法正确的是( )
A.两分子间的最小距离等于
B.随着分子间距离的减小,引力和斥力都减小
C.在时,分子势能为零,分子动能最大
D.在阶段,分子动能增大,分子势能减小
【答案】D
【详解】A.分子从无穷远由静止开始相互接近,在阶段,分子力表现为引力,分子做加速运动;在时,分子力为零,加速度为零,速度达到最大;由于惯性,分子将继续靠近,进入区域,此时分子力表现为斥力,分子做减速运动,直到速度减为零,此时两分子间距离最小,故最小距离小于,故A错误;
B.根据分子动理论,分子间同时存在引力和斥力,随着分子间距离的减小,引力和斥力都增大,只是斥力增大得更快,故B错误;
C.从无穷远到的过程中,分子力(引力)做正功,分子动能增大,分子势能减小。因为无穷远处分子势能为零,所以在时,分子势能小于零(为负值),此时分子动能最大,故C错误;
D.在阶段,分子力表现为引力,分子相互靠近,分子力做正功,根据动能定理可知分子动能增大,根据功能关系可知分子势能减小,故D正确。
故选D。
13.(25-26高二下·山东青岛·期中)如图所示,原点O处固定一分子A,另一分子B位于x轴上,纵坐标表示这两个分子间的分子势能Ep,分子间距离为无穷远时,分子势能Ep为0,下列说法正确的是( )
A.在x0处,两分子间作用力为0
B.B分子从x1处向右移动,分子力先增大后减小
C.B分子从x1处向左移动,分子力先减小后增大
D.在x2处由静止释放B分子,它将在x1附近做简谐运动
【答案】B
【详解】A.由图可知,在处分子势能最小,此时分子间作用力为 0,即为平衡位置。在处,图像切线斜率不为 0,根据可知分子力不为 0,故A错误;
B.B 分子从处向右移动,即,分子力表现为引力。由图像可知,曲线切线的斜率绝对值先增大后减小,说明分子力先增大后减小,故B正确;
C.B 分子从处向左移动,即,分子力表现为斥力。由图像可知,曲线切线的斜率绝对值一直增大,说明分子力一直增大,故C错误;
D.简谐运动的回复力满足,即力与位移成正比。分子力与分子间距离的关系是非线性的(图像不对称,左侧陡峭右侧平缓),不满足简谐运动的条件,故D错误。
故选B。
14.(25-26高二下·江苏连云港·期中)分子力F随分子间距离r的变化如图所示。仅考虑这两个分子间的作用,将两分子从相距r=r1处释放到相距r2的过程中( )
A.在r=r1处分子力表现为相互作用的斥力
B.分子势能先减小后增大,再减小
C.分子势能先增大后减小,再增大
D.在r=r0处分子力表现为相互作用的斥力
【答案】A
【详解】AD.由图可知,在r=r1处分子力表现为相互作用的斥力,在r=r0处分子力为0,故A正确,D错误;
BC.从r=r1处释放到相距r2的过程中,分子作用力的合力先为斥力,后为引力,所以分子作用力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大,故BC错误。
故选A。
15.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲。图中b点是引力最大处,d点是乙分子靠得最近处,则乙分子动能最大处可能位于( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
【答案】C
【详解】乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力作用下向甲分子靠近。
从无穷远到点(平衡位置):分子间表现为引力,引力做正功,乙分子速度增大,动能增加。
点虽然是引力最大处,但过了点后引力仍然做正功,直到点引力做功结束,速度达到最大,动能最大。
从点到点:分子间表现为斥力,斥力做负功,动能减小,到点速度减为零。
所以乙分子动能最大处位于点,故C正确。
故选C。
▌题型04 分子势能
分子力问题的分析方法
(1)首先要分清是分子力还是分子引力或分子斥力。
(2)分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小。
