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第48页(共48页)2024-2025学年下学期高二物理教科版(2019)期末必刷常考题之分子动理论一.选择题(共7小题)1.(2025春•南京校级月考)下列说法中正确的是()A.气体分子的平均速率增大,气体的压强也一定增大 B.空气中PM2.5的无规则运动属于分子热运动 C.给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力 D.在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成2.(2025•汕头二模)某个冬天的早晨,小红打开家里的制暖空调,为使制暖效果更佳,她关闭门窗,一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体,若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内,则下列说法正确的是()A.制暖空调机工作时,热量从低温物体传递给高温物体 B.制暖空调机开始工作后,房间内气体的内能始终保持不变 C.待空调稳定后,花粉的运动激烈程度会减弱 D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动3.(2025•昌平区二模)中国科学院物理研究团队近期成功研制出厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属,这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备,开创了二维金属研究新领域。二维金属材料的厚度最接近()A.10﹣10m B.10﹣15m C.10﹣7m D.10﹣5m4.(2025春•石家庄期中)关于分子动理论,下列说法正确的是()A.扩散现象与外界作用有关,是化学反应的结果 B.某固体气凝胶密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数NA,则每个气凝胶分子直径为36C.俗话说破镜难重圆,说明玻璃分子间只有斥力没有引力 D.气体压强是由分子间作用力引起的5.(2025春•烟台期中)下列说法正确的是()A.水中放入茶叶后,水的颜色由浅变深,是布朗运动现象 B.当分子间的距离增大时,分子间的引力增大而斥力减小 C.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大 D.当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,这是因为气体浮力作用6.(2025春•海淀区校级期中)关于分子动理论,下列说法正确的有()A.气体扩散的快慢与温度无关 B.布朗运动是液体分子的无规则运动 C.分子间作用力随间距的变化可以表现为引力或斥力 D.分子间的作用力总是随分子间距增大而减小7.(2025春•朝阳区校级期中)关于分子,下列说法正确的是()A.将分子看成小球,小球是分子的简化模型 B.大多数分子直径的数量级为10﹣6m C.“物体是由大量分子组成的”,这里的“分子”特指化学变化中的分子,不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的,其数量级一般为10﹣10kg二.多选题(共3小题)(多选)8.(2025春•朝阳区校级期中)下列说法正确的是()A.液体温度越低,悬浮颗粒越大,布朗运动越明显 B.布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒中的分子的无规则运动 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.当分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都增大(多选)9.(2025春•长春期中)对于液体和固体(不计分子间的空隙),若用M表示摩尔质量,m0表示分子质量,ρ表示物质密度,Vmol表示摩尔体积,V0表示单个分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系中正确的是()A.NA=VmolVC.NA=MρVmol D(多选)10.(2025春•长春期中)分子力实际是分子间存在的引力和斥力共同作用体现的结果,如图所示,横轴r表示两分子间的距离,纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小,图中ab、cd两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点。下列说法正确的是()A.当r=r0时,分子势能最大 B.若两分子间的距离增大,则分子间的斥力比引力减小得更快 C.若r=r0,则分子间没有引力和斥力 D.分子间距离从r0开始增大时,分子势能一定增大三.填空题(共3小题)11.(2025•哈密市模拟)如图所示,在“小钢珠连续撞击磅秤模拟气体压强的产生”的演示实验中,当将一杯钢珠均匀地倒向磅秤,可观察到磅秤有一个(选填“稳定”或“不稳定”)示数。这个实验模拟了气体压强的产生是的结果。12.(2024春•思明区校级期中)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0时分子间作用力为斥力,F<0时分子间作用力为引力,A、B、C为x轴上三个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,乙分子在C点的动能(填“最大”或“最小”);乙分子从A点到C点分子势能(填“一直减小”“先减小后增大”或“一直增大”)。13.(2024春•吴江区校级月考)某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中,进行了如下操作:A.将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积为2mLB.向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉C.将1mL纯油酸加入酒精中,得到2×103mL的油酸酒精溶液D.把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓F.按照得到的数据,估算出油酸分子的直径(1)上述操作正确的顺序是(填步骤前的字母);(2)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm,则本次实验测得的油酸分子直径大小约为m(结果保留两位有效数字);(3)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,计算结果偏大,可能是由于。A.油酸未完全散开B1将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间C.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴D.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格(4)若已知纯油酸的密度为ρ,摩尔质量为M,在测出油酸分子直径d后,还可以继续测出阿伏加德罗常数N=(用题中给出的物理量符号表示)。四.实验题(共2小题)14.(2025•丰台区二模)(1)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,下列操作有利于减小实验误差的是。A.拉力F1和F2的夹角尽可能大一些B.拉力F1和F2的夹角尽可能小一些C.实验过程中,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应尽可能贴近木板,并与其平行D.记录一个力的方向时,标记的两个点应尽可能远一些(2)请将“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤,按照正确的顺序排列。A.在浅盘里盛上水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上B.用注射器向水面上滴1滴事先配好的油酸酒精溶液,等待油膜形状稳定C.配制一定浓度的油酸酒精溶液,测量1滴油酸酒精溶液的体积D.将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状E.计算油膜的面积,根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小(3)某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。a.由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障,仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时,电压表示数接近1.5V,则电路故障可能为;b.