专题_分子动理论《分子热运动》.doc

高中物理第一轮总复习 第二模块 热学篇（高中物理）第九章 分子热运动能量守恒气体九、分子热运动 能量守恒 气体内 容要求说 明年份试题涉及内容201020092008全国理综I19全国理综II14北京理综15天津理综14四川理综14江苏物理12重庆理综16宁夏理综31上海物理1B上海物理13气体压强气体的状态参量阿伏加德罗常数热学综合热力学定律气体、热力学定律气体、热力学定律单分子油膜法气体压强物质是由大量分子组成的、分子的热运动、布朗运动、分子间的相互作用力、分子热运动的动能、温度是物体的热运动平均动能的标志、物体分子 间的相互作用势能、物体的内能1、去掉说明。2、由原来的八、九两个板块合为一个。3、“热力学第一定律”、“热力学第二定律”、“永动机不可能”、“气体分子运动的特点”、“气体压强的微观意义”是增加的。4、原“理想气体、状态方程、三种变化、气态图象”等删掉。5、原“能量的开发和利用”改为“能源的开发和利用、能源的利用与环境保护”。2007全国理综I16全国理综14北京理综16四川理综14上海物理11上海物理20天津理综20广东物理9广东物理10江苏物理1江苏物理10重庆理综21海南理综六气体密度、冲量、内能做功、气体的内能控制变量法做功、气体的内能气体压强气体状态变化内能、能量守恒气体状态方程内能、功能区别分子动理论内能、热传递内能热学综合做功和热传递是改变物体内能的两种方式、热量、能量守恒定律2006全国卷I18全国卷II21江苏物理1广东物理4、8重庆理综16北京理综15四川理综19天津理综14压强的微观解释、分子力做功气体状态变化的微观意义阿伏加德罗常数的应用热力学定律热力学第一定律热力学定律分子热运动及压强的微观意义内能、热力学第二定律热力学第一定律、热力学第二定律、永动机不可能、绝对零度不可达到2005全国理综I21北京理综14天津理综14江苏物理4江苏物理17气体状态变化与内能的微观解释热力学定律气体压强的微观解释阿伏加德罗常数分子与分子势能能源的开发和利用、能源的利用与环境保护2004广东、广西卷2江苏卷5全国卷全国卷16天津卷15全国卷III18全国卷I16分子力的理解热运动、气体压强微观解释热力学定律热力学定律分子势能的变化微观量的计算气体的状态和状态参量、热力学温度、气体分子运动的特点、气体压强的微观意义2003江苏卷实验：用油膜法估测分子的大小目前未涉及9高考对本章的命题热点多集中在分子动理论【物质由大量分子组成、分子在不停地做无规则运动（布朗运动）、分子间有相互作用力（分子动能和势能）】、估算分子大小和数目（分子个数、体积、质量等的计算）、单分子油膜法、内能、改变内能的两种方式、温度、能量的转化和守恒等，题型多为选择题，命题特点多为本章内容的单独命题，由于去掉了理想气体的等温、等容、等压变化，气体图象问题等，少数题目可能与力学、电学等简单组合。由于受卷面长度的控制，如果要考，热学也可能只有一个题（6分）。 结合2003年考纲修改后的情况，在复习中应重点把握以下几方面： 注重从实验和模型来建立物理图景 注重运用科学的估算和模型化的思维方略 新能源的开发和利用是近年命题的热点，值得特别关注。 注重联系生活实际，运用微观的方法分析生活中的实际问题。 关于气体压强、体积、温度间的关系是级要求，有可能计算气体的压强。专题一 分子动理论 考点聚焦 内 容要求物质是由大量分子组成的，分子的热运动、布朗运动.分子间的相互作用力分子热运动的动能，温度是物体的热运动平均动能的标志，物体分子间的相互作用势能，物体的内能做功和热传递是改变物体内能的两种方式，热量、能量守恒定律热力学第一定律热力学第二定律永动机不可能绝对零度不可达到能源的开发和利用，能源的利用与环境保护气体的状态和状态参量，热力学温度，气体分子运动的特点，气体压强的微观意义 网络知识结构 基础知识落实 1分子运动论基本内容是：(1) 物质是由分子组成的 ；(2) 组成物质的分子在不停地做无规则的运动 ；(3) 分子间存在相互作用力 。2，阿伏伽德罗常数NA= 6.01023 mol-1，分子直径的数量级d= 1.010-10m 。3布朗运动本身不是 分子 运动，却反映了液体 内分子运动的 无规则性。4分子之间既有 引力 又有 斥力 。当分子间的距离等于平衡距离时，引力 等于 斥力；当分子间距离小于 平衡距离时，斥力起主要作用；当分子间距离 大于 平衡距离时，引力起主要作用。引力和斥力都随距离增大而 减小 ，斥力减小的 更快 。当分子间距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力可以 忽略不计 。r0rFO油膜法测分子直径: d=V/S 。知识点一、分子动理论的内容：1、物质是由大量分子组成的；2、分子永不停息地做无规则运动；3、分子间存在相互的作用力；知识点二、物质是由大量分子组成的：1、分子概念：（1）分子概念：是构成物质并保持化学性质的最小微粒。