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第 1 课时物体是由大量分子组成的分子热运动第 1 课时物体是由大量分子组成的分子热运动课程标准1知道一般分子直径和质量的数量级。2知道阿伏加德罗常数的含义，记住这个常数的数值和单位。3了解扩散现象是由于分子的热运动产生的。4知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。5知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素。素养目标1培养学生在物理学中的估算能力，会通过阿伏加德罗常数估算固体和液体分子的质量、分子的体积(或直径)、分子数等微观量。2渗透物理学方法的教育。建立分子的球体模型，是为了简化计算，突出主要因素。3通过实验演示、分析推理讨论扩散现象和布朗运动。知识点 1物体是由大量分子组成的1分子(1)概念构成物质的微粒：_原子_(如金属)、离子(如盐类)、_分子_(如有机物)等统称为分子。(2)大小组成物质的分子很小，不同物质分子直径大小不同，如果把分子看成球形，一般分子直径的数量级为_1010_m。2物体是由大量分子组成的1 mol 的任何物质都含有相同的_粒子数_，这个数量用阿伏加德罗常数NA表示，通常取NA_6.021023_mol1_。判一判(1)本书中所说的“分子”，包含了分子、原子、离子等多种含义。()(2)若已知阿伏加德罗常数和铜的摩尔体积和密度，就可以估算出铜分子质量。()知识点 2分子热运动1扩散(1)扩散：不同的物质能够彼此_进入对方_的现象。(2)产生原因：由物质分子的_无规则运动_产生的。(3)发生环境：物质处于_固态_、_液态_和_气态_时，都能发生扩散现象。(4)意义：证明了物质分子永不停息地做_无规则运动_。(5)规律：_温度_越高，扩散现象越明显。2布朗运动(1)概念：把_悬浮微粒_的这种_无规则_运动叫作布朗运动。(2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的_不平衡_造成的。(3)布朗运动的特点：永不停息、_无规则_。(4)影响因素：微粒_越小_，布朗运动越明显，温度_越高_，布朗运动越激烈。(5)意义：布朗运动间接地反映了_液体(气体)分子_运动的无规则性。3热运动(1)定义：分子永不停息的_无规则_运动。(2)宏观表现：_扩散_现象和布朗运动。(3)特点永不停息；运动_无规则_；温度越高，分子的热运动_越激烈_。判一判(3)冷红墨水和热红墨水都能发生扩散，说明扩散快慢与温度无关。()(4)微粒越小，温度越高，布朗运动越激烈。()(5)布朗运动和扩散现象都是分子的热运动。()选一选下列四种现象中属于扩散现象的是(B)海绵状塑料可以吸水揉面团时，加入小苏打，小苏打可以揉进面团内放一匙食糖于一杯开水中，水会变甜把盛开的腊梅放入室内，会满室生香ABCD解析：海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙，不是扩散；小苏打揉进面团，是机械外力作用的结果；食糖溶于开水中，腊梅香气释放是扩散现象。故 B 正确。想一想在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到的悬浮在空气中的微粒的运动是布朗运动吗？答案：见解析解析：不是。做布朗运动的微粒是肉眼无法直接看到的，从宏观角度看微粒非常小，必须借助光学显微镜才能观察到；从微观角度看微粒非常大，它是由大量分子组成的。空气中的微粒受重力和气流的共同作用，并且空气的作用力随时变化，微粒在这两个力的共同作用下，运动复杂无规则，既不是布朗运动，也不是分子热运动。探究阿伏加德罗常数要|点|提|炼1.分子的简化模型：实际分子的结构是很复杂的，且形状各异。但如果我们只关心分子的大小，而不涉及分子内部的结构和运动时，既可以把分子看成球形，也可以看成立方体。具体分析如下：(1)固体和液体分子模型：对于固体和液体，可认为分子紧密排列，分子间没有空隙，则VANAV0(V0为一个分子的体积，VA为摩尔体积)。球形分子模型：如图(a)所示，则直径d36V036VANA。立方体分子模型：认为每个分子占据一个相同的立方体空间，该立方体的边长即为分子间的平均距离，边长d3V0，如图(b)所示。(2)气体分子模型：对于气体来说，由于气体分子间的距离远大于气体分子的直径，故通过立方体分子模型(不采用球形分子模型)，可以估算得到每个气体分子平均占有的空间，而无法得到每个气体分子的实际体积。设每个气体分子占据的空间可看成一个边长为d、体积为V的正方体。气体分子间距离ld3V3VANA，如图(c)所示。(图中黑点代表气体分子所在的位置)2阿伏加德罗常数的应用(1)微观量：分子质量m0，分子体积V0，分子直径d。(2)宏观量：物质的质量M、体积V、密度、摩尔质量MA、摩尔体积VA。(3)微观量与宏观量的关系分子质量：m0MANAVANA。分子体积：V0VANAMANA(适用于固体和液体)。物质所含的分子数NnNAMMANAVVANA。阿伏加德罗常数NAVAm0MAV0(只适用于固体、液体)。