故障排除后测得电压与电流数据如图2所示,则电池的电动势E=V,内阻r=Ω。(结果保留小数点后两位)15.(2025春•姑苏区校级期中)某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。(1)请选出图1中需要的操作,并按正确操作的先后顺序排列起来:D(用字母符号表示)。(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是。A.可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓B.对油酸溶液起到稀释作用C.有助于测量一滴油酸的体积D.有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上,如图2所示。油酸分子的直径d=m。(结果保留一位有效数字)(4)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有(多选)。A.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开B.计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴(5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体,查阅得知油酸的密度ρ=0.895×103kg/m3,油酸的摩尔质量M=0.283kg/mol,取阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol﹣1,π=3.14,则油酸分子的直径约为m(结果保留一位有效数字)。
2024-2025学年下学期高二物理教科版(2019)期末必刷常考题之分子动理论参考答案与试题解析一.选择题(共7小题)题号1234567答案DAABCCA二.多选题(共3小题)题号8910答案CDABDBD一.选择题(共7小题)1.(2025春•南京校级月考)下列说法中正确的是()A.气体分子的平均速率增大,气体的压强也一定增大 B.空气中PM2.5的无规则运动属于分子热运动 C.给车胎打气,越压越吃力,是由于分子间存在斥力 D.在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成【考点】气体压强的微观解释;扩散现象实例及解释;分子热运动速率随温度变化具有统计规律.【专题】定性思想;推理法;分子运动论专题;推理论证能力.【答案】D【分析】气体压强与气体分子的平均速率以及分子数密度有关;布朗运动,不是分子热运动;结合气体压强和扩散现象分析。【解答】解:A.气体分子的平均速率增大,由于不知道气体体积的变化,即不知道分子数密度变化,所以气体的压强不一定增大,故A错误;B.空气中PM2.5的无规则运动属于布朗运动,不是分子热运动,布朗运动间接反应了气体分子无规则运动,故B错误;C.给车胎打气,越压越吃力,是因为胎内气体压强增大,并不是由于分子间存在斥力的原因,故C错误;D.在纯净的半导体材料中掺入其他元素,可以在高温条件下利用分子的扩散来完成,故D正确。故选:D。【点评】本题考查的气体压强与分子热运动以及布朗运动,明确气体压强的决定因素——气体分子的数密度与平均速率。2.(2025•汕头二模)某个冬天的早晨,小红打开家里的制暖空调,为使制暖效果更佳,她关闭门窗,一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体,若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内,则下列说法正确的是()A.制暖空调机工作时,热量从低温物体传递给高温物体 B.制暖空调机开始工作后,房间内气体的内能始终保持不变 C.待空调稳定后,花粉的运动激烈程度会减弱 D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动【考点】布朗运动实例、本质及解释;热力学第二定律的不同表述与理解.【专题】定性思想;推理法;布朗运动专题;理解能力.【答案】A【分析】自然界一切发生的能量转化过程都具有单向特性,遵守热力学第二定律;房间内气体温度升高,内能增大;温度升高,花粉做布朗运动激烈程度会增加;布朗运动,反映了水分子在不停地做无规则运动。【解答】解:A.制暖空调机工作时,电机工作电流做功,压缩机消耗电能是把热量从低温物体传到高温物体,故A正确;B.制暖空调机开始工作后,房间内气体温度升高,内能增大,故B错误;C.待空调稳定后,房间内温度升高,装花粉的水温度升高,花粉做布朗运动激烈程度会增加,故C错误;D.花粉颗粒在水中做布朗运动,布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,反映了水分子在不停地做无规则运动,故D错误。故选:A。【点评】本题考查布朗运动、热力学第二定律,关键是记住基础知识,知道自然界中一切与热现象有关的过程都具有单向性,理解布朗运动。3.(2025•昌平区二模)中国科学院物理研究团队近期成功研制出厚度仅为头发丝直径的二十万分之一的单原子层金属,这是国际上首次实现大面积二维金属材料的制备,开创了二维金属研究新领域。二维金属材料的厚度最接近()A.10﹣10m B.10﹣15m C.10﹣7m D.10﹣5m【考点】分子的大小.【专题】定性思想;推理法;分子运动论专题;理解能力.【答案】A【分析】先预估出头发丝的直径,再根据题意求解二维金属材料的厚度。【解答】解:单原子层金属的厚度为头发丝直径的二十万分之一,而头发丝直径约为7×10﹣5m。因此,单原子层金属的厚度约为7×10最接近10﹣10m。故A正确,BCD错误。故选:A。【点评】本题主要考查的是单位换算与科学记数法的熟练运用,基于常识的物理量估算能力,选项辨析与逻辑推理。4.(2025春•石家庄期中)关于分子动理论,下列说法正确的是()A.扩散现象与外界作用有关,是化学反应的结果 B.某固体气凝胶密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数NA,则每个气凝胶分子直径为36C.俗话说破镜难重圆,说明玻璃分子间只有斥力没有引力 D.气体压强是由分子间作用力引起的【考点】分子动理论的基本内容;阿伏加德罗常数及与其相关的计算问题;扩散现象实例及解释;分子间存在作用力及其与分子间距的关系.【专题】定量思想;推理法;分子运动论专题;推理论证能力.【答案】B【分析】根据扩散现象和计算分子直径方法,分子间的相互作用力和气体压强的产生原因进行分析解答。【解答】解:A.扩散现象不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是物质分子无规则运动产生的迁移现象,故A错误;B.1mol气凝胶体积为V=Mρ,1mol气凝胶包含NA个分子,每个气凝胶分子体积为V0=VNC.破镜难重圆,是因为破损处玻璃分子间距离不能达到小于分子直径10倍程度,超出了分子力作用范围,无法产生引力,玻璃内部分子间仍存在着引力和斥力,故C错误;D.气体压强是由大量气体分子运动对容器的撞击引起的,故D错误。故选:B。【点评】考查扩散现象和计算分子直径方法,分子间的相互作用力和气体压强的产生原因,会根据题意进行准确分析解答。5.(2025春•烟台期中)下列说法正确的是()A.水中放入茶叶后,水的颜色由浅变深,是布朗运动现象 B.当分子间的距离增大时,分子间的引力增大而斥力减小 C.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大 D.当固态或液态颗粒很小时,能很长时间都悬浮在气体中,这是因为气体浮力作用【考点】分子势能及其与分子间距的关系;扩散现象实例及解释;布朗运动实例、本质及解释;分子间存在作用力及其与分子间距的关系.【专题】定性思想;归纳法;布朗运动专题;分子间相互作用力与分子间距离的关系;理解能力.【答案】C【分析】根据扩散现象的定义判断;根据分子力与分子间距关系分析;根据分子力做功与分子势能的变化判断;根据布朗运动的特点判断。【解答】解:A、水中放入茶叶后,水的颜色由浅变深,是扩散现象,故A错误;B、根据分子力的特点可知,当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,故B错误;C、当分子力表现为引力时,随分子间距离的增大,分子引力做负功,分子势能增大,故C正确;D、当固态或液态颗粒很小时,受到气体的浮力作用微乎其微,这些颗粒能很长时间都悬浮在气体中是因为空气分子对它们的撞击作用,属于布朗运动,故D错误。故选:C。【点评】本题考查分子动理论、分子力、分子势能、布朗运动等热学基础知识,要注意区分布朗运动和分子的扩散现象。6.(2025春•海淀区校级期中)关于分子动理论,下列说法正确的有()A.气体扩散的快慢与温度无关 B.布朗运动是液体分子的无规则运动 C.分子间作用力随间距的变化可以表现为引力或斥力 D.分子间的作用力总是随分子间距增大而减小【考点】分子间存在作用力及其与分子间距的关系;影响扩散速度的因素;布朗运动实例、本质及解释.【专题】定性思想;推理法;分子运动论专题;分子间相互作用力与分子间距离的关系;理解能力.