（2）它可由单个原子组成，也可能由多个原子组成。（3）在热学中由于原子（构成金属的微粒）、离子（组成化合物的微粒）、或分子（组成有机物的微粒）做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子。2、分子体积：（1）分子模型：分子的大小计算有两种模型： 一是球形模型，对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个个紧挨着的球，可用直接估算出分子体积； 二是立方体模型，对于气体，由于分子间空隙很大，可用估算出的是一个分子所占据的体积（活动的空间）正方体的边长即为分子间的平均距离。作为分子直径数量级的估算，利用两种模型均可，但我们一般取第一种模型（2）单分子的油膜法： 分子直径的估测单分子油膜法：单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积S，从而计算出米粒的直径这只是一个物理模型，事实上，分子的形状非常复杂，并不真是个小球，而且分子间存在空隙。所以仅是一种粗略的测定 用单分子油膜法测得分子直径的数量级为10-10m。物理学中测定分子大小的方法有许多种，用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为10-10m。 注意：除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为10-10m，以后无特别说明，我们就以10-10m作为分子直径的数量级3、分子质量：分子质量很小，一般分子质量数量级为：10-2710-26kg。4、阿伏加德罗常数：（1）阿伏加德罗常数NA：1摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数。NA= 6.021023mol-1（2）阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁 已知物质的摩尔质量MA，可求出分子质量（VA为摩尔体积为物质的密度）分子质量数量级为10-2710-26kg。 已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子数N，N = nNA 已知物质的摩尔体积VA，可求出分子的体积V0,V0 = VA/NA 分子体积的数量级为10-30m 在利用上述关系式进行计算时，有些数据的数字太大（如阿伏加德罗常数），有些数据的数字又太小（如分子的直径和质量等），为了书写方便，习惯上用科学计数法写作10的乘方，如3.010-10m、6.021023mol-1等，我们称10的乘方（10-10、1023等）为“数量级”对于分子的大小和质量，只要粗略地了解它的数量级就可以了【释例1】只要知道下列哪组物理量，就可估算气体中分子间的平均距离？ B A阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和质量 B阿伏加德罗常数，该气体的摩尔质量和密度 C阿伏加德罗常数，该气体的质量和体积D该气体的密度，体积和摩尔质量【解析】【点评】【变式】把冰分子看成球体，不计冰分子间空隙，则由冰的密度= 9102kg/m3可估算冰分子直径的数量级是 B A10-8m B10-10mC10-12m D10-14m【解析】【点评】知识点三、分子的热运动：1、理论基础：各种物质的分子都永不停息地做无规则运动。 2、扩散现象：（1）扩散：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散；（2）扩散是物质分子的彼此迁移和物质分子运动的结果；（3）扩散的结果是使物质分布趋于均匀，分子的运动就是要打破一切不均衡性；（4）从浓度处向浓度小处扩散；（5）扩散快慢的决定因素： 扩散现象随温度的升高而日趋明显； 扩散快慢与物质本身结构性质有关：分子结构紧密、相互作用力大，扩散就慢；（6）扩散现象在气体、液体、固体中都能发生；（7）扩散现象直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动；（8）扩散现象说明分子间由间隙；（9）扩散现象具有不可逆性；（10）扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来制造各种元件等；【释例1】扩散现象说明了 C A气体没有固定的形状和体积 B分子间相互排斥 C分子在不停地运动着D不同分子间可相互转换【解析】【点评】空气NO2【释例2】装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板，过一段时间后，发现上下两瓶气体的颜色变得均匀一致。