气体分子间的平均距离：d3V03VANA(V0为气体分子所占据空间的体积)。固体、液体分子直径：d36V036VANA(V0为分子体积)。典|例|剖|析典例 1(多选)(2023河北石家庄二中月考)钻石是高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为(单位为 kg/m3)，摩尔质量为M(单位为 g/mol)，阿伏加德罗常数为 NA。已知 1 克拉等于 0.2 g，则下列选项正确的是(ABC)Aa克拉钻石物质的量为0.2a gMBa克拉钻石所含有的分子数为0.2a g NAMC钻石分子直径为36M 103NA(单位为 m)Da克拉钻石的体积为a g解析：a克拉钻石的质量为 0.2a g，物质的量为0.2a gM，所含分子数为0.2a gMNA，故A、B 正确；钻石分子的体积为M 103NA(单位为 m3)，将固体分子看作球体，其体积V43R343(d2)316d3，联立解得分子直径d36M 103NA(单位为 m)，故 C 正确；a克拉钻石的体积为0.2a g 103(单位为 m3)，选项 D 错误。对点训练(多选)(2023山东日照高二下期中)某种气体在标准状态下摩尔体积为V，密度为，摩尔质量为M，每个分子的质量和体积分别为m和V0，阿伏加德罗常数为NA，则该状态下气体的体积为Vx时，分子个数为(AC)A.Vxm BVxV0CVxMNADMVx解析：Vx为气体的质量，再除以每一个分子的质量m，即可得到分子的个数NVxm，故A 正确；气体分子间有较大的间距，故NVxV0，故 B 错误；物质的量nVxM，则气体分子的个数NnNAVxMNA，故 C 正确，D 错误。探究分子热运动要|点|提|炼1.对扩散的理解(1)影响扩散现象明显程度的因素物态.气态物质的扩散最快、现象最显著。.固态物质的扩散最慢，短时间内现象非常不明显。.液态物质扩散现象的明显程度介于气态与固态之间。温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关，温度越高，扩散现象越显著。浓度差：两种物质的浓度差越大，扩散现象越显著。(2)分子运动的两个特点永不停息：不分季节，也不分白天和黑夜，分子每时每刻都在运动。无规则：单个分子的运动无规则，但大量分子的运动又具有规律性，总体上分子由浓度大的地方向浓度小的地方运动。2布朗运动(1)无规则性悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原因。由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的。(2)影响因素微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大。因此，微粒越小，布朗运动越明显。温度越高，布朗运动越激烈：温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈。(3)实质布朗运动不是分子的运动，而是悬浮微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体或气体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的激烈程度与温度有关。典|例|剖|析典例 2(2023北京西城区期末)如图甲所示是观察布朗运动的实验装置的示意图。用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况(如图乙)。选三个小炭粒，每隔 30 s 记录一次它们的位置，然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来，得到它们的位置连线图如图丙所示。下列说法正确的是(D)A该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动B该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动C这样得到的位置连线图就是小炭粒实际的运动轨迹D小炭粒越小，液体的温度越高，观察到的布朗运动就越明显解析：用显微镜观察到的是小炭粒的运动，不是液体分子或小炭粒分子的无规则运动，选项 A、B 错误；位置连线不是小炭粒的运动轨迹，而是每经过 30 s 小炭粒所处位置的连线，选项 C 错误；小炭粒越小，运动状态越容易改变，液体的温度越高，水分子运动越剧烈，布朗运动越明显，选项 D 正确。典例 3(2022湖南长沙市长郡中学期中)如下图所示，把一块铅板和一块金板的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是(C)A属扩散现象，原因是金分子和铅分子的大小不同B属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引C属扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动D属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中解析：由于分子不停地做无规则运动，金和铅互相进入对方，这是扩散现象，而布朗运动是指悬浮在液体或气体中的小颗粒的运动，此现象不是布朗运动，故选项 C 正确。