(3)分子力比较复杂,要抓住四个关键点:一是r=r0时,分子力为零但引力和斥力大小相等,均不为零;二是r≥10r0时,分子力以及引力、斥力都可忽略,可以看作是零;三是r<r0时,分子力随着分子间距离增大而减小;四是r>r0时,分子间距由r0增大到10r0,分子力先增大后减小。
16.(26-27高三上·湖南长沙·阶段检测)微观世界的分子力可对比宏观世界弹簧的弹力来理解。如图1所示,两小球(均可视为质点)用轻质弹簧连接放置在光滑水平面上处于静止状态,在此情况下,两球的间距为L0;如图2所示,两分子处于平衡状态时,分子间距为r0,下列说法正确的是( )
A.对图1,两球的间距为L0时,弹簧对小球的引力与斥力等大反向
B.对图2,两分子的间距为r0时,分子力为0,分子引力与斥力均为0
C.对图1,当两球间距由L0逐渐减小时,弹簧对两球的弹力做功的代数和为正值,弹性势能增大
D.对图2,当两分子间距由r0逐渐减小时,分子力与分子势能均增大
【答案】D
【详解】A.对图1,两球静止在光滑水平面上,弹簧处于原长状态,弹簧对小球没有弹力作用,不存在引力与斥力的说法,故A错误;
B.对图2,两分子间距为时,分子处于平衡位置,分子引力与分子斥力大小相等、方向相反,合力(分子力)为0,但分子引力和分子斥力均不为0,故B错误;
C.对图1,当两球间距由逐渐减小时,弹簧被压缩,弹簧对两球的弹力方向向外,与小球位移方向相反,弹力做负功,做功的代数和为负值,弹性势能增大,故C错误;
D.对图2,当两分子间距由逐渐减小时,分子间距离 ,分子力表现为斥力,且随着距离减小,分子斥力增大,即分子力增大;在此过程中,分子力(斥力)做负功,分子势能增大,故D正确。
故选D。
17.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系图像如图所示。现把乙分子从r3处由静止释放,乙分子仅在分子力作用下沿r轴负方向运动。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.乙分子不可能运动到r<r1处
B.乙分子运动到r=r1处时的速度最大
C.在r>r2阶段,乙分子运动过程中,分子力一直减小
D.在r>r1阶段,乙分子运动过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大
【答案】B
【详解】AD.乙分子从r3到r1过程中,分子力一直表现为引力,分子力一直做正功,乙分子一直做加速运动,乙分子可以运动到r<r1处,乙分子的动能一直增加,两分子间的分子势能一直减小,故AD错误;
B.乙分子运动到r<r1处时,分子力表现为斥力,乙分子开始减速运动,即乙分子运动到r=r1处时的速度最大,故B正确;
C.在r>r2阶段,乙分子运动过程中,分子力大小一直在增大,故C错误。
故选B。
18.(多选)分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示,横轴表示分子间的距离,下列说法正确的是( )
A.标准状态下,一定质量的某种气体,其分子势能趋于零。
B.分子间距离从零增大到的过程中,分子力做负功,分子势能增大。
C.如果纵轴表示分子势能,则曲线D表示分子势能与分子间距的关系。
D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力,负方向表示分子间的引力,则曲线D表示分子力与分子间距的关系。
【答案】AC
【详解】CD.如果纵轴表示分子势能,则曲线D表示分子势能与分子间距的关系,如果纵轴正方向表示分子间的斥力,负方向表示分子间的引力,则曲线A表示分子间的斥力,曲线C表示分子间的引力,则曲线B表示合力与分子间距的关系,故C正确,D错误;
A.标准状态下,一定质量的某种气体,分子间距离约为,其分子势能趋于零,故A正确;
B.分子间距离从零增大到的过程中,分子间表现为斥力,分子力做正功,分子势能减小,故B错误。
故选AC。
19.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,时,F=0.分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零.若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到的过程中,势能________(选填“减小”“不变”或“增大”);在间距由减小到的过程中,势能________(选填“减小”“不变”或“增大”);