设环境温度不变，抽去玻璃板后两个广口瓶接触严密不漏气。有关这个实验现象的下列说法中不正确的是（ B ） A.该实验可以证明分子在做永不停息的无规则运动B.该过程瓶内气体的分子平均动能不变C.该过程外界对瓶内气体不做功，瓶内气体对外界也不做功D.该实验证明扩散现象是有方向性的【解析】【点评】【释例3】观察图中的四组图片，能说明分子间有空隙的图是( )D墨水滴入水中C酒精与水混合水酒精翻转翻转A1cm3水中有3.351022个水分子B肥皂膜实验【解析】【点评】【释例4】图中展示了两个物理实验，写出它们所反映的物理原理或规律甲乙甲图： ；乙图： 。【解析】【点评】3、布朗运动：（1）布朗运动：悬浮在液体（或气体）中的固体微粒永不停息的无规则运动叫做布朗运动它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的（2）布朗运动产生的原因：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是产生布朗运动的原因简言之：液体分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因（3）影响布朗运动激烈程度的因素：固体微粒的大小和液体的温度固体微粒越小，液体分子对它各部分碰撞的不均匀性越明显；质量越小，它的惯性越小，越容易改变运动状态，所以运动越激烈；液体的温度越高，固体微粒周围的流体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不均匀性越强，布朗运动越激烈（4）布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它反映了液体分子永不停息地做无规则运动【注意】（1）任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动 （2）悬浮在气体中的微粒（足够小，一般数量级在10-6m）也存在布朗运动，它是由大量气体分子撞击微粒的不平衡性所造成的，反映了气体分子永不停息地做无规则运动 （3）布朗运动中固体微粒的运动极不规则实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是固体微粒的运动轨迹布朗运动和扩散现象的区别：（1）产生的条件： 布朗运动：固体微粒（足够小）悬浮在液体中，也可在气体中； 扩散现象：两物质相互接触，在固、液、气中都可发生（2）影响快慢的因素： 布朗运动：温度的高低和微粒的大小； 扩散现象：温度的高低；（3）现象的本质： 布朗运动：固体微粒的运动，是液体分子无规则运动的反映； 扩散现象：是分子的运动；（4）共同点和不同点： 共同点：它们都证实了分子在永不停息地做无规则运动； 不同点：布朗运动永不停止，扩散现象会停止；【释例1】布朗运动是说明分子运动的重要实验事实，则布朗运动是指 C A液体分子的运动 B悬浮在液体中的固体分子的运动 C固体颗粒的运动D液体分子与固体分子的共同运动【解析】【点评】【释例2】有关布朗运动的说法中，正确的是（ ADE ）A.布朗运动反映了大量分子的无规律运动B.布朗通过显微镜观察到了分子的运动C .液体的温度越低，布朗运动越显著D.液体的温度越高，布朗运动越显著E.悬浮微粒越小，布朗运动越显著F.悬浮微粒越大，布朗运动越显著【解析】【点评】【例题3】下面两种关于布朗运动的说法都是错误的，试分析它们各错在哪里.（1）大风天常常看到风沙弥漫、尘土飞扬，有时在室内也能看到漂浮在空气中尘埃的运动，这些都是布朗运动?（2）布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击引起的，固体小颗粒的体积越大，液体分子对它的撞击越多，布朗运动就越显著?【解析】(1)能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10-6m，这种微粒是肉眼看不到的，必须借助于显微镜，风天看到的灰沙尘土都是较大的颗粒；另外，它们的运动基本上属于在气流作用下的定向移动，而布朗运动是受气体分子撞击引起的无规则运动.所以，它们的运动不能称为布朗运动. (2)布朗运动的确是由于液体(或气体)分子对固体微粒的碰撞引起的，但只有在固体微粒很小，各个方向的液体分子对它的碰撞不均匀才引起它做布朗运动.因此正确的说法是：固体微粒体积越小，布朗运动就越显著，如果固体微粒过大，液体分子对它的碰撞在各个方向上接近均匀的，微粒就不会做布朗运动了.【点评】对基本知识要认真理解牢固掌握，这也是高考的基本要求.生活中应多观察、多思考，灵活应用所学知识，抓住物理现象的本质联系，分析实际问题，这样既能巩固所学知识，也培养了分析能力.