【答案】C【分析】扩散的快慢与温度有关;根据布朗运动的本质判断;分子之间的距离减小,分子间的引力和斥力都变小;分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大。【解答】解:A、气体扩散的快慢与温度有关,故A错误;B、布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,故B错误;CD、当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,但斥力减小得更快;分子间距离为r0时,引力和斥力大小相等,表现合力为零,当r>r0时,分子间的距离由较大逐渐减小到r=r0的过程中,分子力先增大后减小,分子力表现为引力;当两个分子之间的距离从r<r0开始从极小增大到平衡位置时的距离,引力和斥力都同时减小,但斥力变化的更快,所以分子力表现为斥力,故C正确,D错误。故选:C。【点评】本题考查了分子间的相互作用力、布朗运动、扩散现象等知识点。对于这分知识很多是属于记忆部分的,因此需要注意平时的记忆与积累。7.(2025春•朝阳区校级期中)关于分子,下列说法正确的是()A.将分子看成小球,小球是分子的简化模型 B.大多数分子直径的数量级为10﹣6m C.“物体是由大量分子组成的”,这里的“分子”特指化学变化中的分子,不包括原子和离子 D.分子的质量是很小的,其数量级一般为10﹣10kg【考点】分子动理论的基本内容.【专题】定性思想;推理法;分子运动论专题;理解能力.【答案】A【分析】分子看作小球是分子的简化模型,实际上,分子的形状并不真的都是小球;分子大小的数量级都是10﹣10m,有一些大分子数量级会超过这个数量级;“物体是由大量分子组成的”,包含了离子和原子;分子质量的数量级为10﹣26kg。【解答】解:A、分子看作小球是分子的简化模型,实际上,分子的形状并不真的都是小球。故A正确;B、分子的质量是很小的,其数量级一般为10﹣26kg。故B错误;C、“物体是由大量分子组成的”,其中“分子”包含分子,也包括原子和离子。故C错误;D、一般的分子大小的数量级都是10﹣10m,但有一些大分子的数量级会超过10﹣10m。故D错误;故选:A。【点评】本题考查了分子动理论的基本观点和实验依据。这种题型属于基础题,只要善于积累,难度不大。二.多选题(共3小题)(多选)8.(2025春•朝阳区校级期中)下列说法正确的是()A.液体温度越低,悬浮颗粒越大,布朗运动越明显 B.布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒中的分子的无规则运动 C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D.当分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都增大【考点】布朗运动实例、本质及解释;分子间存在作用力及其与分子间距的关系;扩散现象实例及解释.【专题】定性思想;推理法;布朗运动专题;推理论证能力.【答案】CD【分析】根据布朗运动和扩散现象以及分子力与分子间距离的变化关系进行分析解答。【解答】解:A.液体温度越高,悬浮颗粒越小,布朗运动越明显,故A错误;B.布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动,故B错误;C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的,故C正确;D.当分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都增大,故D正确。故选:CD。【点评】考查布朗运动和扩散现象以及分子力与分子间距离的变化关系,会根据题意进行准确分析解答。(多选)9.(2025春•长春期中)对于液体和固体(不计分子间的空隙),若用M表示摩尔质量,m0表示分子质量,ρ表示物质密度,Vmol表示摩尔体积,V0表示单个分子的体积,NA表示阿伏加德罗常数,则下列关系中正确的是()A.NA=VmolVC.NA=MρVmol D【考点】阿伏加德罗常数及与其相关的计算问题.【专题】定量思想;推理法;阿伏加德罗常数的应用专题;推理论证能力.【答案】ABD【分析】根据摩尔质量和质量的关系,结合物质密度和摩尔体积的关系分析求解。【解答】解:A.摩尔体积是1mol分子的体积,由于不计分子间隙,摩尔体积与单个分子的体积的比值等于阿伏加德罗常数,即NA故A正确;BCD.由物质密度和摩尔体积的乘积得出摩尔质量M,即M=ρVmol根据摩尔质量和质量的关系,即NA故BD正确,C错误。故选:ABD。【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的相关计算,理解摩尔质量和质量的关系是解决此类问题的关键。(多选)10.(2025春•长春期中)分子力实际是分子间存在的引力和斥力共同作用体现的结果,如图所示,横轴r表示两分子间的距离,纵轴F表示两分子间引力、斥力的大小,图中ab、cd两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系,e为两曲线的交点。下列说法正确的是()A.当r=r0时,分子势能最大 B.若两分子间的距离增大,则分子间的斥力比引力减小得更快 C.若r=r0,则分子间没有引力和斥力 D.分子间距离从r0开始增大时,分子势能一定增大【考点】分子势能及其与分子间距的关系;分子间存在作用力及其与分子间距的关系.【专题】比较思想;图析法;分子间相互作用力与分子间距离的关系;理解能力.【答案】BD【分析】分子位于平衡位置时,分子势能最小;在F﹣r图像中,随着距离的增大,斥力比引力减小得快;图中r=re时,分子引力等于分子斥力,分子力表现为零;当r>r0时,分子力表现为引力,根据分子力做功情况分析分子势能变化情况。【解答】解:A、由图可知,当r=r0时,F=0,则r=r0是平衡位置,分子势能最小,故A错误;B、由图可知,当两分子间的距离增大时,分子间的斥力比引力减小得快,故B正确;C、当r=r0时,分子间引力和分子间斥力大小相等,其合力为零,故C错误;D、当分子间距离从r0开始增大时,分子力表现为引力,分子力做负功,分子势能一定增大,故D正确。故选:BD。【点评】本题主要考查分子间的作用力,要明确f﹣r图像的含义,知道斥力变化的快。解决本题的关键要掌握分子力与分子距离的关系,知道斥力受距离影响较大。三.填空题(共3小题)11.(2025•哈密市模拟)如图所示,在“小钢珠连续撞击磅秤模拟气体压强的产生”的演示实验中,当将一杯钢珠均匀地倒向磅秤,可观察到磅秤有一个稳定(选填“稳定”或“不稳定”)示数。这个实验模拟了气体压强的产生是大量气体分子撞击器壁的结果。【考点】气体压强的微观解释.【专题】定性思想;推理法;气体的压强专题;理解能力.【答案】稳定,大量气体分子撞击器壁。【分析】大量的钢珠连续地作用在盘子上能产生持续的作用力;单位时间器壁单位面积上受到的气体分子的撞击力等于气体的压强。【解答】解:由于均匀且持续的向磅秤将钢珠倒下,会在磅秤上有一个稳定的示数,这是实验模拟了微观的人类肉眼无法观察到的大量气体分子频繁的撞击器壁的结果,这也是气体压强产生的原因。故答案为:稳定,大量气体分子撞击器壁。【点评】本题考查了对气体压强的微观解释,知道气体压强产生的微观原因,理解分子动理论的内容。12.(2024春•思明区校级期中)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示。F>0时分子间作用力为斥力,F<0时分子间作用力为引力,A、B、C为x轴上三个特定的位置,现把乙分子从A处由静止释放,乙分子在C点的动能最大(填“最大”或“最小”);乙分子从A点到C点分子势能一直减小(填“一直减小”“先减小后增大”或“一直增大”)。【考点】分子势能及其与分子间距的关系;分子间存在作用力及其与分子间距的关系.【专题】定性思想;推理法;分子间相互作用力与分子间距离的关系;能力层次.【答案】最大,一直减小。【分析】由图可知分子间的作用力的合力,则由力和运动的关系可得出物体的运动情况,由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况。【解答】解:由图可知,从A点到C点分子间作用力表现为引力,乙分子从A点由静止释放,甲分子对乙分子的作用力对乙分子做正功,由动能定理可得从A点到C点乙分子的动能一直增大,乙分子从A点到C点的分子势能一直减小;乙分子在C点的加速度为零,乙分子在C点的动能最大。故答案为:最大,一直减小。【点评】本题考查分子力与分子势能,知道它们随分子之间距离变化的规律即可。13.(2024春•吴江区校级月考)某同学在用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中,进行了如下操作:A.将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积为2mLB.向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉C.将1mL纯油酸加入酒精中,得到2×103mL的油酸酒精溶液D.把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积E.