对点训练(多选)如图所示，一个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。当抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法正确的是(AD)A过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色B二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不会出现淡红棕色C 上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色D由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致解析：逐项分析如下：选项诊断结论A气体分子做无规则运动，过一段时间上下均匀分布，故呈淡红棕色B分子运动与密度无关C分子的热运动不是在重力的作用下进行的D分子的热运动使上下气体分布均匀有关分子微观量的估算阿伏加德罗常数NA是一个重要常数，是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁，常用于微观量的计算。估算法是解答物理问题的一种常用方法，不要求精确求解，但要求合理的近似。其特点是：(1)建立必要的理想模型(如把分子看成球体或立方体)；(2)寻找估算依据，建立估算式；(3)对数值进行合理近似(如 3，210 重力加速度g取 10 m/s2等)。案例一个房间的地面面积是 15 m2，高 3 m。已知空气的平均摩尔质量是M02.9102 kg/mol。通常用空气湿度(有相对湿度、绝对湿度)表示空气中含有的水蒸气的情况，若房间内所有水蒸气凝结成水后的体积为V水103 cm3，已知水的密度为1.0103 kg/m3，水的摩尔质量M1.8102 kg/mol。(结果保留两位有效数字)(1)求房间内空气的质量。(标准状况下求解)(2)求房间中有多少个水分子？(3)估算一个水分子的直径是多大？(水分子可视为球体模型)解析：(1)在标准状况下，每摩尔空气占有的体积V022.4 L，房间内空气的体积V15 m23 m45 m3，房间内空气的物质的量n1VV02103 mol，则房间内空气的质量为mn1M058 kg。(2)水的摩尔体积V0M1.8105 m3/mol，则房间中的水分子数NV水NAV03.31025个。(3)设水分子直径为d，建立水分子的球体模型，有16d3V0NA，则d36V0NA3.91010 m。答案：(1)58 kg(2)3.31025个(3)3.91010 m一、物体是由大量分子组成的1(2023山东枣庄三中高二下检测)仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是(D)A水的密度和水的摩尔质量B水分子的体积和水分子的质量C水的摩尔质量和水分子的体积D水的摩尔质量和水分子的质量解析：知道水的密度和水的摩尔质量，可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故 A 错误；知道水分子的体积和水分子的质量，不知道水的摩尔体积或摩尔质量，不能求出阿伏加德罗常数，故 B 错误；知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道密度，不能求出阿伏加德罗常数，故 C 错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求出阿伏加德罗常数，故 D 正确。2(2023北京市一零一中学高二下学期期中)阿伏加德罗常数是NA(mol1)，铜的摩尔质量是(kg/mol)，铜的密度是(kg/m3)，则下列说法不正确的是(D)A1 m3铜中所含的原子数为NAB一个铜原子的质量是NAC一个铜原子所占的体积是NAD1 kg 铜所含有的原子数目是NA解析：1 m3铜中所含的原子数为nmNAVNANA，A 正确；一个铜原子的质量是m0NA，B 正确；一个铜原子所占的体积是V0VNANA，C 正确；1 kg 铜所含有的原子数目是N1NA，D 错误。二、分子热运动3(2023安徽皖北名校高二下联考)关于热运动，下列说法正确的是(D)A水流速度越大，水分子的热运动越剧烈B气体的压强越大，其分子的热运动越剧烈CPM2.5在空气中的运动属于分子热运动D热运动是指大量分子永不停息地做无规则运动解析：温度是分子热运动剧烈程度的标志，分子热运动的剧烈程度与速度、压强无关，故A、B 错误；空气中 PM2.5的运动是固体小颗粒的运动，不属于分子热运动，故 C 错误；根据热运动的定义可知 D 正确。