【答案】 减小 减小
【详解】[1][2]从很远到过程中,分子力为引力,分子力做正功,势能减小;从到过程中,分子力为引力,分子力仍然做正功,势能减小。
20.分子势能EP随分子间距离r变化的图像如图所示,取r趋近于无穷大时EP为零。若甲分子固定在坐标原点O处,乙分子从r3处由静止释放,下列说法正确的是( )
A.分子力对乙先做正功后做负功
B.当两个分子相距为r=r1时,乙分子的速度最大
C.当两个分子相距为r=r1时,它们之间的分子力表现为引力
D.当两个分子相距为r=r2时,它们之间的分子力表现为引力
【答案】A
【详解】A.由图可知,当两个分子相距为r=r2时,分子势能最小,此时它们之间的分子力表现为零,在r=r3时分子力表现为引力,则两分子相互靠近,则分子力对乙先做正功,当r<r2时分子力表现为斥力,此时分子力做负功,A正确;
B.当两个分子相距为r=r2时,分子势能最小,此时乙分子的动能最大,即速度最大,B错误;
CD.当两个分子相距为r=r2时,它们之间的分子力表现为零,当两个分子相距为r=r1时,它们之间的分子力表现为斥力,CD错误。
故选A。
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1.2分子热运动与分子力(题型突破)
题型01 分子热运动
题型02 分子力
题型03 分子力的图像问题
题型04 分子势能
▌题型01 分子热运动
布朗运动与扩散现象的比较
项目
扩散现象
布朗运动
不同点
①扩散现象是两种不同的物质相互接触时而彼此进入对方的现象。
②扩散快慢除和温度有关外,还受到“已进入对方”的分子浓度的限制,当进入对方的分子浓度较低时,扩散现象较为显著,当进入对方的分子浓度较高时,扩散现象不明显,但扩散不会停止。
①布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动,而不是液体或气体分子的运动。
②布朗运动的激烈程度与液体(或气体)分子撞击的不平衡性有关,微粒越小,温度越高,布朗运动越明显。
③布朗运动永不停息。
相同点
①产生的根本原因相同,都是分子永不停息地做无规则运动的反映。
②它们都随温度的升高而表现得更激烈。
1.(25-26高二下·江苏南京·期末)把墨汁用水稀释后取出一滴,放在显微镜下观察,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒,且水分子不停地撞击炭粒
B.小炭粒在不停地做无规则运动,即热运动
C.越小的炭粒,运动越明显
D.在显微镜下看起来连成一片的液体,实际上就是由许许多多静止不动的水分子组成的
2.(25-26高二下·广东珠海·阶段检测)下列说法正确的是( )
A.已知某物质的摩尔质量和分子质量,可以算出阿伏加德罗常数
B.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
C.分子间距离很小时,分子间只存在斥力,没有引力
D.液体中的布朗运动是液体分子的运动,它说明液体分子永不停息地做无规则运动
3.(25-26高二下·江苏南通·期中)关于扩散现象和布朗运动,下列说法正确的是( )
A.扩散现象只能发生在液体或气体中,不能发生在固体中
B.布朗运动就是悬浮在液体中的固体小颗粒分子的无规则运动
C.悬浮在一定温度的液体中的固体小颗粒越大,布朗运动越明显
D.扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做无规则运动
4.(25-26高二下·江苏连云港·期中)关于分子动理论的表述,下面表述不正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积变小了,表明液体分子间存在空隙
B.“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”中“花气袭人”主要原因是分子无规则运动