把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓F.按照得到的数据,估算出油酸分子的直径(1)上述操作正确的顺序是CABEDF(填步骤前的字母);(2)将描出油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,已知坐标纸中正方形小方格的边长为2cm,则本次实验测得的油酸分子直径大小约为8.3×10﹣10m(结果保留两位有效数字);(3)某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,计算结果偏大,可能是由于AD。A.油酸未完全散开B1将上述油酸酒精溶液置于一个敞口容器中放置一段时间C.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴D.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格(4)若已知纯油酸的密度为ρ,摩尔质量为M,在测出油酸分子直径d后,还可以继续测出阿伏加德罗常数N=6Mρπd【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.【专题】实验题;实验探究题;定量思想;实验分析法;估算分子个数专题;实验探究能力.【答案】(1)CABEDF;(2)8.3×10﹣10;(3)AD;(4)6M【分析】(1)根据实验原理和实验步骤分析判断;(2)根据油膜包含的小方格数计算油膜面积,根据浓度计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,再根据体积公式计算;(3)根据体积公式分析误差判断;(4)根据密度公式、体积公式计算。【解答】解:(1)用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中,操作正确的顺序是:将1mL纯油酸加入酒精中,得到2×103mL的油酸酒精溶液;将配好的油酸酒精溶液一滴滴地滴入量筒中,记下50滴溶液的体积为2m;向浅盘中倒入适量的水,并向水面均匀地撒入痱子粉;把一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待水面稳定后将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓;把玻璃板放在坐标纸上,计算出薄膜的面积;按照得到的数据,估算出油酸分子的直径。故操作正确的顺序是CABEDF。(2)图中油膜中大约有60个小方格,则油膜面积为S=60×22cm2=2.4×10﹣2m2一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为V0则本次实验测得的油酸分子直径大小约为d=(3)A.油酸未完全散开,导致S偏小,根据d=v0B.若油酸酒精溶液长时间敞口放置,酒精挥发使溶液的浓度变大,实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算,即算出的纯油酸体积偏小,根据d=v0C.求每滴体积时,1mL的溶液的滴数多记了10滴,根据公式V=可知,一滴油酸酒精溶液中的纯油酸体积会偏小,这将导致纯油酸体积的计算值小于实际值,根据d=v0D.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,导致S偏小,根据d=v0故选:AD。(4)纯油酸的摩尔体积为V=一个油酸分子的体积为V1则阿伏加德罗常数为N=故答案为:(1)CABEDF;(2)8.3×10﹣10;(3)AD;(4)6M【点评】本题关键掌握用油膜法估测油酸分子直径大小的实验原理和数据处理方法。四.实验题(共2小题)14.(2025•丰台区二模)(1)在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,下列操作有利于减小实验误差的是CD。A.拉力F1和F2的夹角尽可能大一些B.拉力F1和F2的夹角尽可能小一些C.实验过程中,弹簧测力计、橡皮筋、细绳应尽可能贴近木板,并与其平行D.记录一个力的方向时,标记的两个点应尽可能远一些(2)请将“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤,按照正确的顺序排列CABDE。A.在浅盘里盛上水,待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上B.用注射器向水面上滴1滴事先配好的油酸酒精溶液,等待油膜形状稳定C.配制一定浓度的油酸酒精溶液,测量1滴油酸酒精溶液的体积D.将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描下薄膜的形状E.计算油膜的面积,根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小(3)某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。a.由图1所示的电路图连接好实物装置后闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障,仅通过改变电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时,电压表示数接近1.5V,则电路故障可能为开关断路;b.故障排除后测得电压与电流数据如图2所示,则电池的电动势E=1.48V,内阻r=0.63Ω。(结果保留小数点后两位)【考点】用油膜法估测油酸分子的大小;探究两个互成角度的力的合成规律;测量普通电源的电动势和内阻.【专题】定量思想;推理法;恒定电流专题;实验探究能力.【答案】(1)CD;(2)CABDE;(3)开关断路;1.48;0.63【分析】(1)两个分力的夹角大小适当即可,贴近并平行于木板时,让两点远些可以减小笔痕的宽度和绳的宽度造成的误差;(2)根据“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的主要步骤,即可分析求解;(3)根据闭合电路欧姆定律结合图像斜率与截距解答。【解答】解:(1)AB.两个分力的夹角大小适当即可,不能太大也不能太小,故AB错误;C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计应贴近并平行于木板,故C正确;D.确定拉力方向时,在细绳正下方描出的两个点要适当远些,可减小确定方向时产生的误差,故D正确;故选:CD。(2)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验的主要步骤是:配制油酸酒精溶液,测定1滴油酸酒精溶液的体积,准备带水的浅盘和爽身粉,形成油膜,描绘油膜轮廓,计算分子直径,因此正确的顺序是:CABDE;(3)a.连接好实物装置后闭合开关,调节滑动变阻器,发现电压表读数与电流表读数始终为零,表明电路断路,当电压表接在电源两端时,电压表示数接近1.5V,可能开关断路;b.根据闭合电路欧姆定律有E=U+Ir解得U=E﹣Ir根据图像斜率与截距可知E=1.48V,r=1.48-1.260.35Ω=故答案为:(1)CD;(2)CABDE;(3)开关断路;1.48;0.63【点评】本题考查用油膜法估测油酸分子的大小、探究力的合成的方法、测电源电动势与内阻,解决本题的关键是明确实验原理,掌握实验正确的步骤和实验中需要注意的问题,也要能题图中获取有用信息。15.(2025春•姑苏区校级期中)某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。(1)请选出图1中需要的操作,并按正确操作的先后顺序排列起来:DBFEC(用字母符号表示)。(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是B。A.可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓B.对油酸溶液起到稀释作用C.有助于测量一滴油酸的体积D.有助于油酸的颜色更透明便于识别(3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上,如图2所示。油酸分子的直径d=6×10﹣10m。(结果保留一位有效数字)(4)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有AD(多选)。A.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开B.计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴(5)某同学利用所学知识和查阅的数据估算油酸分子直径。他把油酸分子看成紧密排列的球体,查阅得知油酸的密度ρ=0.895×103kg/m3,油酸的摩尔质量M=0.283kg/mol,取阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol﹣1,π=3.14,则油酸分子的直径约为1×10﹣8m(结果保留一位有效数字)。