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第1講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能
主干梳理 對點(diǎn)激活
知識點(diǎn) 分子動(dòng)理論?、?
1．物體是由大量分子組成的
(1)分子的大小
①分子直徑：數(shù)量級是10－10 m；
②分子質(zhì)量：數(shù)量級是10－26 kg；
③測量方法：油膜法。
(2)阿伏加德羅常數(shù)
1 mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝6.021023 mol－1。阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀物理量與微觀物理量的橋梁。
2．分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
(1)擴(kuò)散現(xiàn)象
①定義：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。
②實(shí)質(zhì)：不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯。
(2)布朗運(yùn)動(dòng)
①定義：懸浮在液體中的微粒的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
②成因：液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，對固體微粒撞擊作用不平衡造成的。
③特點(diǎn)：永不停息，無規(guī)則；微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著。
④結(jié)論：反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
(3)熱運(yùn)動(dòng)
①定義：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
②特點(diǎn)：溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。
3．分子間的相互作用力
(1)引力和斥力同時(shí)存在，都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，斥力比引力變化更快。
(2)分子力隨分子間距離的變化圖象如圖所示。
(3)分子力的特點(diǎn)
①r＝r0時(shí)(r0的數(shù)量級為10－10 m)，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0；
②r
r0時(shí)，F(xiàn)引>F斥，分子力F表現(xiàn)為引力；
④r>10r0時(shí)，F(xiàn)引、F斥都已十分微弱，可認(rèn)為分子力F＝0。
知識點(diǎn) 溫度、內(nèi)能 Ⅰ
1．溫度
一切達(dá)到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度。
2．兩種溫標(biāo)
攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。
關(guān)系：T＝t＋273.15 K。
3．分子的動(dòng)能
(1)分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能；
(2)平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的
平均動(dòng)能的標(biāo)志；
(3)分子熱運(yùn)動(dòng)的總動(dòng)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的總和。
4．分子的勢能
(1)定義：由于分子間存在著引力和斥力，所以分子具有由它們的相對位置決定的能。
(2)分子勢能的決定因素
微觀上——決定于分子間距離；
宏觀上——決定于物體的體積。
5．物體的內(nèi)能
(1)物體中所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和叫物體的內(nèi)能，內(nèi)能是狀態(tài)量。
(2)對于給定的物體，其內(nèi)能大小與物體的溫度和體積有關(guān)。
(3)物體的內(nèi)能與物體的位置高低、運(yùn)動(dòng)速度大小無關(guān)。
(4)決定內(nèi)能的因素
微觀上：分子動(dòng)能、分子勢能、分子個(gè)數(shù)。
宏觀上：溫度、體積、物質(zhì)的量(摩爾數(shù))。
(5)改變物體的內(nèi)能有兩種方式
①做功：當(dāng)做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變時(shí)，外界對物體做了多少功，物體內(nèi)能就增加多少；物體對外界做了多少功，物體內(nèi)能就減少多少。
②熱傳遞：當(dāng)熱傳遞使物體的內(nèi)能發(fā)生改變時(shí)，物體吸收了多少熱量，物體內(nèi)能就增加多少；物體放出了多少熱量，物體內(nèi)能就減少多少。
知識點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測分子的大小
1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
(1)了解本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理及所需要的器材，了解實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)；
(2)會正確測出一滴油酸酒精溶液中油酸的體積及形成油膜的面積；
(3)會計(jì)算分子的大小，正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2．實(shí)驗(yàn)原理
