人教物理選擇性必修第三冊教參

第一章eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(,,,,,,,))分子動理論第1節(jié)分子動理論的基本內(nèi)容1．知道物體是由大量分子組成的，知道1mol物質(zhì)所含有分子數(shù)的多少。2.知道擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動的概念及相關(guān)影響因素，知道溫度是分子熱運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志。3.知道分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，知道它們的變化規(guī)律。4．知道分子動理論及其基本內(nèi)容。eq\a\vs4\al(一、物體是由大量分子組成的)1．填一填(1)分子：組成物體的微粒。(2)表示方法：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示，NA＝×1023mol－1。(3)分子的大?。悍肿雍苄?，用肉眼無法直接看到，用高倍的光學(xué)顯微鏡也看不到，可以用能放大幾億倍的掃描隧道顯微鏡觀察到。2．判一判(1)物體是由大量分子組成的。(√)(2)分子很小，無法用肉眼直接觀察到。(√)×1023個。(×)3．想一想已知銅的摩爾質(zhì)量是64g/mol，試估算一個銅原子的質(zhì)量是多少克？提示：一個銅原子的質(zhì)量m＝eq\f(Mmol,NA)＝eq\f(64,×1023)g≈×10－22g。eq\a\vs4\al(二、分子熱運(yùn)動)1．填一填(1)擴(kuò)散①定義：不同種物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。②產(chǎn)生原因：物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動。③應(yīng)用：生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，需要在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，在高溫條件下通過分子的擴(kuò)散來完成。(2)布朗運(yùn)動①定義：懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動。②影響因素：溫度越高，運(yùn)動越明顯，微粒越小，運(yùn)動越明顯。③產(chǎn)生原因：大量液體分子對懸浮微粒撞擊的不平衡造成的，微粒越小，質(zhì)量越小，其運(yùn)動狀態(tài)越容易改變，布朗運(yùn)動越明顯。(3)熱運(yùn)動①定義：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動。②衡量標(biāo)準(zhǔn)：溫度是分子熱運(yùn)動劇烈程度的標(biāo)志，溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈。2．判一判(1)擴(kuò)散現(xiàn)象不能發(fā)生在固體之間。(×)(2)溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。(√)(3)布朗運(yùn)動就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。(×)(4)液體中懸浮的微粒越大，布朗運(yùn)動越明顯。(×)3．選一選如圖所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平磨光后緊緊壓在一起，五年后發(fā)現(xiàn)金中有鉛，鉛中有金，對此現(xiàn)象說法正確的是()A．屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的相互吸引B．屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因是金分子和鉛分子的無規(guī)則運(yùn)動C．屬布朗運(yùn)動，小金粒進(jìn)入鉛塊中，小鉛粒進(jìn)入金塊中D．屬布朗運(yùn)動，由于外界壓力使小金粒、小鉛粒彼此進(jìn)入對方中解析：選B擴(kuò)散現(xiàn)象是指物質(zhì)相互接觸，物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，是分子無規(guī)則運(yùn)動的體現(xiàn)。選項(xiàng)B正確。eq\a\vs4\al(三、分子間的作用力分子動理論)1．填一填(1)分子間有間隙①氣體很容易被壓縮，表明氣體分子間有很大的空隙。②水和酒精混合后總體積變小，說明液體分子之間存在著空隙。③壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能擴(kuò)散到對方的內(nèi)部，說明固體分子之間有空隙。(2)分子間的相互作用力①用力拉伸物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生反抗拉伸的作用力，此時(shí)分子間的作用力表現(xiàn)為引力。②用力壓縮物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生反抗壓縮的作用力，此時(shí)分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。③分子間的作用力F與分子間距離r的關(guān)系。當(dāng)r<r0時(shí)，分子間的作用力F表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間的作用力F為0，這個位置稱為平衡位置；當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的作用力F表現(xiàn)為引力。④分子間作用力的產(chǎn)生原因：由原子內(nèi)部帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子的相互作用引起的。(3)分子動理論①基本內(nèi)容：物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動，分子之間存在著相互作用力。②分子動理論：在熱學(xué)研究中，以分子動理論的基本內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，把物質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)和規(guī)律看作微觀粒子熱運(yùn)動的宏觀表現(xiàn)建立的理論。2．判一判(1)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)。(×)(2)用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，這是分子間存在引力的宏觀表現(xiàn)。(√)(3)氣體容易被壓縮，說明氣體分子之間有空隙。(√)3．想一想當(dāng)壓縮物體時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力，物體反抗被壓縮，這時(shí)候分子間還有引力嗎？提示：分子間同時(shí)存在分子引力和分子斥力，當(dāng)物體被壓縮時(shí)，分子斥力大于分子引力，分子力表現(xiàn)為斥力。分子的大小及估算方法[學(xué)透用活]1．分子的大小(1)分子直徑的數(shù)量級為10－10m(2)分子體積的數(shù)量級一般為10－29m(3)分子質(zhì)量的數(shù)量級一般為10－26kg(4)分子如此微小，用高倍光學(xué)顯微鏡也看不到，直到1982年人們研制了能放大幾億倍的掃描隧道顯微鏡，才觀察到物質(zhì)表面原子的排列。2．分子的簡化模型實(shí)際分子的結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的，且形狀各異。但如果我們只關(guān)心分子的大小，而不涉及分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動時(shí)，既可以把分子看成球形，也可以看成立方體。具體分析如下：(1)對于固體和液體，可認(rèn)為分子緊密排列，分子間沒有空隙，則VA＝NAV0(V0為一個分子的體積，VA為摩爾體積)。①球形分子模型：如圖甲所示，則直徑d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6VA,πNA))。②立方體分子模型：認(rèn)為每個分子占據(jù)一個相同的立方體空間，該立方體的邊長即為分子間的平均距離，邊長d＝eq\r(3,V0)。如圖乙所示。(2)對于氣體來說，由于氣體分子間的距離遠(yuǎn)大于氣體分子的直徑，故通過立方體分子模型(不采用球形分子模型)，可以估算得到每個氣體分子平均占有的空間，而無法得到每個氣體分子的實(shí)際體積。設(shè)每個氣體分子占據(jù)的空間可看成一個邊長為d、體積為V的正方體。氣體分子間距離l＝d＝eq\r(3,V)＝eq\r(3,\f(VA,NA))，如圖丙所示。(圖中黑點(diǎn)代表氣體分子所在的位置)3．阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用(1)微觀量：分子質(zhì)量m0，分子體積V0，分子直徑d。(2)宏觀量：物質(zhì)的質(zhì)量M、體積V、密度ρ、摩爾質(zhì)量MA、摩爾體積VA物質(zhì)的量n。(3)微觀量與宏觀量的關(guān)系①分子質(zhì)量：m0＝eq\f(MA,NA)＝eq\f(ρVA,NA)。②分子體積：V0＝eq\f(VA,NA)＝eq\f(MA,ρNA)(只適用于固體和液體)。③物質(zhì)所含的分子數(shù)：N＝nNA＝eq\f(M,MA)NA＝eq\f(V,VA)NA。④阿伏加德羅常數(shù)：NA＝eq\f(VAρ,m0)＝eq\f(MA,ρV0)(只適用于固體、液體)。⑤氣體分子間的平均距離：d＝eq\r(3,V0)＝eq\r(3,\f(VA,NA))(V0為1個氣體分子所占據(jù)空間的體積)。⑥固體、液體分子直徑：d＝eq\r(3,\f(6V0,π))＝eq\r(3,\f(6VA,πNA))(V0為分子體積)。eq\a\vs4\al([典例1])×103kg/m3，冰的摩爾質(zhì)量是18g/mol，設(shè)冰分子是球形的，求每個冰分子的直徑。(已知NA＝6×1023mol－1，保留1位有效數(shù)字)[解析]根據(jù)物體密度公式：ρ＝eq\f(m,V)，可知冰的摩爾體積VA＝eq\f(M,ρ)(M為摩爾質(zhì)量)由阿伏加德羅常數(shù)NA，可得一個冰分子的體積V＝eq\f(VA,NA)＝eq\f(M,ρNA)設(shè)冰分子為球形，直徑為d，則一個冰分子的體積V＝eq\f(1,6)πd3解得冰分子直徑d≈4×10－10m[答案]4×10－10[規(guī)律方法]求解與阿伏加德羅常數(shù)有關(guān)問題的思路[對點(diǎn)練清]1．下列說法中正確的是()A．物體是由大量分子組成的B．無論是無機(jī)物質(zhì)的分子，還是有機(jī)物質(zhì)的大分子，其分子大小的數(shù)量級都是10－10C．本節(jié)中所說的“分子”，只包含化學(xué)中的分子，不包括原子和離子D．分子的質(zhì)量是很小的，其數(shù)量級為10－10解析：選A根據(jù)分子動理論的內(nèi)容可知，物體是由大量分子組成的，故A正確；除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子，多數(shù)分子大小的數(shù)量級為10－10m，故B錯誤；本節(jié)中所說的“分子”，包含化學(xué)中的分子，也包括原子和離子，故C錯誤；分子的質(zhì)量很小，一般情況下其數(shù)量級是10－262．