【考点】用油膜法估测油酸分子的大小.【专题】定量思想;推理法;估算分子个数专题;实验探究能力.【答案】(1)BFEC;(2)B;(3)6×10﹣10;(4)AD;(5)1×10﹣8【分析】(1)根据“用油膜法测油酸分子的大小”的实验原理分析判断;(2)酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用;(3)数出轮廓包含的方格数计算出油膜面积,根据浓度计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积,再根据体积公式计算;(4)根据面积、体积的变化依据体积公式分析判断;(5)根据阿伏加德罗常熟的含义及密度公式计算。【解答】解:(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液(记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径,因此操作先后顺序排列应是:D、B、F、E、C。(2)如果油酸不加稀释形成的油膜厚度较大,静置在盛水浅盘里无法形成单层的油膜分子层,不便于测量,油酸可以溶于酒精,酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用,故B正确,ACD错误。故选:B。(3)按照超过半格的算一个,不足半格的舍去原则,可得共有62格,油酸膜的面积为S=62×1×1cm2=62cm2每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为V=2104×150mL估测出油酸分子的直径为d=VS=4×10-662×10﹣(4)A.水面上爽身粉撒得较多,油膜没有充分展开,测得的油膜面积偏小,由d=VS可知,测出的分子直径结果偏大,故B.计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理,测的油膜面积偏大,由d=VS可知,测出的分子直径结果偏小,故C.油酸酒精溶液配制时间较长,酒精挥发较多,则溶液浓度增大,1滴溶液形成油膜面积变大,得到的分子直径将偏小,故C错误;D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴,测得纯油酸的体积偏大,由d=VS可知,测出的分子直径结果偏大,故故选:AD。(5)把油酸分子看作一个个球紧密排列,则有V=代入数据解得d=1×10﹣8m故答案为:(1)BFEC;(2)B;(3)6×10﹣10;(4)AD;(5)1×10﹣8【点评】本题关键掌握“用油膜法测油酸分子的大小”的实验原理和注意事项。
考点卡片1.分子动理论的基本内容【知识点的认识】一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径:数量级是10﹣10m;②分子质量:数量级是10﹣26kg;③测量方法:油膜法。(2)阿伏加德罗常数1mol任何物质所含有的粒子数,NA=6.02×1023mol﹣1。2.分子永不停息地做无规则热运动一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动。(1)扩散现象相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。温度越高,扩散越快,可在固体、液体、气体中进行。(2)布朗运动悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,微粒越小,温度越高,布朗运动越显著。3.分子间存在着相互作用力分子间同时存在引力和斥力,且都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快。【命题方向】常考题型是考查对分子动理论的理解:分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是()A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性B.分子间的相互作用力随着分子间距离的增大,一定先减小后增大C.分子势能随着分子间距离的增大,可能先减小后增大D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素分析:解答本题需要掌握:分子热运动特点,分子力、分子势能与分子之间距离关系;明确布朗运动特点是固体微粒的无规则运动,反应了液体分子的无规则运动。解:A、墨水中的碳粒的运动是因为大量水分子对它的撞击作用力不平衡导致向各方向运动,并且没有规则,故A正确;B、当分子间距离为r0时,分子间作用力最小,所以当分子从大于r0处增大时,分子力先增大后减小,故B错误;C、当分子间距离等于r0时,分子间的势能最小,分子可以从距离小于r0的处增大分子之间距离,此时分子势能先减小后增大,故C正确;D、温度越高,分子无规则运动的剧烈程度越大,因此在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素,故D正确。本题选错误的,故选B。点评:正确理解和应用分子力、分子势能与分子之间距离的关系是分子动理论的重点知识。【解题方法点拨】对分子动理论的两点说明(1)布朗运动既不是固体分子的运动,也不是液体(或气体)分子的运动,而是固体小颗粒的运动。(2)气体分子做无规则运动时,气体分子速率按一定的规律分布,表现为“中间多,两头少”。2.阿伏加德罗常数及与其相关的计算问题【知识点的认识】一、阿伏加德罗常数1.定义:1mol任何物质所含有相同的粒子数,叫做阿伏加德罗常数NA.2.大小:6.02×1023mol﹣1.二、微观量的估算的基本方法1.微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2.宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ.3.关系:(1)分子的质量:m0(2)分子的体积:V0(3)物体所含的分子数:n=VV4.两种模型(1)球体模型直径d(2)立方体模型边长为d注意:1.固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的.分子的体积,仅适用于固体和液体,对气体不适用.2.对于气体分子,的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.【命题方向】(1)常考题型是微观量的估算:只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体中分子间的平均距离()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、体积的摩尔质量分析:气体中分子间的平均距离远大于分子的直径,可以将空间分成一个个的小正方体,分子处于正方体的中心,则正方体的边长就等于原子间距.解答:A、知道该气体的摩尔质量和质量,可以得到摩尔数,不知道体积,故A错误;B、知道阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度,用摩尔质量除以摩尔密度可以得到摩尔体积,再除以阿伏加德罗常数得到每个分子平均占有的体积,用正方体模型得到边长,即为分子间距,故B正确;C、阿伏加德罗常数、该气体的质量和体积已知,可以得到密度,但不知道摩尔体积和摩尔质量,故C错误;D、已知该气体的密度、体积和摩尔质量,可以得到摩尔体积,但缺少阿伏加德罗常数,故D错误;故选B.点评:本题关键是明确摩尔质量除以密度等于摩尔体积,摩尔体积除以阿伏加德罗常数等于每个分子占有的空间体积.(2)若以μ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,ρ为在标准状态下水蒸气的密度,NA为阿佛加德罗常数,m、△分别表示每个水分子的质量和体积,下面是四个关系式:①NA=vρm②ρ=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都是正确的分析:对一摩尔的任何物质包含的分子数都是阿佛加德罗常数NA,所以NA=μm=vρm,即①和解:对一摩尔的任何物质包含的分子数都是阿佛加德罗常数NA,水的摩尔质量μ=Vρ除以每个水分子的质量m为阿佛加德罗常数,故①③正确,而对水和水蒸气,由于分子间距的存在,NA△并不等于摩尔体积v,故②④错误.故选B.点评:本题主要考查气体阿伏伽德罗常数的计算,关键是区分对气体还是液体的计算.【解题方法点拨】微观量的估算问题的关键是:(1)牢牢抓住阿伏加德罗常数,它是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁.(2)估算分子质量时,不论是液体、固体、气体,均可用m=(3)估算分子大小和分子间距时,对固体、液体与气体,应建立不同的微观结构模型.3.分子的大小【知识点的认识】一、分子直径的数量级一般的分子直径大小是10﹣10m,也就是0.1纳米。这个数量级是描述分子大小的一个常用标准,它反映了分子在微观尺度上的微小性。二、分子的构成分子是由原子通过一定的作用力(如共价键、离子键等)结合而成的。