第1節(jié)　分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容

第一章分子動(dòng)理論第1節(jié)分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容核心素養(yǎng)導(dǎo)學(xué)物理觀念(1)知道物體是由大量分子組成的。(2)知道擴(kuò)散現(xiàn)象及影響擴(kuò)散快慢的因素，知道其在實(shí)際中的應(yīng)用。(3)知道布朗運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生原因。(4)知道決定熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的因素。(5)知道分子間存在空隙、分子間的作用力的變化規(guī)律。(6)知道分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容。科學(xué)思維通過(guò)對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的成因分析，體會(huì)并歸納其中科學(xué)的研究方法。科學(xué)探究通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解擴(kuò)散現(xiàn)象，觀察并能解釋布朗運(yùn)動(dòng)的成因及特點(diǎn)?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任通過(guò)科學(xué)家們對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)成因的研究歷程介紹，培養(yǎng)相應(yīng)的科學(xué)精神。續(xù)表一、物體是由大量分子組成的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(gè)數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示，即NA＝____________

mol－1。3．分子的大小：分子很小，用肉眼無(wú)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。物理中研究物體的熱運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和規(guī)律時(shí)，所說(shuō)的分子是組成物質(zhì)的原子、離子和分子的統(tǒng)稱，不同于化學(xué)中講的分子。

6.02×1023二、分子熱運(yùn)動(dòng)1．?dāng)U散(1)定義：不同種物質(zhì)能夠彼此_____對(duì)方的現(xiàn)象。(2)產(chǎn)生原因：物質(zhì)分子的________運(yùn)動(dòng)。(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(guò)分子的擴(kuò)散來(lái)完成。2．布朗運(yùn)動(dòng)(1)定義：懸浮微粒的________運(yùn)動(dòng)。(2)影響因素：溫度_____，運(yùn)動(dòng)越明顯，微粒_____，運(yùn)動(dòng)越明顯。進(jìn)入無(wú)規(guī)則無(wú)規(guī)則越高越小(3)產(chǎn)生原因：大量液體分子對(duì)懸浮微粒撞擊的________造成的，微粒越小，質(zhì)量越小，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越容易改變，布朗運(yùn)動(dòng)越______。3．熱運(yùn)動(dòng)(1)定義：分子永不停息的________運(yùn)動(dòng)。(2)衡量標(biāo)準(zhǔn)：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)_________的標(biāo)志，溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越______。三、分子間的作用力分子動(dòng)理論1．分子間有空隙(1)氣體很容易被壓縮，說(shuō)明氣體分子間有很大的_____。(2)水和酒精混合后總體積______，說(shuō)明液體分子之間存在著空隙。不平衡明顯無(wú)規(guī)則劇烈程度劇烈空隙變小(3)壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能______到對(duì)方的內(nèi)部，說(shuō)明固體分子之間有空隙。2．分子間的相互作用力(1)當(dāng)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_(kāi)_____。(2)當(dāng)用力壓縮物體時(shí)，物體內(nèi)各部分之間會(huì)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_(kāi)_____。(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_(kāi)_____；當(dāng)r＝r0時(shí)，分子間的作用力F為_(kāi)__，這個(gè)位置稱為_(kāi)____位置；當(dāng)r>r0時(shí)，分子間的作用力F表現(xiàn)為_(kāi)_____。擴(kuò)散引力斥力斥力0平衡引力(4)分子間的作用力產(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(dòng)理論(1)基本內(nèi)容：物體是由__________組成的，分子在做永不停息的_______運(yùn)動(dòng)，分子之間存在著___________。(2)分子動(dòng)理論：在熱學(xué)研究中，以分子動(dòng)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(dòng)的宏觀表現(xiàn)建立的理論。大量分子無(wú)規(guī)則相互作用力1．如圖所示，是一片葉子在放大不同倍數(shù)的照片。(1)放大700倍看到的是葉片分子嗎？提示：不是(2)放大50000000倍看到的是葉片分子嗎？提示：不是2．如圖所示，在廣口瓶中滴幾滴溴，溴會(huì)蒸發(fā)為氣體，請(qǐng)對(duì)以下有關(guān)說(shuō)法作出判斷：(1)溴變?yōu)闅怏w，與廣口瓶中的空氣發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。