【释例4】（2009北京理综13）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（ D ）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【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；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项错误；故只有D项正确。【点评】4、热运动： 扩散现象和布朗运动都随温度的升高而越明显，表明分子的无规则运动跟温度有关 热运动：分子的无规则运动叫做热运动温度越高，分子的热运动越激烈【释例1】分子的热运动是指(C )A、扩散现象B、热胀冷缩现象C、分子永不停息地作无规则运动D、布朗运动【解析】【点评】知识点四、分子间的相互作用力：1、分子间存在相互作用力：组成物体的分子间虽有空隙，但大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，固体和液体很难被压缩；拉伸物体需要力，种种事实表明分子间存在相互作用力压缩气体也需要力，不说明分子间存在斥力作用，压缩气体时需要的力是用来反抗大量气体分子频繁撞击容器壁（活塞）时对容器壁（活塞）产生的压力2、分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力（分子力）3、分子间的引力和斥力只与分子间距离（相对位置）有关，与分子的运动状态无关4、分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，且斥力总比引力随r的增大衰减得快5、分子力与距离的关系示意图：如下图所示，F0为斥力，F0为引力，横轴上方的虚线表示分子间斥力随r的变化图线，横轴下方的虚线表示分子间引力随r的变化图线，实线为分子间引力和斥力的合力F（分子力）随r的变化图线r0rFO吸引力排斥力 当r=r0时，分子间引力和斥力相平衡，F引=F斥，分子处于平衡位置，其中r0为分子直径的数量级，约为10-10m 当rr0时，F引r0时，F引F斥，对外表现的分子力F为引力 当r10r0时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如气体分子间可认为作用力为零）7、引起分子间相互作用力的原因：分子间相互作用力是由原子内带正电的原子核和带负电的电子间相互作用而引起的【释例1】下列说法中正确的有 AB A固体很难被拉伸，这是因为拉伸时固体分子间的分子力表现为引力B液体很难被压缩，这是因为压缩时液体分子间的分子力表现为斥力C气体被压缩时有时需要用较大的力，这是因为气体被压缩时其分子间的分子力表现为斥力D固体和液体很难被压缩，这是因为固体和液体的分子间没有空隙【解析】【点评】【释例2】下列现象可说明分子间有引力的是 CD A正、负电荷相互吸引 B磁体吸引附近的小铁钉 C用粉笔写字在黑板上留下字迹D用电焊把两块铁焊在一起【解析】【点评】【例题3】（2010四川理综14）下列现象中不能说明分子间存在分子力的是（ D ）A两铅块能被压合在一起 B钢绳不易被拉断C水不容易被压缩 D空气容易被压缩【解析】空气容易压缩是因为分子间距大，而水不容易压缩是因为分子间距小轻微压缩都使分子力表现为斥力。ABC说明存在分子力。【点评】1题型关于分子动理论的理解及应用： 方法指导 解题示范 一、物质由大量分子组成：【例题1】将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液已知1cm3溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可估测油酸分子的直径为_m【解析】设1cm3溶液的滴数为N（50），则1滴油酸酒精溶液的体积为。由于取用的油酸酒精溶液的浓度为，故1滴溶液中油酸的体积为：。已知油酸薄层的面积为S0.2m2，所以油酸分子的直径为： 【例题2】已知空气的摩尔质量是MA=2910-3kg/mol，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）【解析】空气分子的平均质量为：成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：所吸入的分子数为：（个）【例题3】已知金刚石的密度=3500kg/m3现有一块体积V=5.710-8m3的金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，试估算碳原子的直径【解析】金刚石的质量：碳的摩尔数：金刚石所含碳原子数为：个=1.01022个一个碳原子的体积为：。把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式可得碳原子直径约为：。【例题4】1cm3的水中和标准状态下1cm3的水蒸气中各有多少个水分子？