已知銅的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，銅的密度為ρ(kg/m3)，阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)。下列判斷正確的是()A．1kg銅所含的原子數(shù)為eq\f(NA,M)·ρB．1個銅原子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)kgC．1m3銅所含的原子數(shù)為eq\f(M·NA,ρ)D．1kg銅的體積為eq\f(M,ρ·NA)m3解析：選B1kg銅所含的原子數(shù)N＝eq\f(1,M)·NA，故A錯誤；1個銅原子的質(zhì)量為eq\f(M,NA)kg，故B正確；1m3銅所含的原子數(shù)N＝nNA＝eq\f(ρV,M)·NA＝eq\f(ρ·NA,M)，故C錯誤；1kg銅的體積為V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(1,ρ)，故D錯誤。3．科學(xué)家可以運(yùn)用無規(guī)則運(yùn)動的規(guī)律來研究生物蛋白分子。資料顯示，某種蛋白的摩爾質(zhì)量為66kg/mol，其分子可視為半徑為3×10－9m×1023mol－1解析：摩爾體積V＝eq\f(4,3)πr3NA，由密度ρ＝eq\f(M,V)，解得ρ＝eq\f(3M,4πr3NA)，代入數(shù)據(jù)解得ρ＝1×103kg/m答案：1×103kg對布朗運(yùn)動的理解[學(xué)透用活]1．布朗運(yùn)動的性質(zhì)(1)微粒的大?。耗茏霾祭蔬\(yùn)動的微粒是由許多分子組成的顆粒(注意不是分子)。其大小用人眼直接觀察不到，但在光學(xué)顯微鏡下可以看到(其大小的數(shù)量級為10－6m)(2)產(chǎn)生原因：液體分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動，不斷地撞擊微粒。懸浮的微粒足夠小時(shí)，來自各個方向的液體分子撞擊作用力的不平衡性便表現(xiàn)出來了。在某一瞬間，微粒在某個方向受到的撞擊作用較強(qiáng)；在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強(qiáng)，這樣，就引起了微粒的無規(guī)則運(yùn)動。(3)實(shí)質(zhì)及意義：布朗運(yùn)動實(shí)質(zhì)是由液體分子與懸浮微粒間相互作用引起的，反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動。2．影響布朗運(yùn)動的因素(1)固體微粒的大小。①懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因而布朗運(yùn)動越明顯。②如果懸浮在液體中的微粒很大，在某一瞬間跟它相撞的分子數(shù)很多，各個方向的撞擊作用接近平衡，這時(shí)就很難觀察到布朗運(yùn)動了。(2)液體溫度的高低。相同的微粒懸浮在同種液體中，液體溫度越高，分子運(yùn)動的平均速率越大，對懸浮微粒的撞擊作用也越大，微粒受到來自各個方向的沖擊作用的不平衡性越明顯，所以溫度越高，布朗運(yùn)動就越顯著。3．布朗運(yùn)動與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較項(xiàng)目擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動不同點(diǎn)擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)而彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。②擴(kuò)散快慢除和溫度有關(guān)外，還受到“已進(jìn)入對方”的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對方的分子濃度較低時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象較為顯著，當(dāng)進(jìn)入對方的分子濃度較高時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象不明顯，但擴(kuò)散不會停止。布朗運(yùn)動是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無規(guī)則運(yùn)動，而不是液體或氣體分子的運(yùn)動。②布朗運(yùn)動的激烈程度與液體(或氣體)分子撞擊的不平衡性有關(guān)，微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動越明顯。③布朗運(yùn)動永不停息。相同點(diǎn)產(chǎn)生的根本原因相同，都是分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動的反映。②它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得更激烈。比較項(xiàng)目布朗運(yùn)動分子的熱運(yùn)動不同點(diǎn)研究對象懸浮于液體(或氣體)中的微粒分子觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到一般顯微鏡下看不到相同點(diǎn)無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越激烈聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運(yùn)動是布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動反映了分子的熱運(yùn)動eq\a\vs4\al([典例2]).5μm的懸浮顆粒物，其懸浮在空中做無規(guī)則運(yùn)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(guān)于PM2.5的說法正確的是()B．PM2.5的質(zhì)量越大，其無規(guī)則運(yùn)動越劇烈[解析]PM2.5在空氣中的運(yùn)動是固體顆粒、是分子團(tuán)的運(yùn)動，不是分子的熱運(yùn)動，故A錯誤；PM2.5的質(zhì)量越小，其無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，故B錯誤；PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5μm的懸浮顆粒物，其懸浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動，溫度越高，PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，故C錯誤；PM2.5受大量空氣分子無規(guī)則碰撞，并且受到風(fēng)力作用，而形成不規(guī)則的運(yùn)動軌跡，故D正確。[答案]D[易錯警示]對布朗運(yùn)動理解的三點(diǎn)提醒(1)布朗運(yùn)動是固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動，不是液體或氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動，也不是微粒內(nèi)分子的無規(guī)則運(yùn)動。(2)微粒懸浮在液體、氣體內(nèi)，在任何溫度下都會做布朗運(yùn)動。(3)微粒懸浮在氣體中，在氣流作用下做的無規(guī)則運(yùn)動不是布朗運(yùn)動。[對點(diǎn)練清]1．通常蘿卜腌成咸菜需要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需幾分鐘，那么造成這種差別的主要原因是()A．加熱后分子變小了，很容易進(jìn)入蘿卜中B．炒菜時(shí)蘿卜翻動地快，鹽和蘿卜接觸多C．加熱后蘿卜分子間空隙變大，易擴(kuò)散D．炒菜時(shí)溫度高，分子熱運(yùn)動激烈解析：選D在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散得越快。在腌蘿卜時(shí)，是鹽分子在常溫下的擴(kuò)散現(xiàn)象，炒菜時(shí)，是鹽分子在高溫下的擴(kuò)散現(xiàn)象，因此，炒菜時(shí)蘿卜咸得快，腌菜時(shí)蘿卜咸得慢，故A、B、C錯誤，D正確。2．[多選]下面所列舉的現(xiàn)象，能說明分子是不斷運(yùn)動著的是()A．將香水瓶蓋打開后能聞得到香味B．汽車開過后，公路上塵土飛揚(yáng)C．灑在地上的水，過一段時(shí)間就干了D．懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運(yùn)動解析：選ACD將香水瓶蓋打開后能聞到香味，是香水分子做擴(kuò)散運(yùn)動的結(jié)果，能說明分子是不斷運(yùn)動著的，故A正確；汽車開過后，公路上塵土飛揚(yáng)，是由于塵土受到風(fēng)的吹動，與分子的運(yùn)動無關(guān)，故B錯誤；灑在地上的水，過一段時(shí)間就干了說明水分子擴(kuò)散到了其他的地方，能說明分子是不斷運(yùn)動著的，故C正確；懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運(yùn)動是布朗運(yùn)動，它是水分子無規(guī)則運(yùn)動的反映，故D正確。3.做布朗運(yùn)動實(shí)驗(yàn)，得到某個觀測記錄如圖所示，圖中記錄的是()A．分子做無規(guī)則運(yùn)動的情況B．某個微粒做布朗運(yùn)動的軌跡C．某個微粒做布朗運(yùn)動的速度－時(shí)間圖線D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個運(yùn)動微粒位置的連線解析：選D布朗運(yùn)動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，而非分子的運(yùn)動，A項(xiàng)錯誤；布朗運(yùn)動是無規(guī)則的運(yùn)動，所以微粒沒有固定的運(yùn)動軌跡，B項(xiàng)錯誤；對于某個微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個時(shí)刻的速度，故也就無法描繪其速度－時(shí)間圖線，C項(xiàng)錯誤；題圖所示是按等時(shí)間間隔依次記錄的某個運(yùn)動微粒位置的連線，D項(xiàng)正確。分子力與分子間距離變化的關(guān)系[學(xué)透用活]1．分子間有相互作用的宏觀表現(xiàn)(1)當(dāng)用力欲使物體拉伸時(shí)，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力，以抗拒外界對它的拉伸。(2)當(dāng)用力欲使物體壓縮時(shí)，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力，以抗拒外界對它的壓縮。(3)大量的分子能聚集在一起形成固體或液體，說明分子間存在引力。固體有一定的形狀，液體有一定的體積，而固體、液體分子間有空隙，卻沒有緊緊地吸在一起，說明分子間還同時(shí)存在著斥力。(4)分子力與物體三態(tài)不同的宏觀特征分子間距離不同，分子間的作用力表現(xiàn)也就不一樣，物體的狀態(tài)特征也不相同。