()(2)當(dāng)瓶?jī)?nèi)氣體變?yōu)榉€(wěn)定的紅色后，擴(kuò)散現(xiàn)象也停止了。

()(3)環(huán)境溫度較高時(shí)，瓶?jī)?nèi)氣體變?yōu)榉€(wěn)定紅色用時(shí)較短。

()√×√3．如圖所示，剛剛打掃完衛(wèi)生的教室，在陽(yáng)光下可以看到上下飛舞的灰塵在運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)對(duì)以下有關(guān)說(shuō)法作出判斷：(1)灰塵上下飛舞的運(yùn)動(dòng)是灰塵在做布朗運(yùn)動(dòng)。

()(2)灰塵上下飛舞的運(yùn)動(dòng)是空氣流動(dòng)引起的。

()(3)灰塵上下飛舞的運(yùn)動(dòng)是空氣分子無(wú)規(guī)律運(yùn)動(dòng)引起的。

()(4)灰塵能用肉眼直接看到，不是“布朗微?！薄?/p>

()×√×√4．圖中潔凈的玻璃板接觸水面，要使玻璃板離開(kāi)水面，拉力F必須大于玻璃板的重力，這說(shuō)明了什么？提示：說(shuō)明了分子之間存在引力。新知學(xué)習(xí)(一)|分子的大小及估算方法[任務(wù)驅(qū)動(dòng)](1)為什么說(shuō)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁？提示：阿伏加德羅常數(shù)把摩爾質(zhì)量、摩爾體積這些宏觀量與分子質(zhì)量、分子體積這些微觀量聯(lián)系起來(lái)了，所以說(shuō)阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系宏觀量和微觀量的橋梁。(2)摩爾體積等于阿伏加德羅常數(shù)乘以分子體積，對(duì)于任何物質(zhì)都成立嗎？為什么？提示：不一定都成立。固體和液體可忽略分子間隙，故摩爾體積等于阿伏加德羅常數(shù)乘以分子體積只對(duì)固體和液體成立，對(duì)氣體不成立。

[重點(diǎn)釋解]1．分子的大小(1)分子直徑的數(shù)量級(jí)一般為10－10m。(2)分子體積的數(shù)量級(jí)一般為10－29m3。(3)分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)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(jiǎn)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(dòng)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：[典例體驗(yàn)][典例]很多轎車中設(shè)有安全氣囊以保障駕乘人員的安全，轎車在發(fā)生一定強(qiáng)度的碰撞時(shí)，利用三氮化鈉(NaN3)爆炸產(chǎn)生氣體(假設(shè)都是N2)充入氣囊。若氮?dú)獬淙牒蟀踩珰饽业娜莘eV＝56L，囊中氮?dú)饷芏圈眩?.5kg/m3，已知氮?dú)饽栙|(zhì)量M＝0.028kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，試估算：(1)囊中氮?dú)夥肿拥目倐€(gè)數(shù)N；(2)囊中氮?dú)夥肿娱g的平均距離。(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)[答案]

(1)3×1024個(gè)(2)3×10－9m/方法技巧/微觀量的求解方法(1)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、液體分子模擬為球體或小立方體，氣體分子所占據(jù)的空間則建立立方體模型。[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)下列說(shuō)法正確的是