在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的距离各是多少？【解析】1cm3水中水的分子个数为：个设相邻两水分子间距离为d，视水分子为球形，则：，1cm3的水蒸气分子间的距离为d，视水蒸气分子所占据的空间为正方体，则。估算分子间距时，既可以把分子占据的空间看做是立方体，也可以看做是球体，对于气体分子，一般视为立方体【小结】物体是由大量分子组成的，分子直径的数量级为10-10m，阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁【例题5】已知碳的摩尔质量为12g，阿伏加德罗常数为6.021023mol-1，求每个碳原子的质量【解析】每个碳原子的质量为：【例题6】从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数 C A氧气的摩尔质量和氧分子的体积B氧分子的质量和氧分子的体积C氧分子的质量和氧气的摩尔质量D氧气的密度和氧气的摩尔质量选题目的：理解推导阿伏加德罗常数所需的物理量【解析】要算出阿伏伽德罗常数，首先要知道1 mol物质的质量M或体积V，设分子质量为m，分子体积V，则阿伏伽德常数，对固体和液体还有：在A、D选项中不知氧分子质量，不能算出阿伏伽德罗常数，故不能选A、D项；在B项中不知氧气摩尔质量，不能算出阿伏伽德罗常数，故不能选B项值得注意的是在A、B选项中如果知道氧气的摩尔体积也不能算出阿伏伽德罗常数，因为气体分子间距离很大，不能忽略正确选项C。【例题7】若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，M、v0表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式：(1) NA= v/m (2) =/( NA v0) (3)m=/ NA (4) v0=v/ NA其中 （ ）A（1）和（2）都是正确的 B.（1）和（3）都是正确的 C.（3）和（4）都是正确的 D.（1）和（4）都是正确的【解析】由于NA=/ m= v/ m。而v是一摩尔水蒸气的体积,并非一摩尔水的体积。所以，一摩尔水蒸气的体积v大于NA v0。因此答案B是正确的。【点评】本题要求考生掌握阿伏加德罗常数与物质内部微观物理量之间的关系。【例题8】（2004全国理综16）若以表示水的摩尔质量，v表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面是四个关系式： 其中 B A和都是正确的； B和都是正确的；C和都是正确的； D和都是正确的。【解析】【点评】对气体而言，分子体积和每个分子占据的体积概念不同。【例题9】（2005江苏物理4）某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（ BC ）A、 B、 C、 D、【解析】据题给条件和阿伏加德罗常数定义：。即B、C正确；而气体分子之间距离太大，气体分子的体积与分子所占据的空间体积相差太大，所以A错.同理为气体的密度，V0并不等于分子的质量，所以D错。【点评】对气体而言，分子体积和每个分子占据的体积概念不同。【例题10】（2006江苏物理1）从下列哪一组物理量中可以算出氧气的摩尔质量（ C ）A氧气的密度和阿伏伽德罗常数 B氧气分子的体积和阿伏伽德罗常数C氧气分子的质量和阿伏伽德罗常数 D氧气分子的体积和氧气分子的质量【解析】【点评】二、分子热运动：【例题1】下列关于布朗运动的说法中正确的是 D A布朗运动是液体的分子的无规则运动 B布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动 C布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力 D观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，小颗粒由许多分子组成，所以布朗运动不是分子运动，也不是指悬浮颗粒内固体分子的运动，故A、B均错，布朗运动虽然是由液体分子与悬浮颗粒间相互作用引起的，但其重要意义是反映了液体分子的无规则运动，不是反映分子间的相互作用，故C错观察布朗运动会看到固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越明显故D正确正确答案是D【例题2】在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可看到悬浮在空气中的微粒在不停地的运动，这些微粒的运动是 BD A布朗运动B不是布朗运动 C自由落体运动 