物態(tài)分子特點(diǎn)宏觀表現(xiàn)固態(tài)分子間的距離小作用力明顯③分子只能在平衡位置附近做無規(guī)則的振動體積一定②形狀一定液態(tài)分子間距離小平衡位置不固定③可以在較大范圍做無規(guī)則運(yùn)動有一定體積②無固定形狀氣態(tài)分子間距離較大分子力極為微小，可忽略③分子可以自由運(yùn)動無體積無形狀③充滿整個容器如圖所示，兩個小球中間連有一個彈簧，小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和引力的合力。r＝r0，F(xiàn)＝0r<r0，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r>r0，F(xiàn)表現(xiàn)為引力(1)當(dāng)彈簧處于原長時(shí)(r＝r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為零。(2)當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí)(r<r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為斥力。(3)當(dāng)彈簧處于拉伸狀態(tài)時(shí)(r>r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為引力。3．分子力與分子間距離變化的關(guān)系(1)r0的意義分子間距離r＝r0時(shí)，分子間引力與斥力大小相等，分子力為零，所以分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10m)(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的增大而減小，但斥力減小得更快(如圖所示)。①當(dāng)r＝r0時(shí)，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0；②當(dāng)r<r0時(shí)，F(xiàn)斥>F引，分子力F表現(xiàn)為斥力；③當(dāng)r>r0時(shí)，F(xiàn)斥<F引，分子力F表現(xiàn)為引力；④當(dāng)r≥10r0(10－9m)時(shí)，F(xiàn)引和F斥都十分微弱，可認(rèn)為分子間無相互作用力，所以分子力F(3)當(dāng)r<r0時(shí)，分子力隨距離的增大而減小，當(dāng)r>r0時(shí)，分子力隨距離的增大先增大后減小。eq\a\vs4\al([典例3])設(shè)r0是分子間引力和斥力平衡時(shí)的距離，r是兩個分子間的實(shí)際距離，則以下說法中正確的是()A．r＝r0時(shí)，分子間引力和斥力都等于零B．4r0>r>r0時(shí)，分子間只有引力而無斥力C．r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力先增大后減小D．r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力和斥力都增大，其合力先增大后減小再增大[解析]當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間引力和斥力相等，但都不為零，合力為零，A錯誤；在4r0>r>r0時(shí)，引力大于斥力，兩者同時(shí)存在，B錯誤；在r減小的過程中，分子引力和斥力都增大，C錯誤；r由4r0逐漸減小到r0的過程中，由分子力隨r的變化關(guān)系圖線可知，分子力有一個極大值，到r<r0時(shí)分子力又增大，所以在r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中分子力先增大后減小再增大，D正確。[答案]D[規(guī)律方法]分子力問題的分析方法(1)首先要分清是分子力還是分子引力或分子斥力。(2)分子間的引力和斥力都隨著分子間距離的增大而減小。(3)分子力比較復(fù)雜，要抓住四個關(guān)鍵點(diǎn)：一是r＝r0時(shí)，分子力為零但引力和斥力大小相等，均不為零；二是r≥10r0時(shí)，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看作是零；三是r<r0時(shí)，分子力隨著分子間距離增大而減小；四是r>r0時(shí)，分子間距由r0增大到10r0，分子力先增大后減小。[對點(diǎn)練清]1．分子間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成，則()A．F引和F斥是同時(shí)存在的B．F引總是大于F斥，其合力總表現(xiàn)為引力C．分子間的距離越小，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越大D．分子間的距離越小，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥越小解柝：選A分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，它們的大小隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力隨分子間距離的變化而變化得更快一些。當(dāng)r<r0時(shí)，合力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離的增大而減小。當(dāng)r>r0時(shí)，合力表現(xiàn)為引力，合力的大小隨分子間距離的增大表現(xiàn)為先增大后減小，選項(xiàng)A正確。2．下列現(xiàn)象能說明分子之間有相互作用力的是()A．一般固體難于拉伸，說明分子間有引力B．一般液體易于流動和變成小液滴，說明液體分子間有斥力C．用打氣筒給自行車車胎打氣，越打越費(fèi)力，說明壓縮后的氣體分子間有斥力D．高壓密閉的鋼筒中的油沿筒壁溢出，這是鋼分子對油分子的斥力解析：選A固體難于拉伸，是分子間引力的表現(xiàn)，A正確；液體的流動性不能用引力、斥力來說明，它的原因是化學(xué)鍵的作用，B錯誤；C項(xiàng)是由于壓強(qiáng)變大產(chǎn)生的，而氣體分子之間的斥力影響很小，C錯誤；D項(xiàng)說明鋼分子間有空隙，油從筒壁溢出，是外力作用的結(jié)果，而不是鋼分子對油分子的斥力，故D錯誤。3．甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖像如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力，a、b、c、d為r軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A．乙分子從a到b過程中，兩分子間無分子斥力B．乙分子從a到c過程中，兩分子間的分子引力先減小后增大C．乙分子從a到c一直加速D．乙分子從a到b加速，從b到c減速解析：選C分子間的引力與斥力是同時(shí)存在的，乙分子從a到b過程中，引力大于斥力，整體表現(xiàn)為引力，A錯誤；乙分子從a到c過程中分子引力逐漸增大，B錯誤；乙分子從a到c過程中分子間表現(xiàn)為引力，所以乙分子一直做加速運(yùn)動，C正確，D錯誤。落實(shí)新課標(biāo)理念，教材案例最經(jīng)典。以下內(nèi)容選自新課標(biāo)魯科版的相關(guān)內(nèi)容，供同學(xué)們開闊視野，提升素養(yǎng)。一、分子質(zhì)量和大小的估算(核心素養(yǎng)之科學(xué)思維)[選自魯科版新教材“物理聊吧”]根據(jù)水分子的分子量、阿伏加德羅常數(shù)和水的密度，可估算水分子的質(zhì)量和直徑。用這種方法能否估算氫氣中氫分子的質(zhì)量和直徑？提示：水分子的質(zhì)量和氫氣中氫分子的質(zhì)量均可用m＝eq\f(Mmol,NA)計(jì)算，水分子的直徑d可用eq\f(Mmol,ρNA)＝eq\f(1,6)πd3求出，但用eq\f(Mmol,ρNA)＝d3，只能求出氫分子間的平均間距，而不能求出氫分子的直徑。二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當(dāng)十[選自魯科版新教材課后練習(xí)][多選]若以M表示水的摩爾質(zhì)量，Vm表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ表示在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下水蒸氣的密度，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，m、V分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積。下列關(guān)系式正確的是()A．NA＝eq\f(ρVm,m) B．ρ＝eq\f(M,NAV)C．m＝eq\f(M,NA) D．V＝eq\f(Vm,NA)[解析]對于氣體而言，宏觀量M、Vm、ρ之間的關(guān)系式仍適用，有M＝ρVm，宏觀量與微觀量之間的質(zhì)量關(guān)系仍適用，有：NA＝eq\f(M,m)＝eq\f(ρVm,m)，故選項(xiàng)A、C均正確；由于水蒸氣分子間距較大，eq\f(Vm,NA)求出的是水蒸氣中平均每個水分子所占的空間，而不是一個分子的體積，D錯誤；eq\f(M,NAV)等于水的密度，不等于水蒸氣的密度，B錯誤。[答案]ACeq\a\vs4\al([課時(shí)跟蹤訓(xùn)練])A級—雙基達(dá)標(biāo)1．阿伏加德羅常數(shù)所表示的是()A．1g物質(zhì)內(nèi)所含的分子數(shù)B．1kg物質(zhì)內(nèi)所含的分子數(shù)C．單位體積的物質(zhì)內(nèi)所含的分子數(shù)D．1mol任何物質(zhì)內(nèi)所含的分子數(shù)解析：選D根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)的定義可知D選項(xiàng)正確。2.如圖所示，兩個接觸面平滑的鉛柱壓緊后懸掛起來，下面的鉛柱不脫落，主要原因是()A．鉛分子做無規(guī)則熱運(yùn)動B．鉛柱受到大氣壓力作用C．鉛柱間存在萬有引力作用D．鉛柱間存在分子引力作用解析：選D擠壓后的鉛分子之間的距離可以達(dá)到分子之間存在相互作用力的距離范圍，故不脫落的主要原因是分子之間的引力大于斥力，合力表現(xiàn)為引力，故D正確，A、B、C錯誤。3．[多選]關(guān)于液體和固體，以下說法正確的是()A．液體分子間的相互作用比固體分子間的相互作用強(qiáng)B．液體分子同固體分子一樣，也是密集在一起的C．液體分子的熱運(yùn)動沒有長期固定的平衡位置D．液體的擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快解析：選BCD液體具有一定的體積，是液體分子密集在一起的緣故，但液體分子間的相互作用不像固體分子那樣強(qiáng)，B正確，A錯誤；液體具有流動性的原因是液體分子熱運(yùn)動的平衡位置不固定，液體分子可以在液體中移動，也正是因?yàn)橐后w分子在液體里移動比固體容易，所以其擴(kuò)散比固體的擴(kuò)散快，C、D正確。4．放在房間一端的香水，打開瓶塞后，位于房間另一端的人將()A．立即嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率很大，穿過房間所需時(shí)間極短B．過一會兒才能嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率不大，穿過房間需要一段時(shí)間C．過一會兒才能嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率雖然很大，但由于是無規(guī)則運(yùn)動，且與空氣分子不斷碰撞，要嗅到香味必須經(jīng)過一段時(shí)間D．過一會兒才能嗅到香味，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動速率不大，且必須有足夠多的香水分子，才能引起嗅覺解析：選C分子熱運(yùn)動是無規(guī)則的，分子熱運(yùn)動速率雖然很大(約幾百米每秒)，但無規(guī)則運(yùn)動過程中與其他分子不斷碰撞，使分子沿迂回曲折路線運(yùn)動，要嗅到香味必須經(jīng)過一段時(shí)間，C正確。