4(2023湖北省部分重点高中高二下学期期中)下列说法中不正确的是(B)A扩散现象是由物质分子无规则运动产生的B布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动C热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度可能不相同D扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈解析：扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故 A 正确；布朗运动是指固体悬浮颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故 B 错误；热运动是大量分子的无规则运动，同种物质的分子的剧烈程度可能不同，故 C 正确；扩散现象、布朗运动和分子热运动都随温度的升高而变得剧烈，故 D 正确。第 2 课时分子间的作用力第 2 课时分子间的作用力课程标准1知道分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，表现出的分子力是引力和斥力的合力。2知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律，知道分子间距离是r0时分子力为零，知道r0的数量级。素养目标1通过分子之间存在间隙和分子之间有引力和斥力的一些演示实验和事实，推理论证出分子之间存在着引力和斥力。2分子间的引力和斥力都随分子间距离的变化而变化，而分子力是引力和斥力的合力，能正确理解分子间作用力与距离关系的曲线的物理意义。知识点 1分子间有空隙1气体分子间有空隙：气体很容易被_压缩_，说明气体分子之间存在着很大的空隙。2液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积会_减小_，说明液体分子之间存在着空隙。3固体分子间有空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能_扩散_到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙。知识点 2分子间的作用力1分子间同时存在着相互作用的_引力_和_斥力_。分子间实际表现出的作用力是引力和斥力的_合力_。2分子间作用力与分子间距离变化的关系，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_。但斥力比引力变化得快。3分子间作用力与分子间距离的关系(1)当rr0时，F引_F斥，此时分子所受合力为_零_。(2)当rr0时，F引_F斥，作用力的合力表现为_斥力_。(3)当rr0时，F引_F斥，作用力的合力表现为_引力_。(4)当r10r0(即大于 109 m)时，分子间的作用力变得很微弱，可忽略不计。判一判(1)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。()(2)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现。()(3)“破镜难圆”是因为玻璃分子间的斥力比引力大。()(4)如果分子间作用力表现为引力，则两分子间距离增大时，一定是克服分子力做功。()选一选当两个分子间的距离等于r0时，分子处于平衡状态。若两个分子间对外表现的分子力如图所示，则两分子间的距离r应是(D)Arr0 Brr0Crr0 Drr0解析：由图知，两分子之间的作用力表现为斥力，因为两分子间的斥力和引力都随距离增大而减小且斥力变化的更快，故此两分子间的距离r应该小于平衡距离r0。故 D 正确。想一想俗话说“破镜难圆”，然而在光学镜头制作中有一种工艺，是将两个镜面研磨得非常光滑后把它们贴放在一起，不用任何黏合剂它们就会紧紧地粘在一起。而通常焊接钢梁，是用电焊机将钢梁的断面熔化从而将钢梁连接起来。请根据分子力的特性来解释这些现象。答案：见解析解析：因为分子之间存在作用力，当分子间距离满足一定范围，分子间引力大于斥力时，会相互吸引，从而结合在一起，这就是镜面能够粘在一起以及钢梁连接在一起的原理。知识点 3分子动理论的内容(1)物体是由_大量分子_组成的。(2)分子在做_永不停息_地_无规则运动_。(3)分子之间存在着_引力_和_斥力_。探究分子间的作用力要|点|提|炼1.分子力：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。2分子力与分子间距离变化的关系(1)平衡位置：分子间距离rr0时，引力与斥力大小相等，分子力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为 1010 m)的位置。(2)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型。分子力F随分子间距离r的变化关系图像分子间距离分子力分子力模型rr0零rr0表现为引力，且分子力随分子间距的增大，先增大后减小(1)分子间的引力F引和斥力F斥都随分子间距离r的增大(或减小)而减小(或增大)，但斥力减少(或增大)得更快，它们都是单调减函数，而分子力(合力)并不是单调变化的。