如圖所示，測出一滴油酸酒精溶液在水面上形成的單分子油膜面積，將油酸分子看成球形，用d＝計(jì)算出油膜的厚度，其中V為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，S為油膜面積，這個(gè)厚度d就是油酸分子的直徑。
3．實(shí)驗(yàn)器材
清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(邊長約30～40 cm)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有機(jī)玻璃板)、彩筆、痱子粉(或石膏粉)、坐標(biāo)紙、容量瓶(500 mL)。
4．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，以免給實(shí)驗(yàn)帶來誤差。
(2)配制油酸酒精溶液，取油酸1 mL，注入500 mL的容量瓶中，然后向容量瓶內(nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到500 mL刻度線為止，搖動(dòng)容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了500 mL含1 mL純油酸的油酸酒精溶液。
(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)根據(jù)V0＝算出每滴油酸酒精溶液的體積V0。
(5)向淺盤里倒入約2 cm深的水，并將痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。
(6)用注射器或滴管在水面上滴一滴油酸酒精溶液。
(7)待油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板(或有機(jī)玻璃板)放在淺盤上，并用彩筆在玻璃板上描畫出油酸薄膜的形狀。
(8)將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S(求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長為1 cm的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)，不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè))。
(9)根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴溶液中純油酸的體積V，并代入公式d＝算出油酸薄膜的厚度d。
(10)重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，多測幾次油酸薄膜的厚度，求平均值，即為油酸分子的直徑大小。
5．注意事項(xiàng)
(1)油酸酒精溶液配制后不要長時(shí)間放置，以免濃度改變，產(chǎn)生誤差。
(2)注射器針頭高出水面的高度應(yīng)在1 cm之內(nèi)，當(dāng)針頭靠水面很近(油酸酒精溶液未滴下)時(shí)，會發(fā)現(xiàn)針頭下方的粉層已被排開，這是由于針頭中酒精揮發(fā)所致，不影響實(shí)驗(yàn)效果。
(3)實(shí)驗(yàn)之前要訓(xùn)練好滴法。
(4)待測油酸面擴(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(gè)原因：一是水面受油酸液滴沖擊凹陷后又恢復(fù)，二是酒精揮發(fā)后液面收縮。
(5)當(dāng)重做實(shí)驗(yàn)時(shí)，水從淺盤的一側(cè)邊緣倒出，在這側(cè)邊緣會殘留油酸，可用少量酒精清洗，并用脫脂棉擦去，再用清水沖洗，這樣可保持淺盤的清潔。
(6)從淺盤的中央加痱子粉，使粉自動(dòng)擴(kuò)散至均勻，這是由以下兩種因素所致：第一，加粉后水的表面張力系數(shù)變小，水將粉粒拉開；第二，粉粒之間的排斥。這樣做比粉撒在水面上的實(shí)驗(yàn)效果好。
(7)本實(shí)驗(yàn)只要求估算分子大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級符合要求即可。
(8)實(shí)驗(yàn)中所用的油酸及酒精都應(yīng)取較純藥品，否則會影響結(jié)果。另外，實(shí)驗(yàn)中所有的容器必須潔凈，不能有油污。
(9)計(jì)算時(shí)注意單位和數(shù)量級，以及有效數(shù)字要求，細(xì)心求解、計(jì)算。
一 思維辨析
1．只要知道氣體的體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出分子的體積。( )
2．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)。( )
3．相同質(zhì)量和相同溫度的氫氣和氧氣，氫氣的內(nèi)能大，氧氣分子的平均動(dòng)能大，氫氣分子的平均速率大。( )
4．在陽光照射下的教室里，眼睛直接看到的空氣中塵埃的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)。( )
5．分子力隨分子間距離的變化而變化，當(dāng)r>r0時(shí)，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表現(xiàn)為引力。( )
6．分子的動(dòng)能與分子的勢能的和叫做這個(gè)分子的內(nèi)能。( )
7．“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)中油酸分子直徑等于一滴混合溶液中純油酸的體積除以相應(yīng)油酸膜的面積。( )
8．分子力減小時(shí)，分子勢能也一定減小。( )
9．物體的機(jī)械能減小時(shí)，內(nèi)能不一定減小。( )
10．內(nèi)能相同的物體，它們的分子平均動(dòng)能一定相同。( )
答案 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.√
8． 9.√ 10.
