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第1講 分子動理論 內能
主干梳理 對點激活
知識點 分子動理論?、?
1．物體是由大量分子組成的
(1)分子的大小
①分子直徑：數量級是10－10 m；
②分子質量：數量級是10－26 kg；
③測量方法：油膜法。
(2)阿伏加德羅常數
1 mol任何物質所含有的粒子數，NA＝6.021023 mol－1。阿伏加德羅常數是聯系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁。
2．分子做永不停息的無規(guī)則運動
(1)擴散現象
①定義：不同物質能夠彼此進入對方的現象。
②實質：不是外界作用引起的，也不是化學反應的結果，而是由物質分子的無規(guī)則運動產生的。溫度越高，擴散現象越明顯。
(2)布朗運動
①定義：懸浮在液體中的微粒的永不停息的無規(guī)則運動。
②成因：液體分子無規(guī)則運動，對固體微粒撞擊作用不平衡造成的。
③特點：永不停息，無規(guī)則；微粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著。
④結論：反映了液體分子的無規(guī)則運動。
(3)熱運動
①定義：分子永不停息的無規(guī)則運動。
②特點：溫度越高，分子無規(guī)則運動越激烈。
3．分子間的相互作用力
(1)引力和斥力同時存在，都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，斥力比引力變化更快。
(2)分子力隨分子間距離的變化圖象如圖所示。
(3)分子力的特點
①r＝r0時(r0的數量級為10－10 m)，F引＝F斥，分子力F＝0；
②r
r0時，F引>F斥，分子力F表現為引力；
④r>10r0時，F引、F斥都已十分微弱，可認為分子力F＝0。
知識點 溫度、內能?、?
1．溫度
一切達到熱平衡的系統都具有相同的溫度。
2．兩種溫標
攝氏溫標和熱力學溫標。
關系：T＝t＋273.15 K。
3．分子的動能
(1)分子動能是分子熱運動所具有的動能；
(2)平均動能是所有分子熱運動的動能的平均值，溫度是分子熱運動的
平均動能的標志；
(3)分子熱運動的總動能是物體內所有分子熱運動動能的總和。
4．分子的勢能
(1)定義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能。
(2)分子勢能的決定因素
微觀上——決定于分子間距離；
宏觀上——決定于物體的體積。
5．物體的內能
(1)物體中所有分子的熱運動動能與分子勢能的總和叫物體的內能，內能是狀態(tài)量。
(2)對于給定的物體，其內能大小與物體的溫度和體積有關。
(3)物體的內能與物體的位置高低、運動速度大小無關。
(4)決定內能的因素
微觀上：分子動能、分子勢能、分子個數。
宏觀上：溫度、體積、物質的量(摩爾數)。
(5)改變物體的內能有兩種方式
①做功：當做功使物體的內能發(fā)生改變時，外界對物體做了多少功，物體內能就增加多少；物體對外界做了多少功，物體內能就減少多少。
②熱傳遞：當熱傳遞使物體的內能發(fā)生改變時，物體吸收了多少熱量，物體內能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體內能就減少多少。
知識點 實驗：用油膜法估測分子的大小
1．實驗目的
(1)了解本實驗的實驗原理及所需要的器材，了解實驗的注意事項；
(2)會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積；
(3)會計算分子的大小，正確處理實驗數據。
2．實驗原理
如圖所示，測出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的單分子油膜面積，將油酸分子看成球形，用d＝計算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個厚度d就是油酸分子的直徑。
3．實驗器材
清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約30～40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有機玻璃板)、彩筆、痱子粉(或石膏粉)、坐標紙、容量瓶(500 mL)。
4．實驗步驟
(1)用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以免給實驗帶來誤差。
(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶內注入酒精，直到液面達到500 mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了500 mL含1 mL純油酸的油酸酒精溶液。
(3)用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內增加一定體積VN時的滴數N。
