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2019-2020年高三物理一輪復(fù)習(xí) 分子的熱運動 分子的作用力 內(nèi)能學(xué)案
【知識梳理】
1．分子的熱運動
物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運動，這種運動叫做熱運動。擴散現(xiàn)象和布朗運動都可以很好地證明分子的熱運動。
布朗運動是指懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)則運動。
①形成條件是：微粒足夠小。（微粒越小，布朗運動越明顯）
②溫度越高，布朗運動越激烈。
③觀察到的是固體微粒（不是液體，不是固體分子）的無規(guī)則運動，反映的是液體分子運動的無規(guī)則性。
④實驗中描繪出的是某固體微粒每隔30秒的位置的連線，不是該微粒的運動軌跡。
2．分子間的相互作用力
（1）特點：①分子間同時存在引力和斥力；②引力和斥力都隨著距離的增大而減?。虎鄢饬Ρ纫ψ兓每?；④實際表現(xiàn)出來的分子力是分子引力和斥力的合力．其變化規(guī)律如圖所示。
（2）隨分子間距離而變的規(guī)律是：①r
r0時表現(xiàn)為引力；④r>10r0以后，可以忽略不計。
（3）從本質(zhì)上來說，分子力是電場力的表現(xiàn)。因為分子是由原子組成的，原子內(nèi)有帶正電的原子核和帶負電的電子，分子間的作用力就是由這些帶電粒子間的相互作用引起的。
3．物體的內(nèi)能
r
Ep
r0
o
（1）做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。（2）由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減小；分子力作負功時分子勢能增大。當r=r0即分子處于平衡位置時分子勢能最小。不論r從r0增大還是減小，分子勢能都將增大。如果以分子間距離為無窮遠時分子勢能為零，則分子勢能隨分子間距離而變的圖象如右。
（3）物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積及物質(zhì)的量都有關(guān)系：
（4）內(nèi)能與機械能：運動形式不同：內(nèi)能對應(yīng)分子的熱運動，機械能對于物體的機械運動。物體的內(nèi)能和機械能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。
【方法提示】
1．布朗運動不是分子的運動，但研究布朗運動可以說明分子的永不停息的無規(guī)則運動．這是科學(xué)研究的常用方法：邏輯推理。
2．可以把“分子—分子”系統(tǒng)與“球—彈簧—球”系統(tǒng)作類比，它們的受力圖景、運動圖景、能量圖景是一致的．
【典型例題】
例１．下列關(guān)于布朗運動的說法中正確的是（ ）
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(xiàn)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?；覊m的布朗運動，這說明煤油分子在做無規(guī)則運動
D
例2．下列關(guān)于分子間作用力的說法正確的是（ ）
A．當兩個分子相互吸引時，分子間沒有斥力
B．當兩個分子間距離大于分子直徑的10倍以上時，分子間相互作用力就小到可以忽略
C．分子間距離越小，引力越大，斥力越小
D．兩個分子從相距很遠處逐漸靠近，過程中分子力逐漸變大
例2．B
例3．下列現(xiàn)象中，能說明分子間存在斥力的是（ ）
A．水和酒精混合后體積變小
B．滴進水中的紅墨水迅速散開
C．鐵棒很難彎曲
D．給自行車打氣時，氣筒壓到后來覺得很費勁
例3．C
例4. 當氫氣和氧氣溫度相同時，下述說法中正確的是（ ）
A．兩種氣體分子的平均動能相等
B．氫氣分子的平均速率等于氧氣分子的平均速率
C．兩種氣體分子熱運動的總動能相等
D．兩種氣體中每個分子熱運動的速率相等
例4．A
例5．關(guān)于分子勢能，下列說法中正確的是(設(shè)兩分子相距無窮遠時分子勢能為0) ( )
A．體積增大，分子勢能增大，體積縮小，分子勢能減小
B．當分子間距離r=r 0時，分子間合力為0，所以分子勢能為0
C．當分子間作用力為引力時，體積越大，分子勢能越大
D．當分子間作用力為斥力時，體積越大，分子勢能越大
例5．C
例6．(xx北京海淀高三質(zhì)量檢測)如下圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上距原點為r3的位置.虛線分別表示分子間斥力f斥和引力f引的變化情況，實線表示分子間的斥力與引力的合力f的變化情況.若把乙分子由靜止釋放，則乙分子（ ）
A.從r3到r1做加速運動，從r1向O做減速運動
B.從r3到r2做加速運動，從r2到r1做減速運動
C.從r3到r1，分子勢能先減少后增加
D.從r3到r1，分子勢能先增加后減少
例6．A
解析：由題圖可知分子在r3—r1之間分子力表現(xiàn)為引力，乙分子做加速運動，在r1—O之間分子表現(xiàn)為斥力，乙分子做減速運動，所以分子勢能先減少后增加，故A選項正確.