二 對點(diǎn)激活
1．(人教版選修3－3P7T2改編)(多選)以下關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法錯(cuò)誤的是( )
A．布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．布朗運(yùn)動(dòng)證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．一鍋水中撒一點(diǎn)胡椒粉，加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)水中的胡椒粉在翻滾，這說明溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈
D．在顯微鏡下可以觀察到煤油中小?；覊m的布朗運(yùn)動(dòng)，這說明煤油分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
E．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都證明分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
答案 ABC
解析 布朗運(yùn)動(dòng)反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，它是固體顆粒的運(yùn)動(dòng)，不屬于分子運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤；胡椒粉的運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，正確的只有DE。
2．(多選)對內(nèi)能的理解，下列說法正確的是( )
A．物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大
B．物體的溫度越高，物體的內(nèi)能越大
C．同一個(gè)物體，內(nèi)能的大小與物體的體積和溫度有關(guān)
D．對物體做功，物體的內(nèi)能可能減小
E．物體放出了熱量，物體的內(nèi)能可能不變
答案 CDE
解析 物體的內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子的分子動(dòng)能和分子勢能的總和，與物體的溫度、體積、分子總數(shù)(即物質(zhì)的量)有關(guān)，故A、B錯(cuò)誤，C正確；做功和熱傳遞都能改變物體的內(nèi)能，對物體做功，物體同時(shí)對外放熱，物體的內(nèi)能可能減小，D正確；物體放出了熱量，同時(shí)對物體做功，物體的內(nèi)能可能不變，E正確。
3. (人教版選修3－3P9T4)如圖所示，把一塊洗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，向上拉橡皮筋的力必須大于玻璃板的重量。請解釋為什么。
答案 因?yàn)椴ＡО搴退姆肿娱g分子引力大于斥力。
4. (人教版選修3－3P4T2)在做“用油膜法估測分子的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，每104 mL油酸酒精溶液中有純油酸6 mL。用注射器測得75滴這樣的溶液為1 mL。把1滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤里，把玻璃板蓋在淺盤上并描畫出油酸膜輪廓，如圖所示。圖中正方形小方格的邊長為1 cm。
(1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是多少？
(2)油酸膜的面積是多少？
(3)按以上數(shù)據(jù)，估算油酸分子的大小。
答案 (1)810－6 mL (2)114 cm2 (3)710－10 m
解析 (1)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積
V＝＝810－6 mL。
(2)數(shù)出圖中輪廊內(nèi)的方格數(shù)，面積大于半格的算一個(gè)，少于半格的不計(jì)，共114個(gè)方格，每個(gè)方格面積為1 cm2，故油酸膜的面積為S＝114 cm2。
(3)單分子油酸膜的厚度等于油酸分子的直徑：
d＝≈710－8 cm＝710－10 m。
5．(人教版選修3－3P4T3)把銅分子看成球形，試估算銅分子的直徑。已知銅的密度為8.9103 kg/m3，銅的摩爾質(zhì)量為6.410－2 kg/mol。
答案 2.8410－10 m
解析 銅的摩爾體積V＝，
一個(gè)銅原子的體積V0＝
V0＝
聯(lián)立得d＝＝2.8410－10 m。
考點(diǎn)細(xì)研 悟法培優(yōu)
考點(diǎn)1 微觀量的估算
1．分子模型
物質(zhì)有固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)三種狀態(tài)，不同物態(tài)下應(yīng)將分子看成不同的模型。
(1)固體、液體分子一個(gè)一個(gè)緊密排列，可將分子看成球形或立方體形，如圖所示。分子間距等于小球的直徑或立方體的棱長，所以d＝(球體模型)或d＝(立方體模型)。
(2)氣體分子不是一個(gè)一個(gè)緊密排列的，它們之間的距離很大，所以氣體分子的大小等于每個(gè)分子所占據(jù)的平均空間。如圖所示，此時(shí)每個(gè)分子占據(jù)的空間視為棱長為d的立方體，所以d＝。
2．微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m。
3．宏觀量：物體體積V、摩爾體積Vmol、物體的質(zhì)量M、摩爾質(zhì)量Mmol、物體的密度ρ。