5．[多選]關(guān)于布朗運(yùn)動的激烈程度，下列說法中正確的是()A．固體微粒越大，瞬間與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運(yùn)動越顯著B．固體微粒越小，瞬間與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越少，布朗運(yùn)動越顯著C．液體的溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運(yùn)動越顯著D．液體的溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越少，布朗運(yùn)動越顯著解析：選BC固體微粒越小，表面積越小，同一時(shí)刻撞擊固體微粒的液體分子數(shù)越少，沖力越不平衡，合力越大，布朗運(yùn)動越激烈，故A錯誤，B正確；液體的溫度越高，液體分子運(yùn)動越激烈，單位時(shí)間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運(yùn)動是由于液體分子的撞擊形成的，布朗運(yùn)動就越顯著，故C正確，D錯誤。6．已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積為22.4L，氫氣分子間距約為()A．10－9m B．10－C．10－11m D．10－解析：選A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol氫氣的體積為22.4L，則每個氫氣分子占據(jù)的體積ΔV＝eq\f(V,NA)＝eq\×10－3,×1023)m3≈×10－26m3。把氫氣分子視為立方體，則占據(jù)體積的邊長：L＝eq\r(3,ΔV)＝eq\r(3,×10－26)m≈×10－9m。故A正確。7．某物質(zhì)的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積中所含分子個數(shù)為()A.eq\f(NA,ρ) B.eq\f(NA,M)C.eq\f(MNA,ρ) D.eq\f(ρNA,M)解析：選D單位體積物質(zhì)的質(zhì)量m＝ρ，單位體積物質(zhì)的量為eq\f(m,M)，故單位體積的分子個數(shù)為eq\f(m,M)NA＝eq\f(ρ,M)NA，故A、B、C錯誤，D正確。8．[多選]當(dāng)鋼絲被拉伸時(shí)，下列說法正確的是()A．分子間只有引力作用B．分子間的引力和斥力都減小C．分子間引力比斥力減小得慢D．分子力為零時(shí)，引力和斥力同時(shí)為零解析：選BC鋼絲拉伸，分子間距離增大，分子間的引力、斥力都減小，但引力比斥力減小得慢，分子力表現(xiàn)為引力，所以B、C正確，A、D錯誤。9．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，它能較長時(shí)間懸浮在空氣中，其在空氣中的含量(濃度)越高，就代表空氣污染越嚴(yán)重，PM2.5也是形成霧霾天氣的主因。北京曾經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重霧霾，PM2.5指標(biāo)數(shù)高達(dá)300μg/m3。已知該顆粒物的平均摩爾質(zhì)量為40g/mol，試估算該地區(qū)1m3×1023mol－1解析：根據(jù)密度公式求出1m3m＝ρV物質(zhì)的量為n＝eq\f(m,M)＝eq\f(300×10－6,40)mol，總數(shù)目為N＝nNA＝eq\f(300×10－6,40)××1023個≈5×1018個。答案：5×1018個B級—選考提能10．[多選]關(guān)于分子力，下列說法中正確的是()A．碎玻璃不能拼合在一起，說明分子間有斥力的作用B．將兩塊鉛壓緊以后能連在一塊，說明分子間存在引力C．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D．固體很難被拉伸，也很難被壓縮，說明分子間既有引力又有斥力解析：選BD分子間作用力發(fā)生作用的距離很小，碎玻璃間的距離遠(yuǎn)大于分子力作用距離，因此碎玻璃不能拼合在一起，故A錯誤；將兩塊鉛壓緊以后能連在一塊，說明分子間存在引力，故B正確；水和酒精混合后的體積小于原來體積之和，說明分子間存在一定的空隙，故C錯誤；固體很難拉伸，也很難被壓縮，說明分子間既有引力又有斥力，故D正確。11．已知地球表面空氣的總質(zhì)量為m，空氣的平均摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，若把地球表面的空氣全部液化且均勻分布在地球表面，則地球的半徑將增加ΔR，為估算ΔR，除上述已知量之外，還需要下列哪一組物理量()A．地球半徑RB．液體密度ρC．地球半徑R，空氣分子的平均體積V0D．液體密度ρ，空氣分子的平均體積V0解析：選C若把空氣全部液化且均勻分布在地球表面時(shí)，形成一個更大的球體，液化后的空氣形成球殼的體積：V＝eq\f(4,3)π(R＋ΔR)3－eq\f(4,3)πR3，又：V＝eq\f(m,M)NAV0，聯(lián)立可求ΔR的值，故C正確。12.如圖所示，科學(xué)家在銅表面將48個鐵原子排成圓圈，形成半徑為7.13nm的“原子圍欄”×103kg/m3×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA×1023解析：一個鐵原子的體積V＝eq\f(M,ρNA)，又V＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,2)))3，所以鐵原子的直徑D＝eq\r(3,\f(6M,πρNA))，圍欄中相鄰鐵原子的平均間隙l＝eq\f(2πr,n)－D，代入數(shù)據(jù)解得l＝6×10－10m答案：6×10－10第2節(jié)實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測油酸分子的大小實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．用油膜法估測油酸分子的大小。2．初步學(xué)會用統(tǒng)計(jì)的方法求物理量。實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)把一滴用酒精稀釋過的油酸滴在水面上時(shí)，油酸就在水面上散開，其中的酒精溶于水中并很快揮發(fā)，在水面上形成一層純油酸的單分子層薄膜，如圖所示。如果把分子看成球形，單分子油膜的厚度就可以認(rèn)為等于油酸分子的直徑。實(shí)驗(yàn)中如果算出一定體積V的油酸在水面上形成的單分子油膜的面積S，即可算出油酸分子直徑的大小，即d＝eq\f(V,S)。實(shí)驗(yàn)器材清水、酒精、油酸、量筒、淺盤邊長約為30～40cm、滴管、玻璃板、彩筆、爽身粉、坐標(biāo)紙、容量瓶500mL。實(shí)驗(yàn)步驟1．用稀酒精溶液及清水清洗淺盤，充分洗去油污、粉塵，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。2．配制油酸酒精溶液：取油酸1mL，注入500mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500mL刻度線為止，搖動容量瓶，使油酸分子充分與酒精分子結(jié)合，這樣就得到了濃度為0.2%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(nèi)增加一定體積VN時(shí)的滴數(shù)N。4．向淺盤里倒入約2cm深的水，并將爽身粉均勻地撒在水面上。5．用注射器或滴管將油酸酒精溶液滴在水面上一滴。6．待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，并將油酸薄膜的形狀用彩筆畫在玻璃板上。7．將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，計(jì)算輪廓范圍內(nèi)正方形的個數(shù)，不足半個的舍去，多于半個的算一個，算出油膜的面積S。8．根據(jù)油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝eq\f(V,S)算出油酸薄膜的厚度d。9．重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟多測幾次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即為油酸分子的直徑。數(shù)據(jù)處理在實(shí)驗(yàn)中由d＝eq\f(V,S)計(jì)算分子的直徑，“V”是經(jīng)過換算后一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。各物理量的計(jì)算方法如下：1．一滴油酸酒精溶液的體積V′＝eq\f(VN,N)(N為滴數(shù)，VN為N滴油酸酒精溶液的體積)。2．一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V＝V′×η(η為油酸的濃度)。3．油酸薄膜層的面積S＝na2(n為小正方形有效個數(shù)，a為小正方形的邊長)。4．注意單位的統(tǒng)一。誤差分析項(xiàng)目產(chǎn)生原因減小方法偶然誤差測量油膜面積不準(zhǔn)確使用的坐標(biāo)紙的方格要小一些，待液面穩(wěn)定后再測量面積系統(tǒng)誤差油膜的厚度不是單分子排列使油酸酒精溶液的濃度小一些注意事項(xiàng)1．油酸酒精溶液配制好后，不要長時(shí)間放置，以免濃度改變，產(chǎn)生誤差。2．實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)練習(xí)好滴定方法，注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1cm之內(nèi)。3．待測油酸液面擴(kuò)散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓，擴(kuò)散后又收縮有兩個原因：第一，水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù)；第二，酒精揮發(fā)后液面收縮。4．當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦拭，再用清水沖洗，這樣做可保持盤的清潔。實(shí)驗(yàn)原理與操作eq\a\vs4\al([典例1])在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，以下給出的是可能的操作步驟，把你認(rèn)為正確的步驟前的字母按合理的順序填寫在橫線上________，并請補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟D中的計(jì)算式。A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長1cm的正方形為單位，計(jì)算出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)n。B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定。C．用淺盤裝入約2cm深的水，然后將爽身粉均勻地撒在水面上。D．用測量的物理量估算出油酸分子的直徑d＝______。E．用滴管將事先配好的體積濃度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，記下滴入的溶液體積V0與滴數(shù)N。F．