(4)根據V0＝算出每滴油酸酒精溶液的體積V0。
(5)向淺盤里倒入約2 cm深的水，并將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。
(6)用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。
(7)待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板(或有機玻璃板)放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描畫出油酸薄膜的形狀。
(8)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時以坐標紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計算輪廓內正方形的個數，不足半個的舍去，多于半個的算一個)。
(9)根據油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d。
(10)重復以上實驗步驟，多測幾次油酸薄膜的厚度，求平均值，即為油酸分子的直徑大小。
5．注意事項
(1)油酸酒精溶液配制后不要長時間放置，以免濃度改變，產生誤差。
(2)注射器針頭高出水面的高度應在1 cm之內，當針頭靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)時，會發(fā)現針頭下方的粉層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實驗效果。
(3)實驗之前要訓練好滴法。
(4)待測油酸面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴散后又收縮有兩個原因：一是水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復，二是酒精揮發(fā)后液面收縮。
(5)當重做實驗時，水從淺盤的一側邊緣倒出，在這側邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持淺盤的清潔。
(6)從淺盤的中央加痱子粉，使粉自動擴散至均勻，這是由以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力系數變小，水將粉粒拉開；第二，粉粒之間的排斥。這樣做比粉撒在水面上的實驗效果好。
(7)本實驗只要求估算分子大小，實驗結果數量級符合要求即可。
(8)實驗中所用的油酸及酒精都應取較純藥品，否則會影響結果。另外，實驗中所有的容器必須潔凈，不能有油污。
(9)計算時注意單位和數量級，以及有效數字要求，細心求解、計算。
一 思維辨析
1．只要知道氣體的體積和阿伏加德羅常數，就可以算出分子的體積。( )
2．擴散現象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關，所以擴散現象和布朗運動也叫做熱運動。( )
3．相同質量和相同溫度的氫氣和氧氣，氫氣的內能大，氧氣分子的平均動能大，氫氣分子的平均速率大。( )
4．在陽光照射下的教室里，眼睛直接看到的空氣中塵埃的運動屬于布朗運動。( )
5．分子力隨分子間距離的變化而變化，當r>r0時，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表現為引力。( )
6．分子的動能與分子的勢能的和叫做這個分子的內能。( )
7．“用油膜法估測分子的大小”實驗中油酸分子直徑等于一滴混合溶液中純油酸的體積除以相應油酸膜的面積。( )
8．分子力減小時，分子勢能也一定減小。( )
9．物體的機械能減小時，內能不一定減小。( )
10．內能相同的物體，它們的分子平均動能一定相同。( )
答案 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.√
8． 9.√ 10.
二 對點激活
1．(人教版選修3－3P7T2改編)(多選)以下關于布朗運動的說法錯誤的是( )
A．布朗運動就是分子的無規(guī)則運動
B．布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動
C．一鍋水中撒一點胡椒粉，加熱時發(fā)現水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運動越激烈
D．在顯微鏡下可以觀察到煤油中小粒灰塵的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動
E．擴散現象和布朗運動都證明分子在做永不停息的無規(guī)則運動
答案 ABC
解析 布朗運動反映了液體分子的無規(guī)則運動，它是固體顆粒的運動，不屬于分子運動，故A、B錯誤；胡椒粉的運動不是布朗運動，故C錯誤，正確的只有DE。
2．(多選)對內能的理解，下列說法正確的是( )
A．物體的質量越大，物體的內能越大