D是由气流和重力引起的运动【解析】这些肉眼可以看到的微粒是相当大的，某时刻它们所受到的各方向空气分子碰撞的合力几乎为零，这些微小的合力对相当大的微粒来说，是不能使它做布朗运动的，这时微粒的运动是气体对流和重力作用引起的，所以答案是BD【例题3】如下图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、EF、G等点，则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述中正确的是 CD A一定在CD连线的中点 B一定不在CD连线的中点 C可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点 D可能在CD连线以外的某点上【解析】图中的各点的连线不是微粒的运动轨迹，它是为了表明微粒在做极短促的无定向运动过程中的移动的顺序而做的连线由以上分析，在第75s末，小颗粒可能在CD连线上，但不一定在CD中点，也可能在CD连线外的位置因此选CD，正确答案CD【小结】扩散现象是分子无规则运动的结果布朗运动是分子无规则运动的反映，扩散现象和布朗运动，不但说明分子永不停息地做无规则运动同时也说明分子间是有空隙的【例题4】在观察布朗运动的实验过程中，每隔5秒记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，如图所示，则下列说法错误的是 B A、由图可以看出布朗运动是无规则的B、图中轨迹就是颗粒无规则运动的轨迹C、若对比不同温度下的轨迹，可以看出温度高时布朗运显著D、若对比不同颗粒大小时的轨迹，可以看出颗粒小时布朗运动显著【解析】由于是每隔5秒记录下颗粒的位置，最后将这些位置用直线依次连接，但并不知道这5秒时间内颗粒的运动轨迹（其实这5秒内的轨迹也是无规则的），所以记录下的并不是颗粒的实际运动轨迹【例题5】关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）A悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动B布朗运动反映了液体分子的无规则运动C温度越低时，布朗运动就越明显D悬浮在液体或气体中的颗粒越小，布朗运动越明显【解析】A、C是错误的，B正确，至于选项D，由于悬浮颗粒越大时，来自各方向的分子撞击冲力的平均效果越趋于互相平衡，即布朗运动越不明显所以D正确因此，正确答案B、D【点评】本题要求考生掌握布朗运动和分子热运动的关系三、分子间相互作用力：【例题1】（2004广东物理）下列说法哪些是正确的（ AD ） A水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现 B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 C两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空（马德堡半球），用力很难拉开，这是分子间存在吸引力的宏观表现 D用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现【解析】【点评】【例题2】把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面。如果你想使玻璃板离开水面，用手向上拉橡皮筋，拉动玻璃板的力是否大于玻璃板受的重力?动手试一试，并解释为什么?【解析】拉力会大于玻璃板的重力。玻璃板离开水面时水会发生分裂，由于水分子之间有引力存在，外力要克服这些分子引力造成外界拉力大于玻璃板的重力。玻璃板离开水面后，可以看到玻璃板下表面上仍有水，说明玻璃板离开水时，水层发生断裂。【点评】【例题3】（2008广东物理13）如图所示，把一块洁净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平地接触水面，如果你想使玻璃板离开水面，必须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间存在作用。【解析】大、引力【点评】【例题4】如图所示，使玻璃板的下表面与水接触，再向上用力把玻璃板缓慢拉离水面。当玻璃板离开水面时( D )A.玻璃板只受重力和拉力作用，所以对玻璃板的拉力与玻璃板的重力大小相等B.因为玻璃板的下表面附着了一层水，所以对玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些，大的值与这层水的重力相当C.玻璃板受重力、拉力和浮力作用，所以对玻璃板的拉力小于玻璃板的重力D.