將玻璃板放在淺盤上，用筆將薄膜的外圍形狀描畫在玻璃板上。[解析]根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知合理的順序?yàn)镋CBFAD。一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為eq\f(V0,N)×0.05%，S＝n×10－4m所以分子的直徑d＝eq\f(V0,NS)×0.05%＝eq\f(5V0,Nn)。[答案]ECBFADeq\f(5V0,Nn)[對點(diǎn)訓(xùn)練]1．為了減小“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)中的誤差，下列方法可行的是()A．用注射器向量筒里滴100滴油酸酒精溶液，并讀出量筒里這些溶液的體積V1，則每滴油酸酒精溶液的體積V2＝eq\f(V1,100)B．把淺盤水平放置，在淺盤里倒入一些水，使水面離盤口距離小一些C．先在淺盤水中撒些爽身粉，再用注射器把油酸酒精溶液多滴幾滴在水面上D．用牙簽把水面上的油膜盡量撥弄成矩形解析：選B測一滴油酸酒精溶液的體積時(shí)，如果保證滴數(shù)是準(zhǔn)確的，誤差主要是從量筒中讀出n＝100滴溶液的體積，如果不是整體積數(shù)，那么估讀的體積誤差就大了；因此應(yīng)數(shù)出量筒里每增加一個整體積數(shù)(量筒的最小分度)所滴入的滴數(shù)，故A項(xiàng)錯誤；使淺盤里的水面離盤口距離小一些，便于描油膜的輪廓，B正確；多滴幾滴能夠使測量形成油膜的油酸體積更精確些，但多滴幾滴以后會使油膜面積增大，可能使油膜這個不規(guī)則形狀的一部分與淺盤壁相接觸，這樣油膜就不是單分子油膜了，故C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)中的做法沒有必要，并且牙簽上沾有油酸，會使油酸面積測量誤差增大，故D項(xiàng)錯誤。數(shù)據(jù)處理與誤差分析eq\a\vs4\al([典例2])某小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)的方法及步驟如下：①向體積V油＝1mL的油酸中加酒精，直至總量達(dá)到V總＝500mL；②用注射器吸?、僦信渲坪玫挠退峋凭芤?，把它一滴一滴地滴入小量筒中，當(dāng)?shù)稳雗＝100滴時(shí)，測得其體積恰好是V0＝1mL；③往邊長為30～40cm的淺盤里倒入2cm深的水，將爽身粉均勻地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀；⑤將畫有油酸膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，如圖所示，數(shù)出輪廓范圍內(nèi)的小方格的個數(shù)，小方格的邊長l＝20mm。根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)該同學(xué)有遺漏的實(shí)驗(yàn)步驟是________，其正確做法是_________________________。(2)1滴油酸酒精溶液中純油酸的體積V′是________mL。(3)油酸分子的直徑d＝______m(保留一位有效數(shù)字)。(4)若爽身粉撒得過厚，則會使分子直徑的測量結(jié)果偏________(填“大”或“小”)。[解析](1)“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)步驟可簡記為：“配→撒→滴→描→數(shù)→算”。由實(shí)驗(yàn)步驟可知，有遺漏的實(shí)驗(yàn)步驟是④，應(yīng)待油酸膜形狀穩(wěn)定后，再將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀。(2)一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積V′＝eq\f(1,500)×eq\f(1,100)mL＝2×10－5mL。(3)油酸膜的面積S＝110×20×20×10－6m2＝440×10－4m2，則油酸分子的直徑d＝eq\f(V′,S)＝eq\f(2×10－5×10－6,440×10－4)m≈5×10－10m。(4)若爽身粉撒得過厚，油酸膜不能充分展開，則測量的油酸膜面積S偏小，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大。[答案](1)④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸膜形狀穩(wěn)定后，再將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描下油酸膜的形狀(2)2×10－5(3)5×10－10(4)大[關(guān)鍵點(diǎn)撥]油膜法估測油酸分子直徑的三個關(guān)鍵(1)獲得一滴油酸酒精溶液的體積，并由配制濃度求出其中所含純油酸的體積V。(2)用數(shù)格子法(不足半個的舍去，多于半個的算一個，即“四舍五入”法)求出油膜面積S。(3)由公式d＝eq\f(V,S)計(jì)算結(jié)果。其中V和S的單位均采用國際單位制中的單位，即體積V的單位是m3，面積S的單位是m2。[對點(diǎn)訓(xùn)練]2.某同學(xué)做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中所用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有純油酸0.6mL，用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1mL，若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示。(1)若每一小方格的邊長為20mm，則油酸薄膜的面積約為________m2；(2)一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為________m3；(3)由以上數(shù)據(jù)，估算出油酸分子的直徑d＝________m。解析：估測方法是將每個油酸分子視為球形模型；在水面上形成單分子油膜；油膜的厚度可視為油酸分子的直徑。(1)由題圖可知油膜大約占56個方格，所以油膜面積約為S＝56×20×20mm2＝22400mm2×10－2m(2)一滴油酸酒精溶液中含有的純油酸體積V＝eq\f(6,104)×eq\f(1,50)×10－5×10－11m3；(3)油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S)＝eq\×10－11,×10－2)m≈5×10－10m。答案：×10－2×10－11(3)5×10－10eq\a\vs4\al([課時(shí)跟蹤訓(xùn)練])1．在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列對實(shí)驗(yàn)過程的分析正確的是()A．測量一滴油酸酒精溶液體積用的是微小量放大法B．在水面上撒爽身粉是為了使油膜邊緣形成規(guī)則形狀C．在坐標(biāo)紙上計(jì)算油膜輪廓內(nèi)格子數(shù)采用的是比值法D．該實(shí)驗(yàn)采用的是借助物理模型間接測量的方法解析：選D測量一滴油酸酒精溶液體積用的是累積法，則A錯誤；在水面上撒爽身粉是為了使油膜邊緣形成清晰的界面，則B錯誤；在坐標(biāo)紙上計(jì)算油膜輪廓內(nèi)格子數(shù)采用的是累加法，則C錯誤；該實(shí)驗(yàn)采用的是借助物理模型間接測量的方法，則D正確。2.在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是()A．用油膜法可以精確測量油酸分子的大小B．油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應(yīng)油酸膜面積C．計(jì)算油酸膜面積時(shí)，應(yīng)舍去所有不足一格的方格D．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把爽身粉撒在水面上解析：選B用“油膜法估測油酸分子的大小”時(shí)是假設(shè)油酸分子是單層并且緊密相連的，并不完全符合實(shí)際，故不能精確測量油酸分子的大小，選項(xiàng)A錯誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，分子直徑等于純油酸的體積除以相應(yīng)的油酸膜面積，選項(xiàng)B正確；在計(jì)算面積時(shí)，超過半格的算一個，不足半格的才能舍去，選項(xiàng)C錯誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)要先撒爽身粉，再滴油酸酒精溶液，選項(xiàng)D錯誤。3．一艘油輪裝載著密度為9×102kg/mA．108m2C．1010m2解析：選D泄漏的原油的體積為V＝eq\f(m,ρ)＝10m3，而油分子直徑的數(shù)量級為10－10m，所以這些原油造成的污染總面積最大為S＝eq\f(V,d)＝1011m2，故D正確。4．(2019·全國卷Ⅲ)用油膜法估算分子大小的實(shí)驗(yàn)中，首先需將純油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是_______________________________________________。實(shí)驗(yàn)中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中純油酸的體積，可以______________。為得到油酸分子的直徑，還需測量的物理量是_______________________________。解析：用油膜法估測分子直徑時(shí)，需使油酸在水面上形成單分子層油膜，為使油酸盡可能地散開，將油酸用酒精稀釋。根據(jù)V＝Sd，要求得分子的直徑d，則需要測出油膜面積，以及一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積。這樣需要測出一滴油酸酒精溶液的體積，其方法可用累積法，即測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)。答案：使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數(shù)，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層油膜的面積5．在做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)操作中：(1)實(shí)驗(yàn)的簡要步驟如下：A．將畫有油膜輪廓的玻璃板放在方格紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)，再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積SB．將適量爽身粉均勻撒在水面上C．將一滴油酸酒精溶液滴在盛有水的淺盤中D．用針管(或滴管)往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，記下滴入的滴數(shù)n，算出一滴油酸酒精溶液的體積V0E．待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆(或鋼筆)畫出油酸薄膜的形狀上述實(shí)驗(yàn)步驟中，合理的順序是________________；(2)實(shí)驗(yàn)中采用油酸酒精溶液，而不直接用油酸，其目的是________________________________________________________________________；(3)實(shí)驗(yàn)中描出的油膜輪廓如圖所示，已知小方格的邊長為20mm，則油膜的面積為________m2(保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)“用油膜法估測油酸分子的大小”實(shí)驗(yàn)步驟為：將配制好的油酸酒精溶液通過量筒測出1mL此溶液含有的滴數(shù)，然后將1滴此溶液滴在撒有爽身粉的淺盤里的水面上，等待油膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)計(jì)出油酸薄膜的面積，則用1滴此溶液中純油酸的體積除以油酸膜的面積，恰好就是油酸分子的直徑。