B．物體的溫度越高，物體的內能越大
C．同一個物體，內能的大小與物體的體積和溫度有關
D．對物體做功，物體的內能可能減小
E．物體放出了熱量，物體的內能可能不變
答案 CDE
解析 物體的內能是物體內所有分子的分子動能和分子勢能的總和，與物體的溫度、體積、分子總數(即物質的量)有關，故A、B錯誤，C正確；做功和熱傳遞都能改變物體的內能，對物體做功，物體同時對外放熱，物體的內能可能減小，D正確；物體放出了熱量，同時對物體做功，物體的內能可能不變，E正確。
3. (人教版選修3－3P9T4)如圖所示，把一塊洗凈的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接觸水面。如果你想使玻璃板離開水面，向上拉橡皮筋的力必須大于玻璃板的重量。請解釋為什么。
答案 因為玻璃板和水的分子間分子引力大于斥力。
4. (人教版選修3－3P4T2)在做“用油膜法估測分子的大小”實驗時，每104 mL油酸酒精溶液中有純油酸6 mL。用注射器測得75滴這樣的溶液為1 mL。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油酸膜輪廓，如圖所示。圖中正方形小方格的邊長為1 cm。
(1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？
(2)油酸膜的面積是多少？
(3)按以上數據，估算油酸分子的大小。
答案 (1)810－6 mL (2)114 cm2 (3)710－10 m
解析 (1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積
V＝＝810－6 mL。
(2)數出圖中輪廊內的方格數，面積大于半格的算一個，少于半格的不計，共114個方格，每個方格面積為1 cm2，故油酸膜的面積為S＝114 cm2。
(3)單分子油酸膜的厚度等于油酸分子的直徑：
d＝≈710－8 cm＝710－10 m。
5．(人教版選修3－3P4T3)把銅分子看成球形，試估算銅分子的直徑。已知銅的密度為8.9103 kg/m3，銅的摩爾質量為6.410－2 kg/mol。
答案 2.8410－10 m
解析 銅的摩爾體積V＝，
一個銅原子的體積V0＝
V0＝
聯立得d＝＝2.8410－10 m。
考點細研 悟法培優(yōu)
考點1 微觀量的估算
1．分子模型
物質有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)，不同物態(tài)下應將分子看成不同的模型。
(1)固體、液體分子一個一個緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示。分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝(球體模型)或d＝(立方體模型)。
(2)氣體分子不是一個一個緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小等于每個分子所占據的平均空間。如圖所示，此時每個分子占據的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝。
2．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質量m。
3．宏觀量：物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質量M、摩爾質量Mmol、物體的密度ρ。
4．微觀量與宏觀量的關系
(1)分子的質量：m＝＝。
(2)分子的體積(或占據的空間)：V0＝＝
對固體和液體，V0表示分子的體積；對氣體，V0表示分子占據的空間。
(3)物體所含的分子數：n＝NA＝NA，
或n＝NA＝NA。
例1 (多選)鉆石是首飾和高強度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數為NA。已知1克拉＝0.2克，則( )
A．a克拉鉆石所含有的分子數為
B．a克拉鉆石所含有的分子數為
C．每個鉆石分子直徑的表達式為 (單位為m)
D．每個鉆石分子直徑的表達式為 (單位為m)
E．每個鉆石分子的質量為(單位為g)
解題探究 (1)求解每個鉆石分子直徑表達式時，把鉆石分子看成哪種模型？
提示：球體模型。
(2)a克拉鉆石的物質的量如何求？
提示：。
嘗試解答 選ACE。
a克拉鉆石物質的量(摩爾數)為n＝，所含分子數為N＝nNA＝，A正確，B錯誤；鉆石的摩爾體積V＝(單位為m3/mol)，每個鉆石分子體積為V0＝＝，設鉆石分子直徑為d，則V0＝π（）3，聯立解得d＝(單位為m)，C正確，D錯誤；根據阿伏加德羅常數的意義知，每個鉆石分子的質量m＝(單位為g)，E正確。
總結升華
微觀量的求解方法
(1)分子的大小、分子體積、分子質量屬微觀量，直接測量它們的數值非常困難，可以借助較易測量的宏觀量結合摩爾體積、摩爾質量等來估算這些微觀量，其中阿伏加德羅常數是聯系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶。