例7．關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是（ ）
A、溫度高的物體具有內(nèi)能，溫度低的物體沒有內(nèi)能
B、溫度高的物體具有的內(nèi)能一定比溫度低的物體具有的內(nèi)能多
C、 的物體內(nèi)能為零
D、同一個物體的溫度降低時，其內(nèi)能減小
例7．D。任何一個物體都具有內(nèi)能，包括 和 以下的物體。物體內(nèi)能的大小與物體的溫度、狀態(tài)、質(zhì)量和物質(zhì)的種類等因素有關(guān)，而不是僅僅取決于物體的溫度，但作為同一個物體當溫度降低時，分子無規(guī)則運動變得緩慢，內(nèi)能減小。
例8．下列說法正確的是 （ ）
A、物體平均速度大的物體的溫度高
B、20℃的水的分子和20℃的銅的分子的平均動能相同
C、體積變大，內(nèi)能變大
D、溫度升高，所有的分子的平均動能都變大
例8．B
例9．下列說法都是錯誤的，試分析錯在哪里．
（1）大風天里，風沙彌漫，塵土飛揚，這就是布朗運動．
（2）布朗運動是由于液體分子對固體小微粒撞擊引起的，固體小微粒體積越大，受到撞擊就越多，布朗運動就越顯著．
（3）在較暗的房間里，從射進來的一束陽光中，可以看到似乎有灰塵在飛舞，這就是布朗運動．
例9．需要注意的是第3種說法，這里看到的現(xiàn)象原因有兩種．一是屋內(nèi)確實有肉眼可見的灰塵，在氣流和重力的作用下飛舞（氣流是氣體分子的定向移動，而不是無規(guī)則運動）；二是屋內(nèi)并沒有肉眼可見的灰塵，是發(fā)生了散射現(xiàn)象．光線通過不均勻介質(zhì)（煙、塵、霧、乳濁液、懸濁液等），當雜質(zhì)微粒線度小于光波波長時，光線被明顯散射，使從側(cè)向也就看到光，我們的眼睛被散射光“欺騙”了，并不是真的有大顆粒灰塵在翻舞．所以這不是布朗運動．
例10．如圖所示，把一塊潔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，必須用比玻璃板重力 的拉力向上拉橡皮筋，原因是水分子和玻璃的分子間存在 作用。
【解析】 通過受力分析可知，拉起玻璃板時必須滿足，由此可得出正確答案。
【答案】 大;引力
【同步訓(xùn)練】
1．下列說法正確的是（ ）
A.用打氣筒打氣很費勁，這是氣體分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)
B.水的體積很難被壓縮，這是水分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)
C.氣缸中的氣體膨脹推動活塞，這是分子間的斥力對外做功的宏觀表現(xiàn)
D.夏天輪胎容易爆裂，說明溫度越高，氣體分子間的斥力越大
1．B
2．（廣東高考）下列說法中正確的是（ ）
A．水的體積很難被壓縮，這是分子間斥力的宏觀表現(xiàn)
B．氣體總是很容易充滿容器，這是分子間存在斥力的宏觀表現(xiàn)
C．兩個相同的半球殼吻合接觸，中間抽成真空（馬德堡半球），用力很難拉開，這是分子間存在吸引力的宏觀表現(xiàn)
D．用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在吸引力的宏觀表現(xiàn)
2．AD
3．（上海市一模）分子之間既有引力也有斥力，它們與分子間距離（設(shè)合力為零時分子間的距離為r0）的關(guān)系有以下說法，其中正確的是（ ）
A．隨著分子間距離的減小，分子間的引力減小，分子間的斥力增加，合力表現(xiàn)為斥力
B．隨著分子間距離的增大，分子間的引力和斥力都減小，合力有時表現(xiàn)為斥力，有時表現(xiàn)為引力
C．分子間的距離小于r0時，距離越大，分子之間的勢能越大
D．分子間的距離大于r0時，距離越小，分子之間的勢能越大
3．B
4．關(guān)于布朗運動，下列說法中正確的是（ ）
A．布朗運動是指懸浮在液體中的小顆粒的無規(guī)則運動
B．布朗運動的無規(guī)則性反映了液體分子運動的無規(guī)則性
C．液體溫度越高，布朗運動越激烈
D．懸浮顆粒越小，在某一瞬間撞擊它的液體分子數(shù)越少，作用力小，因此，布朗運動越不明顯
4．ABC