玻璃板离开水面时，水层发生了分裂，为了克服大量水分子间的引力和大气压力，拉力明显大于玻璃板的重力【解析】【点评】【例题1】（2005北京春季15）以下关于分子力的说法，正确的是（ A ）A分子间既存在引力也存在斥力B液体难于被压缩表明液体中分子力总是引力C气体分子之间总没有分子力的作用D扩散现象表明分子间不存在引力【解析】【点评】【例题2】分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则 A AF引和F斥是同时存在的 BF引总是大于F斥，其合力总是表现为引力 C分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大 D分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小【解析】分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小和合力都与分子间距离有关，当分子间距离减小时，引力和斥力都增大，且斥力的增大更快rr0时，合力表现为斥力，rr0时，合力表现为引力 根据上述分析，该题正确的答案为A【例题3】当两个分子间距离为r0时，分子力为零，下列关于分子力说法中正确的是 BD A当分子间的距离为r0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力 B分子间距离小于r0时，分子力增大，分子间表现出是斥力 C当分子间相互作用力表现为斥力时，分子距离变大时，斥力变大 D在分子力作用范围内，不管rr0，还是rr0，斥力总比引力变化快【解析】本题考查分子力随分子间距离变化规律 分子间同时存在引力和斥力，当r= r0时是引力和斥力相等，所以A错分子间引力和斥力都随分子间距离减小而增大，但斥力比引力变化的快，当rr0时，引力和斥力都增大，但斥力增加比引力快，故B、D正确，C错 对分子力认识，应掌握分子力随分子距离的增大而减小的关系【例题4】两分子间距离为r 0时，分子力为零, 下例关于分子力说法中正确的是（ ）A当分子间的距离为r 0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力 B分子间距离大于r 0时，分子距离变小时，分子力一定增大C分子间距离小于r 0时，分子距离变小时，分子间斥力变大，引力变小D在分子力作用范围内，不管rr 0，还是rr 0，斥力总是比引力变化快【解析】由分子力与间距的关系曲线可知，当分子间的距离为r0时，分子力为零，但此时分子间斥力等于引力当分子距离变小时，分子间斥力、引力都变大，但斥力变化的比引力快，因此正确的答案是D。【点评】【例题5】甲分子固定在坐标的原点，乙分子位于横轴上，甲分子和乙分子之间的相互作用力如图所示，a、b、c、d为横轴上的四个特殊的位置。现把乙分子从a处由静止释放，则 （）d c b arFOA、乙分子从a到b做加速运动，由b到c做减速运动B、乙分子从a到c做加速运动，到达c时速度最大 C、乙分子从由b到d做减速运动D、乙分子从a到c做加速运动，由c到d做减速运动 【解析】由分子力曲线图可知，由a到c一直受到引力作用，做加速运动，由c到d受斥力作用做减速运动，在c点速度最大。所以答案B、D正确。【点评】本题要求学生正确理解分子力曲线，搞清分子力随间距变化的关系。【例题6】试从分子动理论的观点，说明物体的三态（固态、液态、气态）为什么有不同的宏观特征？【解析】固体分子间的距离非常小，分子间的作用力很大，其分子只能在平衡位置附近做小范围的无规则运动因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状 液体分子间的距离比较小，分子间的作用力也相当大，但与固体分子相比，液体分子可在平衡位置附近做范围较大的无规则运动，而且液体分子的平衡位置是不固定的，是在不断地移动，因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状 气体分子间距离很大，由于分子力是短程力，所以，彼此间的作用力极为微小，其分子除了在与其他分子或器壁碰撞时有相互作用力外是不受其他作用力的因而气体分子总是做匀速直线运动，直到碰撞时，才改变方向，所以，气体没有体积，也没有一定的形状，总是充满整个容器的【小结】分子间同时存在相互作用的引力和斥力，它们都随距离r增大而减小，当rr0（r0约为10-10m）时，分子力F0；rr0时分子力F为引力，rr0时分子力F为斥力【例题7】（2010上海物理14）分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则（ B ）A、分子间引力随分子间距的增大而增大B、分子间斥力随分子间距的减小而增大C、分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D、分子间相互作用力随分子间距的减小而增大【解析】根据分子力和分子间距离关系图象，如图，选B。【点评】本题考查分子间相互作用力随分子间距的变化，图象的理解。