(2)当分子间距离r10r0时，分子力变得很微弱，可认为F0。(3)分子力是由原子内部带电微粒的相互作用引起的。典|例|剖|析典例 1(多选)两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，它们之间的距离逐渐增大，直到大于 10r0，这一过程中关于分子间的相互作用力，下列说法正确的是(AD)A分子间的引力和斥力都在减小B分子间的斥力在减小，引力在增大C分子间相互作用的合力在逐渐减小D分子间相互作用的合力先减小，后增大，再减小到零解析：分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距离增大时，二力都在减小。当分子间距离rr0时，分子间作用力表现为引力；当rr0时，二力的合力为零；当r10r0时，分子间的作用力可视为零。所以分子间作用力的变化是先减小，后增大，再减小到零。故 A、D 正确，B、C 错误。对点训练(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间作用力与分子间距离关系图像如图。现把乙分子从r3处由静止释放，则(AC)A乙分子从r3到r1一直加速B乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力C乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小D乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大解析：乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子一直做加速运动，A、C 正确；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D 错误。探究分子力的宏观表现及分子动理论要|点|提|炼1.分子力的宏观表现(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力，以抗拒外力对它的拉伸。(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力，以抗拒外界对它的压缩。(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力。固体有一定形状，液体有一定的体积，而固、液分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同时存在着斥力。2分子动理论(1)分子动理论内容物体是由大量分子组成的。分子在永不停息地做无规则运动。分子之间存在着引力和斥力。(2)热学宏观与微观的两个方面一是关于热现象的宏观理论，另一个方面是关于热现象的微观理论。典|例|剖|析典例 2(多选)对下列现象的解释正确的是(ABC)A两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力B一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很微弱C电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用D破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果解析：高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所以 A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的 10 倍以上，此种情况下分子力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以 B 项正确；玻璃断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，亦可重新接合。所以 D 项错误。对点训练 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：两铅块能被压合在一起、钢绳不易被拉断说明分子之间存在引力；而水不容易被压缩是因为水分子间距小，轻微压缩都会使分子力表现为斥力，因此选项 A、B、C 都能说明分子间存在分子力，空气容易被压缩是因为分子间距大，而不能说明分子间存在分子力，因此选 D。分子力与物质三态不同的宏观特征分子间的距离不同，分子间的作用力表现也就不一样。1固体分子间的距离小，分子之间的作用力表现明显，其分子只能在平衡位置附近做范围很小的无规则振动。因此，固体不但具有一定的体积，还具有一定的形状。2液体分子间的距离也很小，液体分子可以在平衡位置附近做范围较大的无规则振动，而且液体分子的平衡位置不是固定的，因而液体虽然具有一定的体积，却没有固定的形状。3气体分子间距离较大，彼此间的作用力极为微小，可认为分子除了与其他分子或器壁碰撞时有相互作用外，分子力可忽略。