4．微觀量與宏觀量的關(guān)系
(1)分子的質(zhì)量：m＝＝。
(2)分子的體積(或占據(jù)的空間)：V0＝＝
對固體和液體，V0表示分子的體積；對氣體，V0表示分子占據(jù)的空間。
(3)物體所含的分子數(shù)：n＝NA＝NA，
或n＝NA＝NA。
例1 (多選)鉆石是首飾和高強(qiáng)度鉆頭、刻刀等工具中的主要材料，設(shè)鉆石的密度為ρ(單位為kg/m3)，摩爾質(zhì)量為M(單位為g/mol)，阿伏加德羅常數(shù)為NA。已知1克拉＝0.2克，則( )
A．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為
B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為
C．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為 (單位為m)
D．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為 (單位為m)
E．每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量為(單位為g)
解題探究 (1)求解每個(gè)鉆石分子直徑表達(dá)式時(shí)，把鉆石分子看成哪種模型？
提示：球體模型。
(2)a克拉鉆石的物質(zhì)的量如何求？
提示：。
嘗試解答 選ACE。
a克拉鉆石物質(zhì)的量(摩爾數(shù))為n＝，所含分子數(shù)為N＝nNA＝，A正確，B錯(cuò)誤；鉆石的摩爾體積V＝(單位為m3/mol)，每個(gè)鉆石分子體積為V0＝＝，設(shè)鉆石分子直徑為d，則V0＝π（）3，聯(lián)立解得d＝(單位為m)，C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)阿伏加德羅常數(shù)的意義知，每個(gè)鉆石分子的質(zhì)量m＝(單位為g)，E正確。
總結(jié)升華
微觀量的求解方法
(1)分子的大小、分子體積、分子質(zhì)量屬微觀量，直接測量它們的數(shù)值非常困難，可以借助較易測量的宏觀量結(jié)合摩爾體積、摩爾質(zhì)量等來估算這些微觀量，其中阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁和紐帶。
(2)建立合適的物理模型，通常把
固體、液體分子模擬為球形或小立方體形，如上例中將鉆石分子看成球形；氣體分子所占據(jù)的空間則可建立立方體模型。
[變式1－1] (多選)某氣體的摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾體積為Vmol，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA不可表示為( )
A．NA＝ B．NA＝
C．NA＝ D．NA＝
E．NA＝
答案 CDE
解析 阿伏加德羅常數(shù)NA＝＝＝，其中V為每個(gè)氣體分子所占有的空間的體積，而V0是氣體分子的體積，故A、B正確，C、E錯(cuò)誤；D中ρV0不是氣體分子的質(zhì)量，因而也是錯(cuò)誤的。
[變式1－2] 用放大600倍的顯微鏡觀察布朗運(yùn)動(dòng)，估計(jì)放大后的小顆粒(碳)體積為0.110－9 m3，碳的密度為2.25103 kg/m3，摩爾質(zhì)量是1.210－2
kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)為6.021023 mol－1，則：
(1)該小碳粒含分子數(shù)約為多少個(gè)？(取一位有效數(shù)字)
(2)假設(shè)小碳粒中的分子是緊挨在一起的，試估算碳分子的直徑。
答案 (1)51010(個(gè)) (2)2.610－10 m
解析 (1)將小顆?？闯闪⒎襟w，設(shè)小顆粒棱長為a，放大600倍后，
則其體積為V＝(600a)3＝0.110－9 m3。
實(shí)際體積為V′＝a3＝ m3
質(zhì)量為m＝ρV′＝1.010－15 kg
含分子數(shù)為
n＝NA＝6.021023＝51010(個(gè))。
(2)將碳分子看成球體模型，則有＝π3＝
得d＝ ＝ m≈2.610－10 m。
考點(diǎn)2 擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)
1．?dāng)U散現(xiàn)象：相互接觸的物體分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。產(chǎn)生原因：分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。
2．布朗運(yùn)動(dòng)
(1)研究對象：懸浮在液體或氣體中的小顆粒。
(2)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：無規(guī)則、永不停息。
(3)相關(guān)因素：顆粒大小、溫度。
(4)物理意義：說明液體或氣體分子永不停息地做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。
3．?dāng)U散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較
例2 (2018河北名校聯(lián)盟聯(lián)考)(多選)下列選項(xiàng)正確的是( )
A．液體溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈
B．布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體顆粒分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由液體的對流形成的
D．?dāng)U散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的
E．當(dāng)分子間距離增大時(shí)，分子間的引力和斥力都減小
解題探究 (1)布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒分子的運(yùn)動(dòng)嗎？
提示：不是。
(2)擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的嗎？
提示：是。
嘗試解答 選ADE。
液體溫度越高，液體分子的平均動(dòng)能越大，懸浮顆粒越小，懸浮顆粒受液體分子的撞擊越不均勻，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是顆粒分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)形成的，C錯(cuò)誤，D正確；分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，E正確。
總結(jié)升華
幾點(diǎn)易錯(cuò)提醒
(1)布朗運(yùn)動(dòng)不是熱運(yùn)動(dòng)。
(2)布朗運(yùn)動(dòng)肉眼看不見。
(3)固體顆粒不是固體分子，是由大量分子組成的。
[變式2－1] (2018保定期末)(多選)我國已開展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5 μm的懸浮顆粒物，其飄浮在空中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，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的說法中正確的是( )
A．PM2.5的尺寸與空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級相當(dāng)
B．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)
C．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對PM2.5無規(guī)則碰撞的不平衡和氣流運(yùn)動(dòng)決定的
D．倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度
E．PM2.5必然有內(nèi)能
答案 CDE
解析 PM2.5是指直徑小于等于2.5 μm的顆粒物，PM2.5尺度大于空氣中氧分子的尺寸的數(shù)量級，故A錯(cuò)誤；PM2.5是固體顆粒分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是由大量空氣分子對其撞擊作用的不平衡和氣流的運(yùn)動(dòng)決定的，故C正確；倡導(dǎo)低碳生活，減少煤和石油等燃料的使用，能有效減小PM2.5在空氣中的濃度，故D正確；一切物體均有內(nèi)能，PM2.5必然有內(nèi)能，E正確。
[變式2－2] (2018山西五市聯(lián)考)(多選)小張?jiān)陲@微鏡下觀察水中懸浮的細(xì)微粉筆末的運(yùn)動(dòng)。從A點(diǎn)開始，他把粉筆末每隔20 s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D…點(diǎn)，把這些點(diǎn)連線形成如圖所示折線圖，則關(guān)于該粉筆末的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( )
A．該折線圖是粉筆末的運(yùn)動(dòng)軌跡
B．粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．經(jīng)過B點(diǎn)后10 s，粉筆末應(yīng)該在BC的中點(diǎn)處
D．粉筆末由B到C的平均速度小于C到D的平均速度
E．若改變水的溫度，再記錄一張圖，則僅從圖上不能確定記錄哪一張圖時(shí)的溫度高
答案 BDE
解析 折線圖是每隔20 s記錄的粉筆末的位置的連線圖，并非粉筆末的運(yùn)動(dòng)軌跡，A項(xiàng)錯(cuò)誤。粉筆末的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)正確。由于布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，我們不能確定經(jīng)過B點(diǎn)后10 s時(shí)粉筆末的具體位置，C項(xiàng)錯(cuò)誤。由＝，因?yàn)閤BCr0時(shí)F表現(xiàn)為引力；分子勢能Ep的特點(diǎn)是r＝r0時(shí)Ep最小，因此只有B項(xiàng)正確。
4．(2018蘭化一中模擬)下列說法正確的是( )
A．溫度高的物體分子的平均動(dòng)能一定大
B．氣體分子的體積大小等于氣體的摩爾體積跟阿伏加德羅常數(shù)的比值
C．一定質(zhì)量的0 ℃的冰熔化為0 ℃的水，分子平均動(dòng)能不變，分子勢能增大
D．通過技術(shù)革新可以達(dá)到絕對零度以下
E．一定質(zhì)量的理想氣體吸收熱量，它的內(nèi)能可能不變
答案 ACE