C.小明在显微镜下观察水中悬浮的小炭粒的运动,颗粒大的炭粒布朗运动明显
D.需要在纯净的半导体材料中渗入其他元素,可以在高温条件下通过分子的扩散来完成
5.(25-26高二下·江苏泰州·期中)小明在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动,他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,然后用线段把这些位置按时间顺序依次连起来,如图所示。下列说法正确的是( )
A.小颗粒沿笔直的折线运动,说明水分子短时间内的运动是规则的
B.小颗粒的大小越大,小颗粒的无规则运动越剧烈
C.小颗粒的无规则运动,证明水分子运动是无规则的
D.小颗粒的无规则运动,证明小颗粒的分子在无规则运动
▌题型02 分子力
用弹簧模型理解分子力
如图所示,两个小球中间连有一个弹簧,小球代表分子,弹簧的弹力代表分子斥力和引力的合力。
r=r0,F=0
r<r0,F表现为斥力
r>r0,F表现为引力
(1)当弹簧处于原长时(r=r0),象征着分子力的合力表现为零。
(2)当弹簧处于压缩状态时(r<r0),象征着分子力的合力表现为斥力。
(3)当弹簧处于拉伸状态时(r>r0),象征着分子力的合力表现为引力。
6.(25-26高二下·内蒙古赤峰·期中)下列关于分子动理论的说法中正确的是( )
A.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力
B.布朗运动的本质是液体或气体分子在不停地做无规则热运动
C.扩散现象和布朗运动不表明,分子在做永不停息的热运动
D.微粒越大,液体温度越高,布朗运动就越明显
7.(26-27高三上·四川南充·开学考试)南充是“中国桑茶之乡”,桑叶茶将传统的养蚕桑叶变成了独具特色的养生茶饮,下列关于泡茶的物理现象说法正确的是( )
A.放入桑叶茶后茶水颜色逐渐变深是扩散现象
B.泡好的桑茶放冰箱冻结成冰后,分子热运动就消失了
C.摇晃茶杯时茶叶的运动就是布朗运动
D.摇晃时不慎打碎的茶杯无法直接拼接复原是因为分子间没有引力作用
8.(25-26高二下·陕西西安·期末)r=r0时,两分子间相互作用力为零。对分子间引力和斥力的理解,下列说法正确的是( )
A.当r>r0时,分子间的作用力表现为斥力
B.气体能充满任何容器是因为分子间存在斥力
C.当r>r0时,随着分子间距离的增大,分子间的作用力先增大后减小
D.分子间的作用力表现为引力时,引力随分子间距离的增大而一直增大
9.(多选)关于分子力,下列说法正确的是( )
A.碎玻璃不能拼合在一起,说明分子间存在斥力
B.将两块铅压紧以后能连成一块,说明分子间存在引力
C.水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和,说明分子间存在引力
D.固体很难被拉伸,也很难被压缩,说明分子间既有引力又有斥力
10.(25-26高二下·四川眉山·期中)关于分子动理论,下列说法正确的是( )
A.水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有空隙
B.悬浮在液体中的颗粒越大,布朗运动越明显
C.磁铁可以吸引铁屑,这一事实说明分子间存在引力
D.的物体中的分子不做无规则运动
▌题型03 分子力的图像问题
对分子力与分子间距离变化关系的理解
(1)r0的意义:当两个分子间的距离等于某一值r0时,分子间的引力和斥力平衡,分子间的作用力为0.对于不同物质的分子,r0的数值稍有不同,数量级约为10-10 m.
(2)分子间的引力、斥力和分子力随分子间距离变化的图像如图所示.由图中实线可知,在r轴上方,分子间的作用力表现为斥力;在r轴下方,分子间的作用力表现为引力.
①分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,且斥力变化得快.
②实际表现的分子力是引力和斥力的合力.
③当r<r0时,分子力随分子间距离的增大而减小;当r>r0时,分子力随分子间距离的增大先增大后减小.
④当r>10r0时,分子间的作用力就已经十分微弱,可以忽略不计.