(

)A．分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒B．物質(zhì)是由大量分子組成的C．本節(jié)所說(shuō)的“分子”，只包含化學(xué)中的分子，不包含原子和離子D．無(wú)論是有機(jī)物質(zhì)，還是無(wú)機(jī)物質(zhì)，分子大小數(shù)量級(jí)都是10－10m解析：保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒是分子；在研究物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)時(shí)，認(rèn)為組成物質(zhì)的微粒有分子、原子和離子，但在熱學(xué)中，我們研究的是粒子的運(yùn)動(dòng)和相互作用規(guī)律，就不必區(qū)分微粒在化學(xué)變化中起的不同作用，因此化學(xué)中的分子、原子、離子在這里統(tǒng)稱為“分子”，即物質(zhì)是由大量分子組成的，A、B正確，C錯(cuò)誤；除了一些有機(jī)物質(zhì)的大分子外，多數(shù)分子大小數(shù)量級(jí)為10－10m，D錯(cuò)誤。答案：AB2．由下列物理量可以算出氧氣的摩爾質(zhì)量的是

(

)A．氧氣分子的質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)B．氧氣分子的體積和氧氣分子的質(zhì)量C．氧氣的密度和阿伏加德羅常數(shù)D．氧氣分子的體積和氧氣的密度解析：1mol氧氣分子的質(zhì)量是摩爾質(zhì)量，1mol氧氣含有6.02×1023(阿伏加德羅常數(shù))個(gè)分子，已知氧氣分子的質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)，可以求出氧氣的摩爾質(zhì)量，故A正確；其余三項(xiàng)所給物理量均不能求出氧氣的摩爾質(zhì)量，故B、C、D錯(cuò)誤。答案：A答案：A

新知學(xué)習(xí)(二)|對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]在顯微鏡下追蹤一顆在水中做布朗運(yùn)動(dòng)的花粉，每隔30s把花粉的位置記錄下來(lái)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖，畫(huà)出的軌跡是花粉的運(yùn)動(dòng)軌跡嗎？提示：不是花粉的運(yùn)動(dòng)軌跡。

[重點(diǎn)釋解]1．布朗運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)(1)微粒的大?。耗茏霾祭蔬\(yùn)動(dòng)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(jí)為10－6m)。(2)產(chǎn)生原因：液體分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不斷地撞擊微粒。懸浮的微粒足夠小時(shí)，來(lái)自各個(gè)方向的液體分子撞擊作用力的不平衡性便表現(xiàn)出來(lái)了。在某一瞬間，微粒在某個(gè)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(3)實(shí)質(zhì)及意義：布朗運(yùn)動(dòng)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。2．影響布朗運(yùn)動(dòng)的因素(1)固體微粒的大?、賾腋≡谝后w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(dòng)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(gè)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(dòng)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(dòng)的平均速率越大，對(duì)懸浮微粒的撞擊作用也越大，微粒受到來(lái)自各個(gè)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(dòng)就越顯著。3．布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較比較項(xiàng)擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)不同點(diǎn)①擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種不同的物質(zhì)相互接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)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(duì)方”的分子濃度的限制，當(dāng)進(jìn)入對(duì)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(duì)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(huì)停止①布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的微粒所做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而不是液體或氣體分子的運(yùn)動(dòng)。②布朗運(yùn)動(dòng)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(dòng)越明顯。③布朗運(yùn)動(dòng)永不停息相同點(diǎn)①產(chǎn)生的根本原因相同，都是分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映。②它們都隨溫度的升高而表現(xiàn)得更激烈4.布朗運(yùn)動(dòng)與分子的熱運(yùn)動(dòng)的比較比較項(xiàng)布朗運(yùn)動(dòng)分子的熱運(yùn)動(dòng)不同點(diǎn)研究對(duì)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)①無(wú)規(guī)則；②永不停息；③溫度越高運(yùn)動(dòng)越激烈聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因，布朗運(yùn)動(dòng)反映了分子的熱運(yùn)動(dòng)[典例體驗(yàn)][典例]我國(guó)已開(kāi)展空氣中PM2.5濃度的監(jiān)測(cè)工作。PM2.5是指空氣中直徑等于或小于25μm的懸浮顆粒物，其懸浮在空中做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，吸入后會(huì)對(duì)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(shuō)法正確的是