故答案為：DBCEA。(2)實(shí)驗(yàn)中采用油酸酒精溶液，當(dāng)油酸酒精溶液滴在水面上以后，使油酸盡可能散開，形成單分子油膜，這樣才能得出油酸分子直徑等于體積除面積。(3)由題圖可知，油膜約占60個方格，油膜的面積為S＝20mm×20mm××10－2m答案：×10－26．在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)操作步驟如下：①取一定量的無水酒精和油酸，制成一定濃度的油酸酒精溶液；②在量筒中滴入一滴該溶液，測出它的體積；③在蒸發(fā)皿內(nèi)盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散開穩(wěn)定；④在蒸發(fā)皿上覆蓋透明玻璃，描出油膜形狀，用透明方格紙測量油膜的面積。改正其中的錯誤：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！?0－3mL，其形成的油膜面積為80cm2，則估測出油酸分子的直徑為__________m。解析：(1)②由于一滴溶液的體積太小，直接測量時(shí)相對誤差太大，應(yīng)用微小量累積法減小測量誤差。③液面上不撒爽身粉時(shí)，滴入的油酸酒精溶液在酒精揮發(fā)后剩余的油膜不能形成一塊完整的油膜，油膜間的縫隙會造成測量誤差增大甚至實(shí)驗(yàn)失敗。(2)由油膜的體積等于一滴油酸酒精溶液內(nèi)純油酸的體積可得：d＝eq\f(V,S)＝eq\×10－3×10－6×0.10%,80×10－4)×10－10m。答案：(1)②在量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，測出溶液的滴數(shù)③在水面上先撒上爽身粉×10－107．在“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)老師已經(jīng)配置好了油酸酒精溶液，該老師向1mL油酸中加酒精，直至總量達(dá)到amL，將配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個盛有約2cm深水的淺盤，一支滴管，一個量筒。(1)用滴管向量筒內(nèi)加注b滴油酸酒精溶液，讀其體積為1mL，則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為________mL。(2)在水面撒上爽身粉，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(biāo)紙上，如圖所示。(已知坐標(biāo)紙上每個小方格面積為Scm2，求油膜面積時(shí)，半個以上方格面積記為Scm2，不足半個舍去)則油膜面積為________cm2。(3)估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d＝________cm。解析：(1)計(jì)算每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積，V＝eq\f(1,a)×eq\f(1,b)＝eq\f(1,ab)mL。(2)估算油膜面積的方法是所圍成的方格中，面積超過一半的按一個算，小于一半的舍去，方格數(shù)約為113，則油酸薄膜面積為S′＝113Scm2。(3)“用油膜法估測油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，一定體積的純油酸滴在水面上形成單分子油膜，油酸分子的直徑d＝eq\f(V,S′)＝eq\f(1,113Sab)cm。答案：(1)eq\f(1,ab)(2)113S(110S～116S均正確)(3)eq\f(1,113Sab)第3節(jié)分子運(yùn)動速率分布規(guī)律1．知道什么是“統(tǒng)計(jì)規(guī)律”。2.了解氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)，知道速率分布的規(guī)律。3.能用氣體分子動理論解釋氣體壓強(qiáng)的微觀意義，知道氣體的壓強(qiáng)、溫度、體積與所對應(yīng)的微觀物理量間的相互聯(lián)系。eq\a\vs4\al(一、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)及速率分布圖像)1．填一填(1)隨機(jī)性與統(tǒng)計(jì)規(guī)律①必然事件：在一定條件下必然出現(xiàn)的事件。②不可能事件：在一定條件下不可能出現(xiàn)的事件。③隨機(jī)事件：在一定條件下可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)的事件。④統(tǒng)計(jì)規(guī)律：大量隨機(jī)事件整體表現(xiàn)出來的規(guī)律。(2)氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)①自由性：氣體分子間距離比較大，分子間的作用力很弱，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，可以認(rèn)為分子不受力而做勻速直線運(yùn)動，因而氣體能充滿它能達(dá)到的整個空間。②隨機(jī)性：分子之間頻繁地發(fā)生碰撞，使每個分子的速度大小和方向頻繁地改變，分子的運(yùn)動雜亂無章。③規(guī)律性：單個分子的運(yùn)動是無規(guī)則的，具有不確定性，但大量分子在某一時(shí)刻，向任何一個方向運(yùn)動的分子數(shù)目幾乎相等，在宏觀上表現(xiàn)為均衡性。(3)分子運(yùn)動速率分布圖像①氣體分子速率分布圖像，如圖所示。②分布規(guī)律：氣體分子速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律。2．判一判(1)氣體分子的運(yùn)動是雜亂無章的，沒有一定的規(guī)律。(×)(2)氣體分子間除相互碰撞外，幾乎無相互作用。(√)(3)大量氣體分子的運(yùn)動符合統(tǒng)計(jì)規(guī)律。(√)3．選一選[多選]下列關(guān)于氣體分子運(yùn)動的說法正確的是()A．氣體分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空間自由移動B．氣體分子的頻繁碰撞致使它做雜亂無章的熱運(yùn)動C．氣體分子沿各個方向運(yùn)動的機(jī)會相等D．氣體分子的速率分布毫無規(guī)律解析：選ABC氣體分子的頻繁碰撞使其做雜亂無章的無規(guī)則運(yùn)動，除碰撞外，氣體分子可做勻速直線運(yùn)動，A、B對；大量氣體分子的運(yùn)動遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律，氣體分子向各方向運(yùn)動機(jī)會均等，氣體分子速率分布呈“中間多，兩頭少”的規(guī)律，C對，D錯。eq\a\vs4\al(二、氣體壓強(qiáng)的微觀解釋)1．填一填(1)單個分子與器壁碰撞產(chǎn)生的作用力。分子與器壁發(fā)生彈性正碰，由動量定理可得：FΔt＝－mv－mv＝－2mv，氣體分子受到的作用力F＝－eq\f(2mv,Δt)，由牛頓第三定律可知，器壁受到的作用力F′＝eq\f(2mv,Δt)。(2)大量氣體分子頻繁碰撞器壁，產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，而單位面積上的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。(3)微觀角度看壓強(qiáng)變化規(guī)律①某容器中氣體分子的平均速率越大，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子與器壁的碰撞對器壁的作用力就越大。②若容器中氣體分子的數(shù)密度大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就多，平均作用力也會較大。2．判一判(1)密閉氣體的壓強(qiáng)是由氣體受到重力而產(chǎn)生的。(×)(2)氣體的溫度越高，壓強(qiáng)就一定越大。(×)(3)大氣壓強(qiáng)是由于空氣受重力產(chǎn)生的。(√)3．想一想下大雨的時(shí)候人們打著的傘為什么會感到明顯的加重？提示：大量密集的雨滴對傘形成一個持續(xù)的壓力，從而使人感到打著的傘會明顯的加重。對氣體分子運(yùn)動規(guī)律的理解[學(xué)透用活]1．氣體的微觀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)氣體分子間的距離較大，大于10r0(10－9m(2)氣體分子間的分子力很微弱，通常認(rèn)為氣體分子除了相互碰撞或與器壁碰撞外，不受其他力的作用。2．氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn)(1)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1cm3氣體中的分子數(shù)比地球上的人口總數(shù)還要多上許多億倍。大量氣體分子做無規(guī)則熱運(yùn)動，因此，分子之間頻繁地碰撞、每個分子的速度大小和方向頻繁地改變。(2)正是“頻繁碰撞”，造成氣體分子不斷地改變運(yùn)動方向，使得每個氣體分子可自由運(yùn)動的行程極短(理論研究指出通常情況下氣體分子自由運(yùn)動行程的數(shù)量級僅為10－8m)(3)分子運(yùn)動的雜亂無章，使得分子在各個方向運(yùn)動的機(jī)會均等。(4)大量氣體分子的速率分布呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的規(guī)律，當(dāng)溫度升高時(shí)，“中間多”這一高峰向速率大的—方移動，分子的平均速率增大，分子的熱運(yùn)動更劇烈。eq\a\vs4\al([典例1])[多選]氧氣分子在0℃和100℃溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的是()A．圖中兩條曲線下面積相等B．圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C．圖中實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100℃D．與0℃時(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～[解析]根據(jù)氣體分子單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化曲線的意義可知，題圖中兩條曲線下面積相等，選項(xiàng)A正確；題圖中虛線占百分比較大的分子速率較小，所以對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形，選項(xiàng)B正確；題圖中實(shí)線占百分比較大的分子速率較大，分子平均動能較大，根據(jù)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，可知實(shí)線對應(yīng)于氧氣分子在100℃時(shí)的情形，選項(xiàng)C正確；由分子速率分布圖可知，與0℃時(shí)相比，100℃時(shí)氧氣分子速率出現(xiàn)在0～400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較小，選項(xiàng)D錯誤。