(2)建立合適的物理模型，通常把
固體、液體分子模擬為球形或小立方體形，如上例中將鉆石分子看成球形；氣體分子所占據的空間則可建立立方體模型。
[變式1－1] (多選)某氣體的摩爾質量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個分子的質量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數NA不可表示為( )
A．NA＝ B．NA＝
C．NA＝ D．NA＝
E．NA＝
答案 CDE
解析 阿伏加德羅常數NA＝＝＝，其中V為每個氣體分子所占有的空間的體積，而V0是氣體分子的體積，故A、B正確，C、E錯誤；D中ρV0不是氣體分子的質量，因而也是錯誤的。
[變式1－2] 用放大600倍的顯微鏡觀察布朗運動，估計放大后的小顆粒(碳)體積為0.110－9 m3，碳的密度為2.25103 kg/m3，摩爾質量是1.210－2
kg/mol，阿伏加德羅常數為6.021023 mol－1，則：
(1)該小碳粒含分子數約為多少個？(取一位有效數字)
(2)假設小碳粒中的分子是緊挨在一起的，試估算碳分子的直徑。
答案 (1)51010(個) (2)2.610－10 m
解析 (1)將小顆粒看成立方體，設小顆粒棱長為a，放大600倍后，
則其體積為V＝(600a)3＝0.110－9 m3。
實際體積為V′＝a3＝ m3
質量為m＝ρV′＝1.010－15 kg
含分子數為
n＝NA＝6.021023＝51010(個)。
(2)將碳分子看成球體模型，則有＝π3＝
得d＝ ＝ m≈2.610－10 m。
考點2 擴散現象、布朗運動與分子熱運動
1．擴散現象：相互接觸的物體分子彼此進入對方的現象。產生原因：分子永不停息地做無規(guī)則運動。
2．布朗運動
(1)研究對象：懸浮在液體或氣體中的小顆粒。
(2)運動特點：無規(guī)則、永不停息。
(3)相關因素：顆粒大小、溫度。
(4)物理意義：說明液體或氣體分子永不停息地做無規(guī)則的熱運動。
3．擴散現象、布朗運動與熱運動的比較
例2 (2018河北名校聯盟聯考)(多選)下列選項正確的是( )
A．液體溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運動越劇烈
B．布朗運動是指懸浮在液體中的固體顆粒分子的無規(guī)則運動
C．液體中的擴散現象是由液體的對流形成的
D．擴散現象是由物質分子無規(guī)則運動產生的
E．當分子間距離增大時，分子間的引力和斥力都減小
解題探究 (1)布朗運動是固體顆粒分子的運動嗎？
提示：不是。
(2)擴散現象是由物質分子無規(guī)則運動產生的嗎？
提示：是。
嘗試解答 選ADE。
液體溫度越高，液體分子的平均動能越大，懸浮顆粒越小，懸浮顆粒受液體分子的撞擊越不均勻，布朗運動越劇烈，A正確；布朗運動是懸浮顆粒的無規(guī)則運動，而不是顆粒分子的無規(guī)則運動，B錯誤；擴散現象是由分子的無規(guī)則運動形成的，C錯誤，D正確；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，E正確。
總結升華
幾點易錯提醒
(1)布朗運動不是熱運動。
(2)布朗運動肉眼看不見。
(3)固體顆粒不是固體分子，是由大量分子組成的。
[變式2－1] (2018保定期末)(多選)我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運動，很難自然沉降到地面，吸入后對人體形成危害。礦物燃料燃燒的排放物是形成PM2.5的主要原因。下列關于PM2.5的說法中正確的是( )
A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數量級相當
B．PM2.5在空氣中的運動屬于分子熱運動
C．PM2.5的運動軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流運動決定的
D．倡導低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度
E．PM2.5必然有內能
答案 CDE
解析 PM2.5是指直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，PM2.5尺度大于空氣中氧分子的尺寸的數量級，故A錯誤；PM2.5是固體顆粒分子團的運動，不是分子的熱運動，故B錯誤；PM2.5的無規(guī)則運動是由大量空氣分子對其撞擊作用的不平衡和氣流的運動決定的，故C正確；倡導低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，故D正確；一切物體均有內能，PM2.5必然有內能，E正確。
[變式2－2] (2018山西五市聯考)(多選)小張在顯微鏡下觀察水中懸浮的細微粉筆末的運動。從A點開始，他把粉筆末每隔20 s的位置記錄在坐標紙上，依次得到B、C、D…點，把這些點連線形成如圖所示折線圖，則關于該粉筆末的運動，下列說法正確的是( )