5. 分子動理論較好地解釋了物質(zhì)的宏觀熱力學(xué)性質(zhì)。據(jù)此可判斷下列說法中錯誤的( )
A．顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的作無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī)則性
B．分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，一定先減小后增大
C．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大
D．在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導(dǎo)體材料摻入其它元素
5.B
6．下列關(guān)于布朗運動的說法中正確的是（ ）
A．布朗運動就是分子的運動
B．布朗運動是組成固體顆粒的分子無規(guī)則運動的反映
C．布朗運動是液體或氣體分子無規(guī)則運動的反映
D．陽光從縫隙中射入房間，從陽光中看到的塵埃的運動就是布朗運動
6．C
7．下列說法正確的是（ ）
A．兩表面光滑的鉛塊壓緊后能連成一塊，說明分子間存在引力
B．一般固體、液體很難壓縮，說明分子間存在斥力
C．打氣時覺得費力，說明分子間存在斥力
D．拉斷一根繩子需要一定大小的力，說明分子間存在引力
7．ABD
8．以下關(guān)于分子力的說法，正確的是 （ ）
A．分子間既存在引力也存在斥力
B．液體難于被壓縮表明液體中分子力總是引力
C．氣體分子之間總沒有分子力的作用
D．擴散現(xiàn)象表明分子間不存在引力
8． A
9．下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法中，正確的是
(A)當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大
(B)當分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小
(C)當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大
(D)當分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小
9． C
10．下列說法正確的是（ ）
A．只有液體和氣體會發(fā)生擴散，固體不會發(fā)生擴散
B．布朗運動是由于固體小顆粒內(nèi)部分子做無規(guī)則熱運動造成的
C．固體受熱膨脹的微觀原因是，受熱后，分子振動加劇，振幅增大
D．以上說法都不對
10．C
11．關(guān)于熱力學(xué)溫度的下列說法中, 正確的是（ ）
A．熱力學(xué)溫度與攝氏溫度的每一度的大小是相同的
B．熱力學(xué)溫度的零度等于－273.15℃
C．熱力學(xué)溫度的零度是不可能達到的
D．氣體溫度趨近于絕對零度時, 其體積趨近于零
11．ABC
12．如圖所示，甲分子固定在坐標原點O，乙分子沿x軸運動，兩分子間的分子勢能EP與兩分子間距離的關(guān)系如圖中曲線所示，圖中分子勢能的最小值為－E0。若兩分子所具有的總能量為0，則下列說法中正確的是（ ）
A．乙分子在p點（x＝x2）時，速度最大
B．乙分子在p點（x＝x2）時，其動能為E0
C．乙分子在Q點（x＝x1）時，速度為零
D．乙分子的運動范圍為x≥x1
12．BCD
13．關(guān)于溫度的概念下列說法正確的是（ ）
A．某物體的溫度為0℃，則其中每個分子的溫度都為0℃
B．溫度是物體分子熱運動的平均速率的標志
C．溫度是物體分子熱運動平均動能的標志
D．溫度可從高溫物體傳遞到低溫物體，達到熱平衡時，兩物體溫度相等
13．C
14．往一杯清水中滴入一滴紅墨水，一段時間后整杯水都變成了紅色，這一現(xiàn)象在物理學(xué)中稱為 現(xiàn)象，是由于分子的 而產(chǎn)生的，這一過程是沿著分子熱運動的無序性 的方向進行的。
14. 擴散;無規(guī)則運動 ；增大
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