[答案]ABC[易錯警示]理解分子動理論的兩個誤區(qū)(1)單個或少量分子的運(yùn)動是“個體行為”，具有不確定性。大量分子運(yùn)動是“集體行為”，具有規(guī)律性，即遵守統(tǒng)計(jì)規(guī)律。(2)物體的溫度升高了，是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動的平均速率增大了，不是每一個分子的速率都增大了，有少數(shù)分子的速率可能減小。[對點(diǎn)練清]1．下面說法正確的是()A．大量分子的無規(guī)則運(yùn)動遵循一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律B．當(dāng)物體溫度升高時(shí)，每個分子運(yùn)動都加快C．氣體的體積等于氣體分子體積的總和D．物體的溫度高是指各個分子的平均溫度都高解析：選A大量分子的無規(guī)則運(yùn)動遵循一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，A正確；當(dāng)物體溫度升高時(shí)，分子的平均動能增大，并不是每個分子運(yùn)動都加快，B錯誤；氣體分子間距很大，氣體的體積大于氣體分子體積的總和，C錯誤；溫度是對大量分子的平均效果，對少數(shù)分子沒有意義，D錯誤。2．以下關(guān)于熱運(yùn)動的說法正確的是()A．水流速度越大，水分子的熱運(yùn)動越劇烈B．水凝結(jié)成冰后，水分子的熱運(yùn)動停止C．水的溫度越高，水分子的熱運(yùn)動越劇烈D．水的溫度升高，每一個水分子的運(yùn)動速率都會增大解析：選C水流的速度是機(jī)械運(yùn)動的速度，不同于水分子無規(guī)則熱運(yùn)動的速度，A項(xiàng)錯誤；分子永不停息的做無規(guī)則運(yùn)動，B項(xiàng)錯誤；溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度越高，分子的熱運(yùn)動越劇烈，故C項(xiàng)正確；水的溫度升高，水分子的平均動能增大，即水分子的平均運(yùn)動速率增大，但不是每一個水分子的運(yùn)動速率都增大，D項(xiàng)錯誤。3．一定量的氧氣貯存在密封容器中，在T1和T2溫度下其分子速率分布的情況見下表。則T1________(選填“大于”“小于”或“等于”)T2。若約10%的氧氣從容器中泄漏，泄漏前后容器內(nèi)溫度均為T1，則在泄漏后的容器中，速率處于400～500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比________(選填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。速率區(qū)間/(m·s－1)各速率區(qū)間的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比/%溫度T1溫度T2100以下100～200200～300300～400400～500500～600600～700700～800800～900900以上解析：溫度高時(shí)，速率大的分子占總分子數(shù)的比例較大，故T1>T2。溫度一定，氣體分子速率分布情況不變，故泄漏前后速率處于400～500m/s區(qū)間的氧氣分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比保持不變。答案：大于等于氣體壓強(qiáng)的微觀解釋[學(xué)透用活]1．氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但是大量分子頻繁地碰撞器壁，就對器壁產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力。所以從分子動理論的觀點(diǎn)來看，氣體的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。2．決定氣體壓強(qiáng)大小的因素(1)微觀因素①氣體分子的數(shù)密度：氣體分子數(shù)密度(即單位體積內(nèi)氣體分子的數(shù)目)越大，在單位時(shí)間內(nèi)，與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)就越多，氣體壓強(qiáng)就越大。②氣體分子的平均動能：氣體的溫度高，氣體分子的平均動能就大，氣體分子與器壁碰撞時(shí)(可視為彈性碰撞)給器壁的沖力就大；從另一方面講，分子的平均速率大，在單位時(shí)間內(nèi)器壁受氣體分子撞擊的次數(shù)就多，累計(jì)沖力就大，氣體壓強(qiáng)就越大。(2)宏觀因素①與溫度有關(guān)：溫度越高，氣體的壓強(qiáng)越大。②與體積有關(guān)：體積越小，氣體的壓強(qiáng)越大。3．密閉氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)的區(qū)別與聯(lián)系密閉氣體壓強(qiáng)大氣壓強(qiáng)區(qū)別(1)因密閉容器中的氣體密度一般很小，由氣體自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)極小，可忽略不計(jì)，故氣體壓強(qiáng)由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生(2)大小由氣體分子的數(shù)密度和溫度決定，與地球的引力無關(guān)(3)氣體對上下左右器壁的壓強(qiáng)大小都是相等的(1)由于空氣受到重力作用緊緊包圍地球而對浸在它里面的物體產(chǎn)生的壓強(qiáng)。如果沒有地球引力作用，地球表面就沒有大氣，從而也不會有大氣壓強(qiáng)(2)地面大氣壓強(qiáng)的值與地球表面積的乘積，近似等于地球大氣層所受的重力值聯(lián)系兩種壓強(qiáng)最終都是通過氣體分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物體而實(shí)現(xiàn)的eq\a\vs4\al([典例2])如圖所示，兩個完全相同的圓柱形密閉容器，甲中恰好裝滿水，乙中充滿空氣，則下列說法中正確的是(容器容積恒定)()A．兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由于分子撞擊器壁而產(chǎn)生的B．兩容器中器壁的壓強(qiáng)都是由所裝物質(zhì)的重力而產(chǎn)生的C．甲容器中pA>pB，乙容器中pC＝pDD．當(dāng)溫度升高時(shí)，pA、pB變大，pC、pD也要變大[解析]甲容器中壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是液體受到重力的作用，而乙容器中壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因是分子撞擊器壁，A、B項(xiàng)錯誤；液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)p＝ρgh，由hA>hB，可知pA>pB，而密閉容器中氣體壓強(qiáng)各處均相等，與位置無關(guān)，則pC＝pD，C項(xiàng)正確；溫度升高時(shí)，pA、pB不變，而pC、pD增大，D項(xiàng)錯誤。[答案]C[規(guī)律方法]氣體壓強(qiáng)的分析技巧(1)明確氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因——大量做無規(guī)則運(yùn)動的分子對器壁頻繁、持續(xù)地碰撞。壓強(qiáng)就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力。(2)明確氣體壓強(qiáng)的決定因素——?dú)怏w分子的數(shù)密度與平均動能。(3)只有知道了這兩個因素的變化，才能確定壓強(qiáng)的變化，不能根據(jù)任何單個因素的變化確定壓強(qiáng)是否變化。[對點(diǎn)練清]1．密封在容器中的氣體的壓強(qiáng)()A．是由氣體受到的重力所產(chǎn)生的B．是由氣體分子間的相互作用力所產(chǎn)生的C．是大量氣體分子頻繁地碰撞器壁所產(chǎn)生的D．當(dāng)容器自由下落時(shí)氣體的壓強(qiáng)將減小為零解析：選C密封容器內(nèi)的氣體由于自身重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)很小，可以忽略不計(jì)，其壓強(qiáng)是由氣體分子碰撞器壁產(chǎn)生的，大小由氣體的溫度和體積所決定，也就是由分子的平均動能和分子的數(shù)密度所決定。失重時(shí)，氣體分子仍然有動能，對密閉容器的器壁仍然有壓強(qiáng)的作用。由于氣體分子間距離比較大，分子間作用力可以忽略，故C正確。2．教室內(nèi)的氣溫會受到室外氣溫的影響，如果教室內(nèi)上午10時(shí)的溫度為15℃，下午2時(shí)的溫度為25A．空氣分子的數(shù)密度增大B．空氣分子的平均動能增大C．空氣分子的速率都增大D．空氣質(zhì)量增大解析：選B溫度升高，氣體分子的平均動能增大，平均每個分子對器壁的沖力將變大，但大氣壓強(qiáng)并未改變，可見教室內(nèi)的分子數(shù)一定減小，即教室內(nèi)空氣分子的數(shù)密度減小，空氣質(zhì)量減小，A、D錯誤，B正確；溫度升高，并不是所有空氣分子的速率都增大，C錯誤。3．對于一定質(zhì)量的氣體，下列論述中正確的是()A．如果體積減小，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多B．如果壓強(qiáng)增大且溫度不變，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多C．如果溫度升高，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多D．如果分子數(shù)密度增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)一定增多解析：選B氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積器壁的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的，選項(xiàng)A和選項(xiàng)D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何變化不知道；選項(xiàng)C由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積的分子數(shù)如何變化未知，所以選項(xiàng)A、C、D都不正確。氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個因素有關(guān)：一個是氣體分子的平均動能，宏觀表現(xiàn)為溫度；另一個是分子的數(shù)密度。溫度不變的情況下，分子越密集，對單位面積器壁的碰撞次數(shù)越多，壓強(qiáng)越大，所以選項(xiàng)B正確。一、拋擲硬幣實(shí)驗(yàn)(科學(xué)探究)[選自魯科版新教材“物理聊吧”]按照相同的方法拋擲硬幣，如果拋擲的次數(shù)不斷增加，硬幣出現(xiàn)正、反面朝上次數(shù)的比例會有什么變化？歷史上不少統(tǒng)計(jì)學(xué)家做過成千上萬次拋擲硬幣的實(shí)驗(yàn)，部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄見下表。