A．該折線圖是粉筆末的運動軌跡
B．粉筆末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動
C．經過B點后10 s，粉筆末應該在BC的中點處
D．粉筆末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度
E．若改變水的溫度，再記錄一張圖，則僅從圖上不能確定記錄哪一張圖時的溫度高
答案 BDE
解析 折線圖是每隔20 s記錄的粉筆末的位置的連線圖，并非粉筆末的運動軌跡，A項錯誤。粉筆末的無規(guī)則運動反映了水分子的無規(guī)則運動，B項正確。由于布朗運動的無規(guī)則性，我們不能確定經過B點后10 s時粉筆末的具體位置，C項錯誤。由＝，因為xBCr0時F表現為引力；分子勢能Ep的特點是r＝r0時Ep最小，因此只有B項正確。
4．(2018蘭化一中模擬)下列說法正確的是( )
A．溫度高的物體分子的平均動能一定大
B．氣體分子的體積大小等于氣體的摩爾體積跟阿伏加德羅常數的比值
C．一定質量的0 ℃的冰熔化為0 ℃的水，分子平均動能不變，分子勢能增大
D．通過技術革新可以達到絕對零度以下
E．一定質量的理想氣體吸收熱量，它的內能可能不變
答案 ACE
解析 根據溫度的微觀含義：溫度是分子平均動能的標志，可知，溫度越高的物體分子平均動能一定越大，故A正確；根據氣體摩爾體積和阿伏加德羅常數可以求出一個氣體分子所占空間的體積，由于氣體分子間空隙較大，不能求出分子的體積，故B錯誤；溫度是分子平均動能的標志，一定質量0 ℃的冰熔化為0 ℃的水時分子的平均動能不變；此時吸收熱量，故內能增大，則分子勢能增大，故C正確；絕對零度是一切低溫的極限，只能無限接近，不能達到，故D錯誤；根據熱力學第一定律可知，一定質量的理想氣體吸收熱量時，如果同時對外做功，內能可能增加、減小或不變，故E正確。
5．下列有關分子運動的說法正確的是( )
A．空氣污染嚴重時，清晨看到霧蒙蒙的現象，是懸浮于空氣中的固體顆粒的布朗運動形成的
B．印染廠排出的有色廢液流入河流后，河水顏色加深是由于擴散現象
C．化工廠排出的刺激性廢氣，在一定距離內能被聞到是由于擴散現象
D．炒菜時加鹽后，菜變咸是由于擴散現象
E．墨汁滴入清水后一段時間，清水變色是墨汁中水分子的布朗運動形成的
答案 BCD
解析 空氣污染嚴重時，清晨看到霧蒙蒙的現象是塵埃顆粒吸附水滴形成的，肉眼可見，不是布朗運動，A錯誤；有色廢液流入河流后，河水顏色加深是染料物質的分子在水中擴散形成的，B正確；化工廠排出的刺激性廢氣，在一定距離內能被聞到是由于氣體的擴散現象，C正確；炒菜時加鹽后，菜變咸是由于食鹽分子的擴散現象，D正確；墨汁滴入清水后一段時間，清水變色屬于擴散現象，布朗運動是懸浮在液體中微粒的運動，不是水分子的運動，E錯誤。
6．某同學在用油膜法估測分子大小實驗中發(fā)現測量結果明顯偏大，可能是由于( )
A．粉末太薄使油酸邊界不清，導致油膜面積測量值偏大
B．痱子粉撒得過多
C．計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格
D．用注射器滴入小量筒0.5 mL油酸酒精溶液時多記了5滴
E．將酒精加入裝有1 mL純油酸的量筒中時，眼睛斜向下觀察刻度線，記錄酒精油酸溶液的體積
答案 BCE
解析 油膜面積測量值偏大，則測量得到的直徑偏小，A錯誤；痱子粉撒得過多，油酸不易散開，油膜面積測量值偏小，導致測量得到的直徑偏大，B正確；舍去所有不足一格的方格，則面積測量值偏小，導致測量得到的直徑偏大，C正確；滴數多記，則每一滴純油酸的體積偏小，導致測量得到的直徑偏小，D錯誤；眼睛斜向下讀數，記錄的體積偏大，則每一滴油酸溶液的體積偏大，導致測量得到的直徑偏大，E正確。
7．下列說法中正確的是( )
A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數，就可以算出氣體分子的體積
B．一定溫度時，懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯
C．密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對器壁單位面積上碰撞的平均作用力增大
D．用打氣筒的活塞壓縮氣體很費力，說明分子間有斥力
E．物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子的平均動能就越大
答案 BCE
解析 只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數，可以算出氣體分子所占空間的大小，但不能算出氣體分子的體積，A錯誤；微粒越小、溫度越高，布朗運動越明顯，B正確；容積一定，分子密集程度一定，當溫度越高時，氣體分子平均動能越大，運動越激烈，在單位時間內對單位面積的容器壁的撞擊次數越多，氣體分子對器壁單位面積上碰撞的平均作用力即壓強越大，C正確；用打氣筒打氣時，里面的氣體因體積變小，壓強變大，所以再壓縮時就費力，與分子之間的斥力無關，D錯誤；溫度是衡量分子平均動能的標志，故E正確。