(

)A．PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)屬于分子熱運(yùn)動(dòng)B．PM2.5的質(zhì)量越大，其無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈C．溫度越低，PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈D．PM2.5的運(yùn)動(dòng)軌跡是由大量空氣分子對(duì)PM2.5無(wú)規(guī)則碰撞的不平衡和氣流運(yùn)動(dòng)決定的[解析]

PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)是固體顆粒、是分子團(tuán)的運(yùn)動(dòng)，不是分子的熱運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；PM2.5的質(zhì)量越小，其無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，故B錯(cuò)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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高，PM2.5的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，故C錯(cuò)誤；PM2.5受大量空氣分子無(wú)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(dòng)軌跡，故D正確。[答案]

D/易錯(cuò)警示/對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)理解的三點(diǎn)提醒(1)布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是液體或氣體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，也不是微粒內(nèi)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。(2)微粒懸浮在液體、氣體內(nèi)，在任何溫度下都會(huì)做布朗運(yùn)動(dòng)。(3)微粒懸浮在氣體中，在氣流作用下做的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)不是布朗運(yùn)動(dòng)。[針對(duì)訓(xùn)練]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(dòng)得快，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(dòng)劇烈解析：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(cuò)誤，D正確。答案：D2．(2022·山東煙臺(tái)高二下期中)某同學(xué)用顯微鏡觀察用水稀釋的墨汁中小炭粒的運(yùn)動(dòng)情況，在兩次實(shí)驗(yàn)中分別追蹤小炭粒a、b的運(yùn)動(dòng)，每隔30s把炭粒的位置記錄下來(lái)，然后用線段把這些位置按時(shí)間順序依次連接起來(lái)，得到如圖所示的兩顆炭粒運(yùn)動(dòng)的位置連線圖，其中P、Q兩點(diǎn)是炭粒a運(yùn)動(dòng)的位置連線上的兩點(diǎn)，則下列說(shuō)法中正確的是

(

)A．若水溫相同，則b顆粒較大B．若兩炭粒顆粒大小相同，則炭粒a所處的水中水溫更低C．兩顆炭粒運(yùn)動(dòng)的位置連線圖反映了碳分子的運(yùn)動(dòng)是無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．炭粒a在P、Q兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)解析：溫度相同時(shí)，炭粒越大，受到液體分子撞擊的力越容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越不顯著，故此題中b顆粒較大，A正確；對(duì)相同大小的微粒，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，炭粒a運(yùn)動(dòng)更劇烈，故炭粒a處的水溫更高，B錯(cuò)誤；每顆炭粒的運(yùn)動(dòng)是不同的，說(shuō)明液體分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤；該圖為炭粒每隔30s的位置，而不是運(yùn)動(dòng)軌跡，其連線僅代表位置變化，而其運(yùn)動(dòng)并非直線，D錯(cuò)誤。答案：A

3．(2022·黑龍江哈爾濱高二下期中)氣溶膠是指懸浮在氣體介質(zhì)中的固態(tài)或液態(tài)顆粒所組成的氣態(tài)分散系統(tǒng)。這些固態(tài)或液態(tài)顆粒的大小一般在10－3～103μm之間。布朗運(yùn)動(dòng)微粒大小通常在10－6m數(shù)量級(jí)。下列說(shuō)法正確的是

(

)A．布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)B．在布朗運(yùn)動(dòng)中，固態(tài)或液態(tài)顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈C．在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡就是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡D．當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時(shí)，能很長(zhǎng)時(shí)間都懸浮在氣體中，是受到氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊而導(dǎo)致的解析：本題中布朗運(yùn)動(dòng)是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是氣體介質(zhì)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊的結(jié)果，所以它反映的是氣體介質(zhì)分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；顆粒越小，氣體介質(zhì)分子對(duì)顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒本身并不是分子，而是分子集團(tuán)，所以顆粒無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡不是分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)固態(tài)或液態(tài)顆粒很小時(shí)，能很長(zhǎng)時(shí)間都懸浮在氣體中，顆粒的運(yùn)動(dòng)屬于布朗運(yùn)動(dòng)；固態(tài)或液態(tài)顆粒能長(zhǎng)時(shí)間懸浮是受到氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)撞擊而導(dǎo)致的，選項(xiàng)D正確。答案：D