所以气体没有一定的体积，也没有一定的形状，总是充满整个容器。固体、液体难于被压缩，是因为分子斥力的原因，而气体很容易被压缩，不是分子引力的原因，而是气体分子间距离较大的结果。案例(多选)下列说法中正确的是(AD)A固体和液体很难被压缩，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，这是分子间存在引力的宏观表现D用力拉橡皮筋的两端，橡皮筋没有断，这是分子间存在引力的宏观表现解析：本题考查分子间作用力的有关知识。固体和液体体积很难压缩，说明分子间存在斥力，固体很难被拉断，说明分子间存在引力，故选项 A、D 正确；气体容易充满容器是分子热运动的结果，抽成真空的马德堡半球很难分开是大气压强作用的结果，故选项 B、C 错误。点评：分子力的作用是有范围的，当rr0时，分子力表现为斥力，当r0r10r0时，分子力表现为引力。固、液体的体积难以改变，这是分子力的宏观表现，而对于气体，一般情况下分子力很小，甚至可忽略。解释气体相关的现象只能从分子的热运动和气体压强产生原因等方面去考虑。一、分子间有空隙1(2023通化高二阶段练习)关于下列五幅图像说法正确的是(B)A对甲图，加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈B对乙图，半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙C对丙图，自由膨胀和扩散现象都具有双向可逆性D对丁图、扩散现象不能在固体之间发生解析：布朗运动用肉眼观察不到的，对甲图，加热一锅水时发现水中的胡椒粉在翻滚，不是布朗运动，不能说明温度越高布朗运动越剧烈，选项 A 错误；对乙图，半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙，选项 B 正确；对丙图，自由膨胀和扩散现象都具有单向性，不具有双向可逆性，选项 C 错误；对丁图、扩散现象也能在固体之间发生，选项 D 错误。二、分子间的作用力2关于分子间作用力，下列说法正确的是(A)A引力和斥力都随距离的减小而增大B两分子间的距离为r0时，分子间斥力为零，引力也为零C两分子间距离为r0时，分子处于静止状态D分子力的本质是万有引力解析：引力和斥力都随距离的减小而增大，故 A 正确；两分子间的距离为r0时，分子间斥力与分子引力大小相等但不为零，故 B 错误；分子始终在做无规则热运动，故 C 错误；分子力的本质是电磁力，故 D 错误。故选 A。3.(2022河北张家口市一中高二上学期期中)如图所示是分子间引力F引与分子间斥力F斥随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线，下列说法正确的是(C)AF引随r的增大而增大BF斥随r的增大而增大Crr0时，引力与斥力大小相等D引力与斥力都随分子间距离r的增大而增大解析：引力与斥力都随分子间距离r的增大而减小。rr0时，引力与斥力大小相等，故A、B、D 三项错误，C 正确。故选 C。三、分子运动理论的内容4关于热学中的一些基础知识，下列说法正确的是(B)A物体是由大量分子组成的，分子是不可再分的最小单元B宏观物体的温度是物体内分子热运动剧烈程度的标志C分子做永不停息的无规则运动(热运动)，布朗运动就是分子的热运动D分子间的斥力和引力总是同时存在的，且都随着分子之间距离的增大而增大解析：物体是由大量分子组成的，分子可再分为原子，故 A 错误；温度是物体内分子热运动剧烈程度的标志，温度越高，分子热运动越剧烈，故 B 正确；布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，故 C 错误；分子间的斥力和引力总是同时存在的，且都随着分子之间距离的增大而减小，故 D 错误。2实验：用油膜法估测油酸分子的大小2实验：用油膜法估测油酸分子的大小课程标准1知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。2通过油膜法实验使学生知道科学研究中的一种方法：利用宏观量求微观量。3知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。4会动手进行实验，得出较准确的实验结果。素养目标1知道用油膜法测定分子大小的思路。2通过实验估测分子的大小，体会建立模型和估测方法在研究物理问题中的应用。3了解一般分子大小的数量级。知识点 1知识储备1处理方法(1)理想化：认为油酸薄膜是由_单个分子_紧密排列组成的，则油膜的_厚度_即为油酸分子的直径，如图所示。(2)模型化：把油酸分子简化成_球形_。2估算方法实验时测出一滴油酸的体积V，再测出油膜的面积S，估算出油膜的厚度，认为就是油酸分子的直径d VS。3分子的大小一般分子大小的数量级是_1010_m，质量的数量级是_10261027_kg。知识点 2参考案例1实验器材_油酸_、_酒精_、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、_坐标纸_、彩笔、痱子粉或细石膏粉。