原子通过一定的次序和排列方式结合成分子,这种结合方式决定了分子的结构和性质。分子中的原子数可以不同,有的分子只由一个原子构成(如氦气分子He),称为单原子分子;有的分子由两个原子构成(如氧气分子O2),称为双原子分子;还有的分子由两个以上的原子构成(如二氧化碳分子CO2),称为多原子分子。三、分子的特性分子的特性在很大程度上取决于其构成原子的种类、数目以及分子结构。这些特性包括反应性、极性、形状、颜色、磁性和生物活性等。分子之间存在一定的间隙,并且分子在不停地进行着无规则的热运动。这种运动是物质具有温度、压力、扩散性等宏观性质的根本原因。四、分子大小的测量方法测量分子大小的一种常用方法是油膜法。这种方法通过测量油膜在液体表面的厚度来间接推算出分子的大小。综上所述,分子的大小是微观世界中的一个重要概念,它反映了物质在微观尺度上的结构和性质。通过对分子大小的研究,我们可以更深入地理解物质的本质和特性。【命题方向】一般物质的分子大小的数量级为()A、10﹣8mB、10﹣9mC、10﹣9mD、10﹣9m分析:物质由分子(或原子)组成,分子十分微小,分子直径的数量级为10﹣10m。解答:物质是由分子组成的,它无法直接被人类的肉眼观察到,需要借助显微镜等工具才可以观察,它直径数量级一般为10﹣10米。故选:C。点评:本题考查学生对分子组成物质和分子特点的了解,属于识记类型。【解题思路点拨】常见的考法就是分子大小的数量级,只要牢记10﹣10m这个数量级就好。4.扩散现象实例及解释【知识点的认识】1.扩散的定义:不同物质相互接触,彼此进入对方的现象.2..扩散现象实例:酒香不怕巷子深、茶叶蛋的制作、堆放煤球的墙壁会变黑等等3.产生原因:组成物质的分子永不停息地做无规则运动.4.实质:扩散现象就是物质分子的无规则运动.5.物理意义:直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动.【命题方向】常考题型是考查对扩散现象的理解:扩散现象说明了()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分析:从扩散现象的本质出发,反映出分子的无规则运动进行判断,从而即可求解.解答:A、气体没有固定的形状和体积是因为气体分子间距离很大,分子间作用力很小,气体分子可以自由向各个方向运动,故A错误;B、分子间相互排斥,就不会彼此进入了,分子间有空隙,积存在引力又存在斥力;故B错误;C、扩散现象是指分子间彼此进入对方的现象,可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间,直接反映了分子的无规则热运动,故C正确;D、转换是一种化学反应或是原子核反应,这只是彼此进入对方,故D错误.故选:C.点评:考查对扩散现象的理解,注意会确定是否扩散运动,同时理解分子无规则的运动的含义.【解题思路点拨】扩散现象跟物体自身的状态无关,气体与气体、液体与液体、固体与固体以及不同物态之间都可以发生扩散现象。5.影响扩散速度的因素【知识点的认识】1.扩散的定义:不同物质相互接触,彼此进入对方的现象.2.影响扩散速度的因素:温度和物态。气体扩散最快,固体最慢;温度越高,扩散越快。【命题方向】关于扩散现象,下来说法正确的是()A、温度越高,扩散进行得越快B、扩散现象是不同物质间的一种化学反应C、扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D、扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E、液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的分析:扩散现象是指物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移,直到均匀分布的现象,速率与物质的浓度梯度成正比。扩散是由于分子热运动而产生的质量迁移现象,主要是由于密度差引起的。扩散现象等大量事实表明,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。解答:A、温度越高,分子热运动越激烈,所以扩散进行得越快,故A正确;B、扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象,没有产生新的物质,是物理现象,故B错误;CD、扩散现象是由物质分子无规则热运动产生的分子迁移现象,可以在固体、液体、气体中产生,扩散速度与温度和物质的种类有关,故CD正确;E、液体中的扩散现象是由于液体分子的热运动产生的,故E错误。故选:ACD。点评:扩散现象是分子的迁移现象。从微观上分析是大量分子做无规则热运动时,分子之间发生相互碰撞的结果。由于不同空间区域的分子密度分布不均匀,分子发生碰撞的情况也不同。这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移,最后达到均匀的密度分布。【解题思路点拨】扩散现象的本质是分子无规则的热运动,所以扩散速度的快慢本质上就是分子热运动速率的快慢,我们已经知道,通常来说,温度越高,分子平均速率越大,扩散速度也就越大。而物体的状态也会影响扩散速度,气体之间的扩散速度最快。6.布朗运动实例、本质及解释【知识点的认识】1.布朗运动的定义:悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动.2.原因:小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的.3.实质:不是液体分子的运动,也不是固体小颗粒分子的运动,而是小颗粒的运动.4.特点:①无规则每个液体分子对小颗粒撞击时给颗粒一定的瞬时冲力,由于分子运动的无规则性,每一瞬间,每个分子撞击时对小颗粒的冲力大小、方向都不相同,合力大小、方向随时改变,因而布朗运动是无规则的。②永不停歇因为液体分子的运动是永不停息的,所以液体分子对固体微粒的撞击也是永不停息的[2]。颗粒越小,布朗运动越明显③颗粒越小,颗粒的表面积越小,同一瞬间,撞击颗粒的液体分子数越少,据统计规律,少量分子同时作用于小颗粒时,它们的合力是不可能平衡的。而且,同一瞬间撞击的分子数越少,其合力越不平衡,又颗粒越小,其质量越小,因而颗粒的加速度越大,运动状态越容易改变,故颗粒越小,布朗运动越明显。④温度越高,布朗运动越明显温度越高,液体分子的运动越剧烈,分子撞击颗粒时对颗粒的撞击力越大,因而同一瞬间来自各个不同方向的液体分子对颗粒撞击力越大,小颗粒的运动状态改变越快,故温度越高,布朗运动越明显。⑤肉眼看不见做布朗运动的固体颗粒很小,肉眼是看不见的,必须在显微镜才能看到。布朗运动间接反映并证明了分子热运动。5.物理意义:间接证明了分子永不停息地做无规则运动.【命题方向】用显微镜观察液体中悬浮微粒的布朗运动,观察到的是()A、液体中悬浮的微粒的有规则运动B、液体中悬浮的微粒的无规则运动C、液体中分子的有规则运动D、液体中分子的无规则运动分析:花粉微粒做布朗运动的情况,其运动不是自身运动,而是花粉微粒周围的分子做无规则运动,对其撞击产生的运动.解答:布朗运动是固体花粉颗粒的无规则运动,产生原因是液体分子对小颗粒的撞击不平衡造成的,故布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动。故选:AB。点评:考查了微粒的运动与分子的运动的区别,同时要知道温度越高、颗粒越小,运动越剧烈.【解题方法点拨】对布朗运动的理解要准确:(1)布朗运动不是液体分子的运动,而是固体颗粒的运动,但它反映了液体分子的无规则运动(理解时注意几个关联词:不是…,而是…,但…).(2)温度越高,悬浮颗粒越小布朗运动越明显.(3)产生原因:周围液体分子的无规则运动对悬浮颗粒撞击的不平衡.(4)布朗运动是永不停止的.注意布朗颗粒的限度是非常小的,不能用肉眼直接观察到.(5)常见的错误如:光柱中看到灰尘的布朗运动、风沙的布朗运动、液体的布朗运动等。7.分子间存在作用力及其与分子间距的关系【知识点的认识】分子间的相互作用力1.特点:分子间同时存在引力和斥力,实际表现的分子力是它们的合力.2.分子间的相互作用力与分子间距离的关系如图所示,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快.(1)当r=r0时,F引=F斥,分子力F=0;(2)当r<r0时,F引和F斥都随距离的减小而增大,但F斥比F引增大得更快,分子力F表现为斥力;(3)当r>r0时,F引和F斥都随距离的增大而减小,但F斥比F引减小得更快,分子力F表现为引力;(4)当r>10r0(10﹣9m)时,F引、F斥迅速减弱,几乎为零,分子力F≈0.【命题方向】(1)第一类常考题型是考查分子间的作用力:如图所示,纵坐标表示两个分间引力、斥力的大小,横坐标表示两个分子的距离,图中两条曲线分别表示两分子间引力、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.若两个分子间距离越来越大,则分子势能亦越大分析:在F﹣r图象中,随着距离的增大斥力比引力变化的快,当分子间的距离等于分子直径数量级时,引力等于斥力.解答:在F﹣r图象中,随着距离的增大斥力比引力变化的快,所以ab为引力曲线,cd为斥力曲线,当分子间的距离等于分子直径数量级时,引力等于斥力.