新知學(xué)習(xí)(三)|分子力與分子間距離變化的關(guān)系[任務(wù)驅(qū)動(dòng)]如圖所示，將底面削平、削干凈的兩個(gè)鉛塊緊緊壓在一起，兩個(gè)鉛塊就會(huì)“粘”在一起，甚至下面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi)。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題？提示：說(shuō)明了分子間存在引力。

[重點(diǎn)釋解]1．分子力的性質(zhì)：根據(jù)現(xiàn)代分子結(jié)構(gòu)理論，分子由原子組成，原子又是由帶正電的原子核和繞核運(yùn)動(dòng)的帶負(fù)電的電子形成的電子云組成的，可見(jiàn)，分子是一個(gè)復(fù)雜的帶電系統(tǒng)，毫無(wú)疑問(wèn)，分子間的作用力應(yīng)屬于電磁力。2．分子力的特點(diǎn)(1)分子間總是同時(shí)存在引力和斥力，實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的是它們的合力。(2)分子間作用力隨分子間距離而變化，當(dāng)分子間的距離大于r0時(shí)，引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，但斥力的變化比引力的變化要快。(3)分子力是短程力，分子間的距離超過(guò)分子直徑的10倍，即1nm的數(shù)量級(jí)時(shí)，可以認(rèn)為分子間作用力為零，氣體分子間的作用力可忽略不計(jì)。3．分子力與分子間距離變化的關(guān)系(1)平衡位置：分子間距離r＝r0時(shí)，引力與斥力大小相等，分子力為零。平衡位置即分子間距離等于r0(數(shù)量級(jí)為10－10m)的位置。(2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關(guān)系：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。(3)分子力彈簧模型：分子間的相互作用力像彈簧連接著的兩個(gè)小球間的相互作用力。小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示。

[典例體驗(yàn)][典例]

(多選)將甲分子固定在坐標(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的關(guān)系圖像如圖所示?，F(xiàn)把乙分子從r3處由靜止釋放，則

(

)A．乙分子從r3到r1一直加速B．乙分子從r3到r2過(guò)程中分子間作用力表現(xiàn)為引力，從r2到r1過(guò)程中分子間作用力表現(xiàn)為斥力C．乙分子從r3到r1過(guò)程中，分子間作用力先增大后減小D．乙分子從r3到距離甲最近的位置過(guò)程中，分子間作用力先減小后增大[解析]由圖像可知，乙分子從r3到r1過(guò)程中，分子間作用力一直表現(xiàn)為引力，且分子間作用力先增大后減小，分子間作用力和運(yùn)動(dòng)方向相同，說(shuō)明乙分子一直做加速運(yùn)動(dòng)，故A、C正確，B錯(cuò)誤；乙分子距離甲最近時(shí)一定在r1的左側(cè)，可知乙分子從r3到距離甲最近的位置過(guò)程中，分子間作用力先增大(從r3到r2，表現(xiàn)為引力)后減小(從r2到r1，表現(xiàn)為引力)再反向增大(從r1向左，表現(xiàn)為斥力)，故D錯(cuò)誤。[答案]

AC/方法技巧/分子力問(wèn)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(gè)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。

[針對(duì)訓(xùn)練]1．(多選)下列事例能說(shuō)明分子間有相互作用力的是

(

)A．金屬塊經(jīng)過(guò)鍛打能改變它原來(lái)的形狀而不斷裂B．拉斷一根鋼繩需要用一定的外力C．帶電的物體可以吸引輕小的紙屑D．液體一般很難壓縮解析：金屬塊經(jīng)鍛打能改變形狀而不斷裂，說(shuō)明分子間有引力；拉斷鋼繩需要一定的外力，也說(shuō)明分子間有引力；而液體難壓縮說(shuō)明分子間存在斥力；帶電的物體可以吸引輕小的紙屑是靜電力的作用，故C錯(cuò)誤，A、B、D正確。答案：ABD2．(多選)如圖所示，橫坐標(biāo)r表示兩個(gè)分子間的距離，縱坐標(biāo)F表示兩