解析 根據(jù)溫度的微觀含義：溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，可知，溫度越高的物體分子平均動(dòng)能一定越大，故A正確；根據(jù)氣體摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)可以求出一個(gè)氣體分子所占空間的體積，由于氣體分子間空隙較大，不能求出分子的體積，故B錯(cuò)誤；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，一定質(zhì)量0 ℃的冰熔化為0 ℃的水時(shí)分子的平均動(dòng)能不變；此時(shí)吸收熱量，故內(nèi)能增大，則分子勢能增大，故C正確；絕對零度是一切低溫的極限，只能無限接近，不能達(dá)到，故D錯(cuò)誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，一定質(zhì)量的理想氣體吸收熱量時(shí)，如果同時(shí)對外做功，內(nèi)能可能增加、減小或不變，故E正確。
5．下列有關(guān)分子運(yùn)動(dòng)的說法正確的是( )
A．空氣污染嚴(yán)重時(shí)，清晨看到霧蒙蒙的現(xiàn)象，是懸浮于空氣中的固體顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)形成的
B．印染廠排出的有色廢液流入河流后，河水顏色加深是由于擴(kuò)散現(xiàn)象
C．化工廠排出的刺激性廢氣，在一定距離內(nèi)能被聞到是由于擴(kuò)散現(xiàn)象
D．炒菜時(shí)加鹽后，菜變咸是由于擴(kuò)散現(xiàn)象
E．墨汁滴入清水后一段時(shí)間，清水變色是墨汁中水分子的布朗運(yùn)動(dòng)形成的
答案 BCD
解析 空氣污染嚴(yán)重時(shí)，清晨看到霧蒙蒙的現(xiàn)象是塵埃顆粒吸附水滴形成的，肉眼可見，不是布朗運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；有色廢液流入河流后，河水顏色加深是染料物質(zhì)的分子在水中擴(kuò)散形成的，B正確；化工廠排出的刺激性廢氣，在一定距離內(nèi)能被聞到是由于氣體的擴(kuò)散現(xiàn)象，C正確；炒菜時(shí)加鹽后，菜變咸是由于食鹽分子的擴(kuò)散現(xiàn)象，D正確；墨汁滴入清水后一段時(shí)間，清水變色屬于擴(kuò)散現(xiàn)象，布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中微粒的運(yùn)動(dòng)，不是水分子的運(yùn)動(dòng)，E錯(cuò)誤。
6．某同學(xué)在用油膜法估測分子大小實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果明顯偏大，可能是由于( )
A．粉末太薄使油酸邊界不清，導(dǎo)致油膜面積測量值偏大
B．痱子粉撒得過多
C．計(jì)算油膜面積時(shí)舍去了所有不足一格的方格
D．用注射器滴入小量筒0.5 mL油酸酒精溶液時(shí)多記了5滴
E．將酒精加入裝有1 mL純油酸的量筒中時(shí)，眼睛斜向下觀察刻度線，記錄酒精油酸溶液的體積
答案 BCE
解析 油膜面積測量值偏大，則測量得到的直徑偏小，A錯(cuò)誤；痱子粉撒得過多，油酸不易散開，油膜面積測量值偏小，導(dǎo)致測量得到的直徑偏大，B正確；舍去所有不足一格的方格，則面積測量值偏小，導(dǎo)致測量得到的直徑偏大，C正確；滴數(shù)多記，則每一滴純油酸的體積偏小，導(dǎo)致測量得到的直徑偏小，D錯(cuò)誤；眼睛斜向下讀數(shù)，記錄的體積偏大，則每一滴油酸溶液的體積偏大，導(dǎo)致測量得到的直徑偏大，E正確。
7．下列說法中正確的是( )
A．只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，就可以算出氣體分子的體積
B．一定溫度時(shí)，懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯
C．密封在體積不變的容器中的氣體，溫度升高，氣體分子對器壁單位面積上碰撞的平均作用力增大
D．用打氣筒的活塞壓縮氣體很費(fèi)力，說明分子間有斥力
E．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能就越大
答案 BCE
解析 只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)，可以算出氣體分子所占空間的大小，但不能算出氣體分子的體積，A錯(cuò)誤；微粒越小、溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，B正確；容積一定，分子密集程度一定，當(dāng)溫度越高時(shí)，氣體分子平均動(dòng)能越大，運(yùn)動(dòng)越激烈，在單位時(shí)間內(nèi)對單位面積的容器壁的撞擊次數(shù)越多，氣體分子對器壁單位面積上碰撞的平均作用力即壓強(qiáng)越大，C正確；用打氣筒打氣時(shí)，里面的氣體因體積變小，壓強(qiáng)變大，所以再壓縮時(shí)就費(fèi)力，與分子之間的斥力無關(guān)，D錯(cuò)誤；溫度是衡量分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故E正確。
8．根據(jù)分子動(dòng)理論，下列說法正確的是( )
A．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
B．在一定條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素
C．當(dāng)一個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)能一定增加
D．分子勢能隨著分子間距離的增大，可能先減小后增大