8．根據分子動理論，下列說法正確的是( )
A．水和酒精混合后的體積小于原來體積之和，說明分子間存在引力
B．在一定條件下，可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素
C．當一個物體加速運動時，內能一定增加
D．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大
E．墨水中小炭粒在不停地做無規(guī)則運動，反映液體分子在做無規(guī)則運動
答案 BDE
解析 水和酒精混合后的體積小于原體積之和，說明分子間有間隙，并非分子間存在引力，A錯誤。分子永不停息地做無規(guī)則熱運動，所以在一定條件下，可以利用分子擴散向半導體材料摻入其他元素，B正確。當一個物體加速運動時，其動能增加，內能不一定增加，C錯誤。當分子力表現為斥力時，分子間距增大，分子力做正功，分子勢能減??；當分子力表現為引力時，分子間距增大，分子力做負功，分子勢能增大，D正確。固體小顆粒在液體中不停地做無規(guī)則運動就是布朗運動，它反映液體分子在做無規(guī)則熱運動，E正確。
9．一般情況下，分子間同時存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下兩分子的間距達到不能再靠近時，固定甲分子不動，乙分子可自由移動，則去掉外力后，當乙分子運動到很遠時，速度為v，則在乙分子的運動過程中(乙分子的質量為m)( )
A．乙分子的動能變化量為mv2
B．分子力對乙分子做的功為mv2
C．分子引力比分子斥力多做的功為mv2
D．分子斥力比分子引力多做的功為mv2
E．乙分子克服分子力做的功為mv2
答案 ABD
解析 當甲、乙兩分子間距達到不能再靠近時，兩分子都處于靜止狀態(tài)，當撤掉外力，乙分子運動到速度為v時，該過程中乙分子的動能變化量為mv2，分子力對乙分子做的功等于乙分子動能的變化量，分子力做正功，A、B正確，E錯誤；在此過程中，分子斥力始終做正功，分子引力始終做負功，即W合＝W斥－W引，由動能定理得W斥－W引＝mv2，故分子斥力比分子引力多做的功為mv2，D正確，C錯誤。
二、非選擇題(本題共2小題，共28分)
10．(12分)在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，現有油酸和酒精按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個盛有約2 cm深水的淺
盤，一支滴管，一個量筒。請補充下述實驗步驟：
(1)__________________________________________________________。
(需測量的物理量用字母表示)
(2)用滴管將一滴油酸酒精溶液滴入淺盤，等油酸薄膜穩(wěn)定后，將薄膜輪廓描繪在坐標紙上，如圖所示，則油膜面積為________(已知坐標紙上每個小方格面積為S，求油膜面積時，半個以上方格面積記為S，不足半個舍去)。
(3)估算油酸分子直徑的表達式為d＝________。
答案 (1)用滴管向量筒內加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V
(2)115S (3)
解析 (1)用滴管向量筒內加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V。
(2)由圖象可得油膜所占小格數為115，故油膜面積S′＝115S。
(3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
V′＝，油膜面積S′＝115S。
由d＝，得d＝。
11．(16分)很多轎車為了改善夜間行駛時的照明問題，在車燈的設計上選擇了氙氣燈，因為氙氣燈燈光的亮度是普通燈燈光亮度的3倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇含有氙氣燈的汽車，若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6 L，氙氣密度ρ＝6.0 kg/m3。已知氙氣摩爾質量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德羅常數NA＝61023 mol－1。試估算：(結果保留一位有效數字)
(1)燈頭中氙氣分子的總個數N；
(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離。
答案 (1)41022個 (2)310－9 m
解析 (1)設氙氣的物質的量為n，則n＝
氙氣分子的總數N＝NA≈41022個。
(2)每個分子所占的空間為V0＝
設分子間平均距離為a，則有V0＝a3
即a＝≈310－9 m。
2020高考物理一輪復習 第十三章 第1講 分子動理論 內能學案（含解析）.doc
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