2实验步骤(1)在浅盘中倒入约 2 cm 深的水，将痱子粉或细石膏粉均匀撒在水面上。(2)取 1 mL(1 cm3)的油酸溶于酒精中，制成 200 mL 的油酸酒精溶液。(3)用注射器往量筒中滴入 1 mL 配制好的油酸酒精溶液(浓度已知)，记下滴入的滴数N，算出一滴油酸酒精溶液的体积V。(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状。(6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S或者玻璃板上边长为 1 cm 的方格的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S。计算方格数时，不足半个的舍去，多于半个的算一个。知识点 3数据分析计算方法：(1)一滴油酸溶液的平均体积VN滴油酸溶液的体积N。(2)一滴油酸溶液中含纯油酸的体积VV油酸溶液的体积比。(体积比纯油酸体积溶液的体积)(3)油膜的面积Sn1 cm2。(n为有效格数，小方格的边长为 1 cm)(4)分子直径dVS(代入数据时注意统一单位)。知识点 4注意事项(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差。(2)实验前应注意浅盘是否干净，否则难以形成油膜。(3)浅盘中的水应保持平衡，痱子粉应均匀撒在水面上。(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成。(5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓。(6)本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可。简化处理是在一定场合、一定条件下突出客观事物的某种主要因素，忽略次要因素而建立的。将分子简化成球形，并且紧密排列，有利于主要问题的解决。探究用油膜法估测分子大小的实验探究典|例|剖|析典例 1(2023扬州市江都区大桥高级中学高二阶段练习)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用油酸酒精溶液的浓度为每 1 000 L 溶液中有纯油酸 0.5 L，用注射器测得 1 mL 上述溶液有 80 滴，把 1 滴该溶液滴入盛水的撒有爽身粉的浅盘中，待油膜形状稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中小正方形方格的边长为 1 cm，回答下列问题：3分子运动速率分布规律3分子运动速率分布规律课程标准1知道分子运动的特点，建构气体分子质点模型。2了解分子运动速率分布的统计规律，知道分子运动速率分布图像及其物理意义。3了解气体压强产生的微观机理，明确气体压强的微观解释要点。素养目标1理解气体分子运动的特点及气体分子运动速率的统计分布规律。2能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义。3知道气体的压强与所对应的微观物理量间的联系。知识点 1气体分子运动的特点1随机事件与统计规律(1)必然事件：在一定条件下，若某事件_必然_出现，这个事件叫作必然事件。(2)不可能事件：若某事件_不可能_出现，这个事件叫作不可能事件。(3)随机事件：若在一定条件下某事件_可能_出现，也_可能_不出现，这个事件叫作随机事件。(4)统计规律：大量_随机事件_的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律叫作统计规律。2气体分子运动的特点(1)运动的自由性：由于气体分子间的距离比较大，分子间作用力很弱，通常认为，气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做_匀速直线运动_，气体充满它能达到的整个空间。(2)运动的无序性：分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向着_任何一个方向_运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目几乎_相等_。说明：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率。判一判(1)大量随机事件的整体会表现出一定的规律性。()知识点 2分子运动速率分布图像1图像如图所示。2规律：在一定_温度_下，不管个别分子怎样运动，气体的多数分子的速率都在某个数值附近，表现出“_中间多、两头少_”的分布规律。当温度_升高_时，“_中间多、两头少_”的分布规律不变，气体分子的平均速率_增大_，分布曲线的峰值向_速率大_的一方移动。3温度越高，分子的热运动_越剧烈_。说明：温度升高不是每个分子的速率都变大，而是速率大的分子占的百分比变大。判一判(2)大多数气体分子的速率处于中间值，少数分子的速率较大或较小。()(3)温度越高，分子的热运动越激烈，是指温度升高时，所有分子运动的速率都增大了。