11.两分子间的作用力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在阶段,F做正功,分子动能增大,分子势能也增大
B.在阶段,F做负功,分子动能减小,分子势能也减小
C.在时,分子势能最小,分子动能最大
D.阶段,分子力表现为引力,分子力随距离的增大先减小后增大
12.(25-26高二下·贵州毕节·期中)两分子间的斥力和引力的合力与分子间距离的关系如图中曲线所示,曲线与轴交点的横坐标为。相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远时分子势能为零,则下列说法正确的是( )
A.两分子间的最小距离等于
B.随着分子间距离的减小,引力和斥力都减小
C.在时,分子势能为零,分子动能最大
D.在阶段,分子动能增大,分子势能减小
13.(25-26高二下·山东青岛·期中)如图所示,原点O处固定一分子A,另一分子B位于x轴上,纵坐标表示这两个分子间的分子势能Ep,分子间距离为无穷远时,分子势能Ep为0,下列说法正确的是( )
A.在x0处,两分子间作用力为0
B.B分子从x1处向右移动,分子力先增大后减小
C.B分子从x1处向左移动,分子力先减小后增大
D.在x2处由静止释放B分子,它将在x1附近做简谐运动
14.(25-26高二下·江苏连云港·期中)分子力F随分子间距离r的变化如图所示。仅考虑这两个分子间的作用,将两分子从相距r=r1处释放到相距r2的过程中( )
A.在r=r1处分子力表现为相互作用的斥力
B.分子势能先减小后增大,再减小
C.分子势能先增大后减小,再增大
D.在r=r0处分子力表现为相互作用的斥力
15.如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲。图中b点是引力最大处,d点是乙分子靠得最近处,则乙分子动能最大处可能位于( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
▌题型04 分子势能
分子力问题的分析方法
(1)首先要分清是分子力还是分子引力或分子斥力。
(2)分子间的引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小。
(3)分子力比较复杂,要抓住四个关键点:一是r=r0时,分子力为零但引力和斥力大小相等,均不为零;二是r≥10r0时,分子力以及引力、斥力都可忽略,可以看作是零;三是r<r0时,分子力随着分子间距离增大而减小;四是r>r0时,分子间距由r0增大到10r0,分子力先增大后减小。
16.(26-27高三上·湖南长沙·阶段检测)微观世界的分子力可对比宏观世界弹簧的弹力来理解。如图1所示,两小球(均可视为质点)用轻质弹簧连接放置在光滑水平面上处于静止状态,在此情况下,两球的间距为L0;如图2所示,两分子处于平衡状态时,分子间距为r0,下列说法正确的是( )
A.对图1,两球的间距为L0时,弹簧对小球的引力与斥力等大反向
B.对图2,两分子的间距为r0时,分子力为0,分子引力与斥力均为0
C.对图1,当两球间距由L0逐渐减小时,弹簧对两球的弹力做功的代数和为正值,弹性势能增大
D.对图2,当两分子间距由r0逐渐减小时,分子力与分子势能均增大
17.如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于r轴上,甲、乙两分子间的作用力与分子间距离的关系图像如图所示。现把乙分子从r3处由静止释放,乙分子仅在分子力作用下沿r轴负方向运动。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.乙分子不可能运动到r<r1处
B.乙分子运动到r=r1处时的速度最大
C.在r>r2阶段,乙分子运动过程中,分子力一直减小
D.在r>r1阶段,乙分子运动过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减小后增大
18.(多选)分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示,横轴表示分子间的距离,下列说法正确的是( )
A.标准状态下,一定质量的某种气体,其分子势能趋于零。
B.分子间距离从零增大到的过程中,分子力做负功,分子势能增大。
C.如果纵轴表示分子势能,则曲线D表示分子势能与分子间距的关系。
D.如果纵轴正方向表示分子间的斥力,负方向表示分子间的引力,则曲线D表示分子力与分子间距的关系。
19.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,时,F=0.分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零.若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到的过程中,势能________(选填“减小”“不变”或“增大”);在间距由减小到的过程中,势能________(选填“减小”“不变”或“增大”);
20.分子势能EP随分子间距离r变化的图像如图所示,取r趋近于无穷大时EP为零。若甲分子固定在坐标原点O处,乙分子从r3处由静止释放,下列说法正确的是( )
A.分子力对乙先做正功后做负功
B.当两个分子相距为r=r1时,乙分子的速度最大
C.当两个分子相距为r=r1时,它们之间的分子力表现为引力
D.当两个分子相距为r=r2时,它们之间的分子力表现为引力
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1.2分子热运动与分子力(题型突破)
题型01分子热运动
三
题型精练
1.【答案】C
2.【答案】A
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】C
1题型02分子力
题型精练
6.【答案】B
7.【答案】A
8.【答案】C
9.【答案】BD
10.【答案】A
题型03分子力的图像问题
题型精练
11.【答案】C
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12.【答案】D
13.【答案】B
14.【答案】A
15.【答案】C
1题型04分子势能
题型精练
16.【答案】D
17.【答案】B
18.【答案】AC
19.【答案】
减小
减小
20.【答案】A
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