故选B.点评:本题主要考查分子间的作用力,要明确F﹣r图象的含义.(2)第二类常考题型是结合分子势能进行考查:如图,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示,F>0为斥力,F<0为引力.a、b、c、d为x轴上四个特定的位置.现把乙分子从a处由静止释放,则()A.乙分子从a到b做加速运动,由b到c做减速运动B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的分子势能一直减少D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的分子势能一直增加分析:由图可知分子间的作用力的合力,则由力和运动的关系可得出物体的运动情况,由分子力做功情况可得出分子势能的变化情况.解答:A、分子在a点受引力,故分子开始做加速运动,c点后,分子力变成了斥力,分子开始减速;故从a到c分子一直做加速运动,故A错误;B、由A分析可知,分子从a到c做加速运动,c点后开始减速,故c时速度最大,故B正确;C、乙分子由a到b的过程中,分子力做正功,故分子势能一直减小,故C正确;D、由b到d的过程中,分子力仍做正功,故分子势能减小,故D错误;故选BC.点评:分子间的势能要根据分子间作用力做功进行分析,可以类比重力做功进行理解记忆.【解题方法点拨】1.要准确掌握分子力随距离变化的规律:(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.(2)引力和斥力都随着距离的减小而增大,随着距离的增大而减小,但斥力变化得快.2.分子力做功与常见的力做功有相同点,就是分子力与分子运动方向相同时,做正功,相反时做负功;也有不同点,就是分子运动方向不变,可是在分子靠近的过程中会出现先做正功再做负功的情况.8.分子热运动速率随温度变化具有统计规律【知识点的认识】分子运动整体的统计规律1.在气体中,大量分子的频繁碰撞,使某个分子何时何地向何处运动是偶然的.但是对大量分子整体来说,在任意时刻,沿各个方向的机会是均等的,而且气体分子向各个方向运动的数目也是基本相等的.这就是大量分子运动整体表现出来的统计规律.2.气体中的大多数分子的速率都接近某个数值,与这个数值相差越多,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的分布规律.当温度升高时,分子最多的速率区间移向速度大的地方,速率小的分子数减小,速率大的分子数增加,分子的平均动能增大,总体上仍然表现出“中间多,两头少”的分布规律,气体分子速率分布规律也是一种统计规律.【命题方向】常考题型是对统计规律的理解:(1)如图描绘一定质量的氧气分子分别在0℃和100℃两种情况下速率分布情况,符合统计规律的是.()A.B.C.D.分析:解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义.解答:A、B、温度是分子热运动平均动能的标志,温度越高,平均动能越大,故平均速率越大,故A正确,B错误;C、D、分子总数目是一定的,故图线与横轴包围的面积是100%,故两个图线与横轴包围的面积是相等的,故C错误,D错误;故选A.点评:对于物理学中的基本概念和规律要深入理解,理解其实质,不能只是停留在表面上,同时要通过练习加强理解.(2)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示,图中f(v)表示v处单位速率区间内的分子数百分率,所对应的温度分别为TI,TII,TIII,则()A.TⅠ>TⅡ>TⅢB.TⅢ>TⅡ>TⅠC.TⅡ>TⅠ,TⅡ>TⅢD.TⅠ=TⅡ=TⅢ分析:本题关键在于理解:温度高与低反映的是分子平均运动快慢程度解:温度越高分子热运动越激烈,分子运动激烈是指速率大的分子所占的比例大,图Ⅲ腰最粗,速率大的分子比例最大,温度最高;图Ⅰ虽有更大速率分子,但所占比例最小,温度最低,故B正确.故答案为:B.点评:本题考查气体分子速率分布曲线与温度的关系,温度高不是所有分子的速率都大.9.气体压强的微观解释【知识点的认识】1.气体压强的产生单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的,但是大量分子频繁地碰撞器壁,就对器壁产生了持续,均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看,气体的压强在数值上等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。2.决定气体压强大小的因素(l)微观因素①气体分子的数密度:气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大,在单位时间内,与单位面积器壁碰撞的分子数就越多,气体压强就越大。②气体分子的平均动能:气体的温度高,气体分子的平均动能就大,气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)对器壁的冲力就大;从另一方面讲,分子的平均速率大,在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就多,累计冲力就大,气体压强就越大。(2)宏观因素1与温度有关:温度越高,气体的压强越大。②与体积有关:体积越小,气体的压强越大。3.密闭气体压强和大气压强的区别与联系【命题方向】下列说法中正确的是()A.一定温度下理想气体的分子速率一般都不相等,但在不同速率范围内,分子数目的分布是均匀的B.气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁上的平均作用力气体的体积变小时,单位体积的分子数增多,单位时间内打到器壁单位C.面积上的分子数增多,从而气体的压强一定增大D.如果压强增大且温度不变,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大分析:由不同温度下的分子速率分布曲线可知,分子数百分率呈现“中间多,两头少”统计规律,温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,所以分子的速率不等,在一定温度下,速率很大和很小的分子数目很少,每个分子具有多大的速率完全是偶然的;由于大量气体分子都在不停地做无规则热运动,与器壁频繁碰撞,使器壁受到一个平均持续的冲力,致使气体对器壁产生一定的压强。根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积,即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。气体压强与温度和体积有关。解答:A、由不同温度下的分子速率分布曲线可知,分子数百分率呈现“中间多,两头少”统计规律,温度是分子平均动能的标志,温度高则分子速率大的占多数,所以分子的速率不等,在一定温度下,速率很大和很小的分子数目很少,每个分子具有多大的速率完全是偶然的,故A错误;B、根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积,即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,故B正确。C、气体压强与温度和体积有关。气体体积也在减小,分子越密集,但是如果气体分子热运动的平均动能减少,即温度减小,气体的压强不一定增大,故C错误。D、如果压强增大且温度不变,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增大,故D正确。故选:BD。点评:加强对基本概念的记忆,基本方法的学习利用,是学好3﹣3的基本方法。此处高考要求不高,不用做太难的题目。【解题思路点拨】气体压强的分析技巧(1)明确气体压强产生的原因——大量做无规则运动的分子对器壁频繁,持续地碰撞。压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。(2)明确气体压强的决定因素——气体分子的数密度与平均动能。(3)只有知道了以上两个因素的变化,才能确定压强的变化,不能根据任何单个因素的变化确定压强是否变化。10.分子势能及其与分子间距的关系【知识点的认识】分子势能1.定义:由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能.分子势能的大小与物体的体积有关.2.分子势能与分子间距离的关系分子势能随着物体体积的变化而变化,与分子间距离的关系为:(1)当r>r0时,分子力表现为引力,随着r的增大,分子引力做负功,分子势能增大.(2)当r<r0时,分子力表现为斥力,随着r的减小,分子斥力做负功,分子势能增大.(3)当r=r0时,分子势能最小,但不一定为零,可为负值,因为可选两分子相距无穷远时分子势能为零.(4)分子势能曲线如图所示.【命题方向】常考题型是考查分子力做功与分子势能变化的关系:如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示,图中分子势能的最小值为﹣E0,若只受分子力作用且两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是()A.