拋擲硬幣實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)者拋擲次數(shù)m出現(xiàn)正面次數(shù)n棣莫佛20481061布豐40402048皮爾遜120006019皮爾遜2400012012提示：隨著拋擲次數(shù)不斷增加，硬幣出現(xiàn)正、反面朝上次數(shù)的比例越來越接近1∶1，即拋擲硬幣時(shí)出現(xiàn)正、反面朝上的機(jī)會是相等的。二、典題好題發(fā)掘，練典題做一當(dāng)十[選自魯科版新教材課后練習(xí)][多選]下列有關(guān)氣體分子運(yùn)動的說法正確的是()A．某時(shí)刻某一氣體分子向左運(yùn)動，則下一時(shí)刻它一定向右運(yùn)動B．在一個正方體容器里，任一時(shí)刻與容器各側(cè)面碰撞的氣體分子數(shù)目基本相同C．當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的氣體分子數(shù)目增多，氣體分子的平均動能增大D．氣體分子速率呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律[解析]因頻繁碰撞，分子運(yùn)動雜亂無章，無法判斷下一時(shí)刻的運(yùn)動方向，A錯誤；在一個正方體容器里，任一時(shí)刻與各側(cè)面碰撞的氣體分子數(shù)目基本相同，B正確；當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的氣體分子數(shù)目增多，氣體分子的平均動能增大，C正確；氣體分子速率呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律，D正確。[答案]BCDeq\a\vs4\al([課時(shí)跟蹤訓(xùn)練])A級—雙基達(dá)標(biāo)1．夏天開空調(diào)，冷氣從空調(diào)中吹進(jìn)室內(nèi)，則室內(nèi)氣體分子的()A．熱運(yùn)動劇烈程度加劇B．平均動能變大C．每個分子速率都會相應(yīng)地減小D．速率小的分子數(shù)所占的比例升高解析：選D冷氣從空調(diào)中吹進(jìn)室內(nèi)，室內(nèi)溫度降低，分子熱運(yùn)動劇烈程度減小，分子平均動能減小，即速率小的分子數(shù)所占的比例升高，但不是每個分子的速率都減小，D正確。2．在一定溫度下，某種理想氣體的分子速率分布應(yīng)該是()A．每個分子速率都相等B．每個分子速率一般不相等，速率分布遵循“兩頭多，中間少”的規(guī)律C．每個分子速率一般不相等，但在不同速率范圍內(nèi)，分子數(shù)的分布是均勻的D．每個分子速率一般不相等，速率很大和速率很小的分子所占的比例都比較少解析：選D從氣體分子速率分布圖像可以看出，每個氣體分子的運(yùn)動速率一般不相等，大量氣體分子速率按“中間多，兩頭少”的規(guī)律分布，所以A、B、C錯誤，D正確。3．[多選]關(guān)于氣體分子的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是()A．某一時(shí)刻具有任一速率的分子數(shù)目是相等的B．某一時(shí)刻一個分子速度的大小和方向是偶然的C．某一時(shí)刻向任意一個方向運(yùn)動的分子數(shù)目相等D．某一溫度下大多數(shù)氣體分子的速率不會發(fā)生變化解析：選BC某一時(shí)刻具有某一速率的分子數(shù)目并不是相等的，呈“中間多，兩頭少”的統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，選項(xiàng)A錯誤；由于分子之間頻繁地碰撞，分子隨時(shí)都會改變自己運(yùn)動速度的大小和方向，因此在某一時(shí)刻一個分子速度的大小和方向完全是偶然的，選項(xiàng)B正確；雖然每個分子的速度瞬息萬變，但是大量分子的整體存在著統(tǒng)計(jì)規(guī)律，由于分子數(shù)目巨大，某一時(shí)刻向任意一個方向運(yùn)動的分子數(shù)目只有很小的差別，可以認(rèn)為是相等的，選項(xiàng)C正確；某一溫度下，每個分子的速率仍然是瞬息萬變的，只是分子運(yùn)動的平均速率不變，選項(xiàng)D錯誤。4.某種氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布曲線如圖所示，圖中f(v)表示v處單位速率區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)百分比，若曲線所對應(yīng)的溫度分別為TⅠ、TⅡ、TⅢ，則TⅠ、TⅡ、TⅢ的大小關(guān)系為()A．TⅠ＞TⅡ＞TⅢ B．TⅢ＞TⅡ＞TⅠC．TⅡ＞TⅠ，TⅡ＞TⅢ D．TⅠ＝TⅡ＝TⅢ解析：選B氣體溫度越高，分子熱運(yùn)動越劇烈，分子熱運(yùn)動的平均速率越大，且分子速率分布呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的特點(diǎn)。溫度高時(shí)速率大的分子所占據(jù)的比例越大，題圖中圖線越寬、越平緩，顯然從題圖中可看出TⅢ＞TⅡ＞TⅠ，B正確。5．下列各組物理量哪些能決定氣體的壓強(qiáng)()A．分子的平均動能和分子種類B．分子的數(shù)密度和分子的平均動能C．分子總數(shù)和分子的平均動能D．分子的數(shù)密度和分子種類解析：選B氣體的壓強(qiáng)是由大量分子碰撞器壁而引起的，氣體分子的數(shù)密度越大(即單位體積內(nèi)分子數(shù)越多)，在單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁的分子就越多，則氣體的壓強(qiáng)越大。另外氣體分子的平均動能越大，分子撞擊器壁時(shí)對器壁產(chǎn)生的作用力越大，氣體的壓強(qiáng)就越大。故決定氣體壓強(qiáng)的因素是分子的數(shù)密度和分子的平均動能，故B項(xiàng)正確。6．[多選]一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，溫度降低，壓強(qiáng)減小的原因是()A．溫度降低后，氣體分子的平均速率變小B．溫度降低后，氣體分子的平均動能變小C．溫度降低后，分子撞擊器壁的平均作用力減小D．溫度降低后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)變少，撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)減少了解析：選ABC體積不變，分子數(shù)密度不變，溫度降低，分子平均速率變小，單位時(shí)間內(nèi)單位器壁面積上所受的分子平均撞擊次數(shù)減少，撞擊力減小，氣體壓強(qiáng)減小，因此，A、B、C正確，D錯誤。7．如圖是氧氣分子在不同溫度(0℃和100A．同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)出“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律B．隨著溫度的升高，每一個氧氣分子的速率都增大C．隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例高D．隨著溫度的升高，氧氣分子的平均速率變小解析：選A同一溫度下，中等速率的氧氣分子數(shù)所占的比例大，出現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，故A正確；溫度升高使得氧氣分子的平均速率增大，不一定每個分子的速率都增大，故B、D錯誤；溫度升高使得速率小的氧氣分子所占的比例變小，故C錯誤。8．一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，溫度升高，體積增大，從分子動理論的觀點(diǎn)來分析，正確的是()A．此過程中分子的平均速率不變，所以壓強(qiáng)保持不變B．此過程中每個氣體分子碰撞器壁的平均沖擊力不變，所以壓強(qiáng)保持不變C．此過程中單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對單位面積器壁的碰撞次數(shù)不變，所以壓強(qiáng)保持不變D．以上說法都不對解析：選D壓強(qiáng)與單位時(shí)間內(nèi)碰撞到器壁單位面積的分子數(shù)和每個分子的沖擊力有關(guān)，溫度升高，分子與器壁的撞擊力增大，單位時(shí)間內(nèi)碰撞的分子數(shù)要減小，壓強(qiáng)才可能保持不變，故選D。9．下列說法中正確的是()A．氣體對容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對容器的碰撞引起的，它跟氣體分子的數(shù)密度以及氣體分子的平均動能有關(guān)B．氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)，僅與單位體積內(nèi)的分子數(shù)有關(guān)C．氣體對容器的壓強(qiáng)是氣體分子之間的斥力作用產(chǎn)生的D．當(dāng)氣體分子熱運(yùn)動變得劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大解析：選A氣體對容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對容器的碰撞引起的，在微觀上它與氣體分子的數(shù)密度以及氣體分子的平均動能有關(guān)，在宏觀上與氣體的體積及溫度有關(guān)，氣體分子間距離較大，一般認(rèn)為分子之間不受斥力作用，選項(xiàng)A正確，C錯誤；氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的次數(shù)與溫度有關(guān)，并同時(shí)決定氣體的壓強(qiáng)，因此氣體分子單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁的碰撞次數(shù)與單位體積內(nèi)分子數(shù)和氣體的溫度都有關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；當(dāng)氣體分子熱運(yùn)動變得劇烈時(shí)，氣體的溫度升高，但不知道體積的變化，故壓強(qiáng)不一定變大，選項(xiàng)D錯誤。10．對一定質(zhì)量的理想氣體，下列論述中正確的是()A．當(dāng)分子熱運(yùn)動變得劇烈時(shí)，壓強(qiáng)必變大B．當(dāng)分子熱運(yùn)動變得劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變C．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變大D．當(dāng)分子間的平均距離變大時(shí)，壓強(qiáng)必變小解析：選B“分子熱運(yùn)動變得劇烈”說明溫度升高，但不知體積變化情況，所以壓強(qiáng)變化情況不確定，A錯誤，B正確；“分子間的平均距離變大”說明體積變大，但溫度的變化情況未知，故不能確定壓強(qiáng)的變化情況，C、D錯誤。11．[多選]分子都在做無規(guī)則的運(yùn)動，但大量分子的速率分布卻有一定的規(guī)律性，如圖所示。下列說法正確的是()A．在一定溫度下，大多數(shù)分子的速率都接近某個數(shù)值，其余少數(shù)分子的速率都小于該數(shù)值B．高溫狀態(tài)下每個分子的速率大于低溫狀態(tài)下所有分子的速率C．高溫狀態(tài)下分子速率大小的分布范圍相對較大D．高溫狀態(tài)下大多數(shù)分子對應(yīng)的速率大于低溫狀態(tài)下大多數(shù)分子對應(yīng)的速率解析：選CD溫度升高，所有分子的平均速率增大，分子速率大小的分布范圍相對較大，高溫狀態(tài)下大多數(shù)分子對應(yīng)的速率大于低溫狀態(tài)下大多