rF0abcde【例题8】如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两个分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是（ ）A、ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为10-10mB、ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为10-10mC、若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D、若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子只受引力【解析】【点评】2题型估算法： 方法指导 1、估算法不纯粹是一种数学方法，而是充分利用物理知识，把握问题的本质，抓住主要数量关系，忽略次要因素进行的快速数量级计算。这类问题主要不在“数”而在“理”，不追求数据精确而追求方法正确。 2、固体、液体分子微观量的估算方法：NA阿伏加德罗常数；N分子个数；nmol摩尔数；m质量；V体积；M摩尔质量；Vmol摩尔体积；（1）分子数：（2）分子质量：（3）分子体积：（4）分子直径：球模型： 3、气体分子微观量的估算方法：（1）摩尔数：（2）分子数：（3）分子质量：（4）分子间距：正方体模型： 解题示范 （1）利用物理常数进行估算： 利用阿伏伽德罗常熟：NA= 6.021023个 利用标态下气体的体积：V=22.4L；【例题1】（1995全国卷3）已知铜的密度为8.9103kg/m3，原子量为64，通过估算可知铜中每个铜原子所占的体积为 A、710-6m3 B、110-29m3C、110-26m3 D、810-24m3【解析】本题为95年高考题，是一个典型的微观量计算题由原子量知每摩尔铜的质量，再除以密度，得摩尔体积，最后用摩尔体积除以阿伏加德罗常数即可估算出每个铜原子所占的体积【点评】本题还可以根据分子直径的数量级10-10m，猜出答案B【例题2】（2008全国理综I19）已知地球半径约为6.4106 m，空气的摩尔质量约为2910-3 kg/mol,一个标准大气压约为1.0105 Pa。利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为（ B ）A.41016 m3 B.41018 m3C.41020 m3 D.41022 m3【解析】大气压是由大气重量产生的。大气压强，带入数据可得地球表面大气质量：m= 5.21018kg。标准状态下1mol气体的体积为V=22.410-3m3，故地球表面大气体积为：，B对。【点评】（2）利用物理模型进行估算： 固体和液体：认为是球，且不考虑分子间隙 对气体，利用正方体模型；【例题1】如图所示，食盐（NaCl）的晶体是由纳离子和氯离子组成，这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上，都是等距交错排列的，食盐的摩尔质量是58.5克/摩尔，食盐的密度是2.2克/厘米3，阿伏加德罗常数6.01023摩尔1，则两个距离最近的纳离子中心间距离的数值最接近于 A、3.010-8厘米 B、3.510-8厘米C、4.010-8厘米 D、5.010-8厘米【解析】【点评】【例题2】（微观量的估算）一艘油轮装载着密度为9102kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故使原油发生部分泄露，设共泄露出9t，则这次事故造成的最大可能的污染面积约为 A A1011m2 B1012m2 C108m2 D109m2【解析】由密度公式可得：，这次事故造成的最大可能的污染面积我们可设想成油分子在海面上形成一层单分子油膜，等效为圆柱体。则：。【点评】只要能知道分子直径数量级和单分子油膜法、等效为圆柱体的思维方法问题迎刃而解。【例题3】（2008北京理综15）假如全世界60亿人同时数1 g水的分子个数，每人每小时可以数5000个，不间断地数，则完成任务所需时间最接近(阿伏加德罗常数NA取61023 mol1)（ C ）A10年B1千年C10万年D1千万年【解析】1 g水的分子个数个，则完成任务所需时间，约为10万年。答案选C。【点评】【例题4】（2008江苏物理12）设想将1g水均匀分布在地球表面上，估算1cm2的表面上有多少个水分子?(已知1mol水的质量为18g，地球的表面积约为51014m2，结果保留一位有效数字)【解析】1g水的分子数1cm2的分子数7103 （61037103都算对）。【点评】【例题5】晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的，非常完整的丝状(横截面为圆形)晶体.现有一根铁(Fe)晶，