乙分子在P点(x=x2)时,加速度最大B.乙分子在Q点(x=x1)时,处于平衡状态C.乙分子在P点(x=x2)时,其动能为E0D.乙分子的运动范围为x≥x1分析:分子间存在相互作用的引力和斥力,当二者大小相等时两分子共有的势能最小,分子间距离为平衡距离,当分子间距离变大或变小时,分子力都会做负功,导致分子势能变大.两分子所具有的总能量为分子动能与分子势能之和.解:A、由图象可知,乙分子在P点(x=x2)时,分子引力与分子斥力大小相等,合力为零,加速度为零,故A错误B、乙分子在Q点(x=x1)时,分子引力小与分子斥力,合力表现为斥力,乙分子有加速度,不处于平衡状态,故B错误C、乙分子在P点(x=x2)时,其分子势能为﹣E0,由两分子所具有的总能量为0可知其分子动能为E0,故C正确D、当乙分子运动至Q点(x=x1)时,其分子势能为零,故其分子动能也为零,分子间距最小,而后向分子间距变大的方向运动,故乙分子的运动范围为x≥x1,故D正确故选:CD.点评:熟悉分子力的变化规律,知道分子力做功与分子势能变化的关系,知道总能量由分子势能和分子动能两者之和构成,本题考查的过程很细,要加强分析.【解题方法点拨】1.要准确掌握分子力随距离变化的规律:(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.(2)引力和斥力都随着距离的减小而增大,随着距离的增大而减小,但斥力变化得快.2.分子力做功与常见的力做功有相同点,就是分子力与分子运动方向相同时,做正功,相反时做负功;也有不同点,就是分子运动方向不变,可是在分子靠近的过程中会出现先做正功再做负功的情况.11.热力学第二定律的不同表述与理解【知识点的认识】热力学第二定律1.热传导的方向性①热量可以自发地从高温物体传递给低温物体.②热量从低温物体传递给高温物体,必须借助外界的帮助.2.机械能内能转化方向性①热机定义:把内能转化为机械能的机器.能量:Q1=W+Q2效率:η=W②机械能可以自发地全部转化为内能,而内能全部转化为机械能必须受外界影响或引起外界变化.3.第二类永动机不可制成①定义:从单一热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不引起其他变化的机器.即:效率η=100%的机器.②原因:违背了热力学第二定律,但没有违背能量守恒定律4.热力学第二定律①两种表述:Ⅰ.不可能使热量从低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化.Ⅱ.不可能从单一热源吸收热量并全部用来做功,而不引起其他变化.②实质:自然界中涉及到的热现象的宏观过程都具有方向性.③热力学第二定律是独立于第一定律的.5.能量耗散①定义:无法重新收集和利用的能量,这种现象为能量耗散.②反映了热现象宏观过程的方向性.【命题方向】第一类常考题型是对概念、规律的理解:如图所示的汽缸内盛有定量的理想气体,汽缸壁是导热的,缸外环境保持恒温,活塞与汽缸壁的接触是光滑的,但不漏气.现将活塞杆与外界连接并使其缓慢地向右移动,这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功.已知理想气体的内能只与温度有关,则下列说法中正确的是()A.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,因此此过程违背热力学第二定律B.气体是从单一热源吸热,但并未全用来对外做功,因此此过程不违背热力学第二定律C.气体是从单一热源吸热,全用来对外做功,但此过程不违背热力学第二定律D.以上三种说法都不对分析:热力学第二定律的一种描述是:不可能从单一热源吸收热量全部用来对外做功,而不引起其它变化.因此是否违反热力学第二定律的关键是看是否引起其它变化.解答:气体等温膨胀,内能不变,从外界吸收的热量全部对外做功,但是这个过程中引起了其它变化,如有外力控制着活塞缓慢的移动,而非自动进行的,有“第三方”参与,不违背热力学第二定律,故ABD错误,C正确.故选C.点评:对于概念、规律的理解要深入,要理解其核心和关键部分,不能停留在表面.12.探究两个互成角度的力的合成规律【知识点的认识】一、实验目的1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.2.培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力.二、实验原理(1)等效法:一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示,如图所示.(2)平行四边形法:根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示.(3)验证:比较F和F′的大小和方向是否相同,若在误差允许的范围内相同,则验证了力的平行四边形定则.三、实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔.四、实验过程1.在水平桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方木板上.2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系上细绳套.3.用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,如图所示.4.用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,读出并记录两个弹簧测力计的示数.5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线,按一定的标度作出两个力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点的平行四边形的对角线即为合力F.6.只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,读出并记录弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度用刻度尺从O点作出这个力F′的图示.7.比较F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向,看它们在实验误差允许的范围内是否相等.8.改变F1和F2的大小和方向,再做两次实验.五、注意事项1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,若两只弹簧测力计在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直至相同为止.2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O的位置一定要相同.3.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜.4.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行,并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上,避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦.5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向.6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.六、误差分析1.误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.2.减小误差的办法:(1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录.(2)作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.13.测量普通电源的电动势和内阻【知识点的认识】一、实验目的1.测定电源的电动势和内阻.2.认识电源输出电压随电流变化的图象.二、实验原理1.实验电路图如图所示2.电动势与内阻的求解(1)计算法由U=E﹣Ir可得U解得E(2)图象法作出U﹣I图象,利用图象求解,如图所示.①图线与纵轴交点为E.图线与横轴交点为短路电流,I短=E②由图线的斜率可求电源内阻r=|△U△三、实验器材电池(待测电源)、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、导线和坐标纸.四、实验步骤1.连接电路:确定电流表、电压表的量程,按照电路原理图把器材连接好.2.测量数据:闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组电压表和电流表的读数,用同样方法测量并记录几组I、
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