()选一选夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的(D)A热运动剧烈程度加剧B平均速率变大C每个分子速率都会相应减小D速率小的分子数所占的比例升高解析：冷气从空调中吹进室内，室内温度降低，分子热运动剧烈程度减小，分子平均速率减小，即速率小的分子数所占的比例升高，但不是每个分子的速率都减小，D 正确。知识点 3气体压强的微观解释1产生原因气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。压强就是在器壁_单位面积_上受到的压力。2从微观角度来看，气体压强的决定因素(1)一方面是气体分子的平均速率。(2)另一方面是气体分子的数密度。判一判(4)气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大。()(5)气体分子的平均动能越大，分子越密集，气体压强越大。()(6)气体的压强是由气体分子的重力而产生的。()(7)密闭容器中气体的压强是由于分子间的相互作用力而产生的。()想一想中央电视台在“科技之光”栏目中曾播放过这样一个节目，把液氮倒入饮料瓶中，马上盖上盖子并拧紧，人立即离开现场，一会儿饮料瓶就爆炸了。你能解释其中原因吗？答案：饮料瓶内液氮吸热后变成氮气，分子运动加剧，氮气分子密度增大，温度持续升高，瓶内壁产生的压强逐渐增大，当瓶内外的压强差大于瓶子所能承受的极限时，饮料瓶就会发生爆炸。探究气体分子运动的特点要|点|提|炼1.分子间的距离较大：使得分子间的相互作用力十分微弱，可认为分子间除碰撞外不存在相互作用力，分子在两次碰撞之间做匀速直线运动。2分子间的碰撞十分频繁：频繁的碰撞使每个分子速度的大小和方向频繁地发生改变，造成气体分子做杂乱无章的热运动。3 分子的速率分布规律：大量气体分子的速率分布呈现中间多(占有分子数目多)两头少(速率大或小的分子数目少)的规律。当温度升高时，“中间多”的这一“高峰”向速率大的一方移动。即速率大的分子数目增多，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大，分子的热运动加剧。典|例|剖|析典例 1(多选)下列关于气体分子运动的说法正确的是(ABC)A分子除相互碰撞或跟容器壁碰撞外，可在空间自由移动B分子间的频繁碰撞致使分子做杂乱无章的运动C分子向各个方向运动的机会相等D分子运动杂乱无章、毫无规律解析：气体分子间的频繁碰撞使分子做杂乱无章的运动，除碰撞外，分子可在空间自由移动，A、B 正确；事实表明，个别分子的运动有它的不确定性，但大量分子的运动遵从一定的统计规律，如分子向各个方向运动的机会均等，C 正确，D 错误。对点训练(2023辽宁沈阳期中)如图所示是氧气分子在不同温度(0 和 100)下的速率分布情况，由图可得，下列信息正确的是(A)A同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律B随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大C随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例变大D随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小解析：同一温度下，氧气分子速率呈现出“中间多、两头少”的分布规律，选项 A 正确；随着温度的升高，氧气分子的平均速率变大，氧气分子中速率小的分子所占的比例变小，但不是每一个氧气分子的速率都增大，选项 B、C、D 错误。探究气体压强的微观解释要|点|提|炼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，就会对器壁产生持续、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决定气体压强大小的因素(1)微观因素气体分子的数密度：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。气体分子的平均速率：分子的平均速率越大，在单位时间内单位面积上器壁受气体分子撞击的作用力就越大，累计冲力就越大，气体压强就越大。(2)宏观因素与温度有关：温度越高，气体的压强越大。与体积有关：体积越小，气体的压强越大。典|例|剖|析典例 2(多选)如图所示，封闭在气缸内一定质量的某种气体，如果保持体积不变，当温度升高时，以下说法正确的是(CD)A气体分子的数密度增大B所有气体分子的运动速率一定增大C气体的压强增大D每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多解析：封闭气体的体积不变，气体质量不变，气体的分子数不变，所以分子的数密度不变，A 错误；温度升高，气体分子运动的平均速率增大，但不是所有分子的运动速率都增大，B 错误；体积不变而温度升高时，气体分子的数密度不变，分子运动的平均速率增大，与器壁碰撞的作用力增大，压强增大，C 正确；分子的数密度不变，但温度升高，分子的平均速率增大，一定时间内能够到达器壁的分子数增多，所以每秒撞