E．墨水中小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，反映液體分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
答案 BDE
解析 水和酒精混合后的體積小于原體積之和，說明分子間有間隙，并非分子間存在引力，A錯(cuò)誤。分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，所以在一定條件下，可以利用分子擴(kuò)散向半導(dǎo)體材料摻入其他元素，B正確。當(dāng)一個(gè)物體加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能增加，內(nèi)能不一定增加，C錯(cuò)誤。當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子間距增大，分子力做正功，分子勢能減小；當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時(shí)，分子間距增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，D正確。固體小顆粒在液體中不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)，它反映液體分子在做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，E正確。
9．一般情況下，分子間同時(shí)存在分子引力和分子斥力。若在外力作用下兩分子的間距達(dá)到不能再靠近時(shí)，固定甲分子不動(dòng)，乙分子可自由移動(dòng)，則去掉外力后，當(dāng)乙分子運(yùn)動(dòng)到很遠(yuǎn)時(shí)，速度為v，則在乙分子的運(yùn)動(dòng)過程中(乙分子的質(zhì)量為m)( )
A．乙分子的動(dòng)能變化量為mv2
B．分子力對乙分子做的功為mv2
C．分子引力比分子斥力多做的功為mv2
D．分子斥力比分子引力多做的功為mv2
E．乙分子克服分子力做的功為mv2
答案 ABD
解析 當(dāng)甲、乙兩分子間距達(dá)到不能再靠近時(shí)，兩分子都處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤掉外力，乙分子運(yùn)動(dòng)到速度為v時(shí)，該過程中乙分子的動(dòng)能變化量為mv2，分子力對乙分子做的功等于乙分子動(dòng)能的變化量，分子力做正功，A、B正確，E錯(cuò)誤；在此過程中，分子斥力始終做正功，分子引力始終做負(fù)功，即W合＝W斥－W引，由動(dòng)能定理得W斥－W引＝mv2，故分子斥力比分子引力多做的功為mv2，D正確，C錯(cuò)誤。
二、非選擇題(本題共2小題，共28分)
10．(12分)在“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，現(xiàn)有油酸和酒精按體積比為n∶m配制好的油酸酒精溶液置于容器中，還有一個(gè)盛有約2 cm深水的淺
盤，一支滴管，一個(gè)量筒。請補(bǔ)充下述實(shí)驗(yàn)步驟：
(1)__________________________________________________________。
(需測量的物理量用字母表示)
(2)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，則油膜面積為________(已知坐標(biāo)紙上每個(gè)小方格面積為S，求油膜面積時(shí)，半個(gè)以上方格面積記為S，不足半個(gè)舍去)。
(3)估算油酸分子直徑的表達(dá)式為d＝________。
答案 (1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V
(2)115S (3)
解析 (1)用滴管向量筒內(nèi)加注N滴油酸酒精溶液，讀出其體積V。
(2)由圖象可得油膜所占小格數(shù)為115，故油膜面積S′＝115S。
(3)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為
V′＝，油膜面積S′＝115S。
由d＝，得d＝。
11．(16分)很多轎車為了改善夜間行駛時(shí)的照明問題，在車燈的設(shè)計(jì)上選擇了氙氣燈，因?yàn)殡瘹鉄魺艄獾牧炼仁瞧胀魺艄饬炼鹊?倍，但是耗電量僅是普通燈的一半，氙氣燈使用壽命則是普通燈的5倍，很多車主會選擇含有氙氣燈的汽車，若氙氣充入燈頭后的容積V＝1.6 L，氙氣密度ρ＝6.0 kg/m3。已知氙氣摩爾質(zhì)量M＝0.131 kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝61023 mol－1。試估算：(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
(1)燈頭中氙氣分子的總個(gè)數(shù)N；
(2)燈頭中氙氣分子間的平均距離。
答案 (1)41022個(gè) (2)310－9 m
解析 (1)設(shè)氙氣的物質(zhì)的量為n，則n＝
氙氣分子的總數(shù)N＝NA≈41022個(gè)。
(2)每個(gè)分子所占的空間為V0＝
設(shè)分子間平均距離為a，則有V0＝a3
即a＝≈310－9 m。
2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第1講 分子動(dòng)理論 內(nèi)能學(xué)案（含解析）.doc
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