個(gè)分子間引力、斥力的大小，圖中兩條曲線分別表示兩分子間引力、

斥力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則下列

說(shuō)法中正確的是

(

)A．a(chǎn)b為引力曲線，cd為斥力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10mB．a(chǎn)b為斥力曲線，cd為引力曲線，e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10mC．當(dāng)兩分子間距離在r0附近時(shí)，若兩個(gè)分子間距離增加，分子間斥力減小得比引力更快D．若r＝r0，則分子間沒(méi)有引力和斥力解析：在F-r圖像中，在r＝r0附近隨著距離的增加，斥力比引力減小得快，則知ab為引力曲線，cd為斥力曲線。圖中曲線交點(diǎn)e對(duì)應(yīng)r＝r0，即e點(diǎn)橫坐標(biāo)的數(shù)量級(jí)為10－10m，此時(shí)分子間引力和斥力的合力為零，但分子間引力和斥力同時(shí)存在，故A、C正確。答案：AC

一、好素材分享——看其他教材如何落實(shí)核心素養(yǎng)

物理觀念——認(rèn)識(shí)分子作用力1．(選自粵教版新教材“資料活頁(yè)”)許多年來(lái)，人們對(duì)壁虎能輕松“走壁”的秘訣一直眾說(shuō)紛紜，壁虎腳底的黏著力究竟是怎樣產(chǎn)生的呢？很多人認(rèn)為，壁虎能貼在光滑的天花板上，靠的是四只腳掌上神奇的吸盤，其實(shí)情況并非如此。最新的研究表明，看上去不起眼的壁虎，居然是自然界數(shù)一數(shù)二的“應(yīng)用物理大師”。它腳底的力量，利用的是最基本的物理學(xué)原理——分子作用力。由于分子作用力過(guò)于微弱，通常沒(méi)有人會(huì)注意到。比如，當(dāng)我們把手貼在墻壁上時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生分子作用力，但由于實(shí)際接觸面積太小，人的手掌不會(huì)被吸附到墻壁上。而壁虎就不一樣了，它的每只腳底部都長(zhǎng)著數(shù)百萬(wàn)根極細(xì)的剛毛，而每根剛毛末端又有400～1000根更細(xì)的分支（如圖）。這種精細(xì)結(jié)構(gòu)使得剛毛與物體表面分子間的距離足夠近，從而產(chǎn)生分子間引力。雖然每根剛毛產(chǎn)生的力量微不足道，但累積起來(lái)就很可觀。根據(jù)計(jì)算，一根剛毛產(chǎn)生的力能提起一只螞蟻，而一只壁虎如果同時(shí)使用全部剛毛，則能夠提起125kg的重物。在壁虎腳趾微結(jié)構(gòu)的啟示下，科學(xué)家開(kāi)始研制超級(jí)附著技術(shù)。例如，有人就模仿壁虎腳趾的微結(jié)構(gòu)研制出一種柔韌的膠布，上面植入上百萬(wàn)根人工合成的、長(zhǎng)度不足2μm的絨毛，未來(lái)可用于無(wú)人探測(cè)器，增強(qiáng)其越野攀爬能力。

科學(xué)思維——分子質(zhì)量和直徑的估算2．(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？二、新題目精選——品立意深處所蘊(yùn)含的核心價(jià)值1．(多選)為了預(yù)防新型冠狀病毒肺炎，人們使用含75%酒精的免洗洗手液洗手，則下列說(shuō)法正確的是

(

)A．使用免洗洗手液洗手后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子做布朗運(yùn)動(dòng)的結(jié)果B．使用免洗洗手液洗手后，會(huì)聞到淡淡的酒味，與分子運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)C．使用免洗洗手液洗手后，會(huì)聞到淡淡的酒味，溫度越高，酒味傳開(kāi)得越快D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，