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第十三章 内能
课题1　分子热运动
1.能简单说明物质是由分子、原子构成的。
2.能通过宏观现象推测物质的分子都在不停地做热运动。
3.能够识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释。
4.知道分子间存在相互作用力。
课前一问
我们为什么可以闻到花香
答案:花的香气来自花中的油细胞,它们能分泌出有香味的芳香油,芳香油很容易挥发,花开的时候容易扩散到空气中。一切物质的分子在永不停息地做无规则运动,当有芳香分子运动到我们的鼻腔中,我们就能闻到缕缕花香。
知识点一　 物质的构成
重点整理
1.常见的物质是由极其微小的粒子——　 　、　 　构成的。
2.分子很小,一般分子的直径只有百亿分之几米,人们通常以　 　m为单位来量度分子。
分子
原子
10-10
典型例题
例　下列三幅图中,能形象地描述气态物质分子运动特点的是(　　)
A.甲 B.乙
C.丙 D.甲和乙
C
举一反三
1.用分子的观点分析下列生活现象,其中解释不合理的是(　　)
A.50毫升水与50毫升酒精混合后,总体积小于100毫升——分子之间存在空隙
B.八月桂花飘香——分子在不停地运动
C.1滴水中约含1×1021个水分子——分子很小
D.水结成冰——分子停止运动
D
2.下列示意图形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特点,下面说法正确的是(　　)
A.甲是气态 B.乙是气态
C.丙是气态 D.甲是固态
C
知识点二　分子热运动
重点整理
1.扩散现象
(1)定义:　 　的物质在互相接触时彼此　 　的现象。
(2)发生范围:可以发生在　 　、　 　、　 　之间。
(3)扩散现象表明:一切物质的分子都在　 　。
(4)影响因素:温度越高,分子运动越　 　。
2.分子热运动
由于分子的运动跟　 　有关,所以这种无规则运动叫做分子的热运动。　 　越高,分子的热运动越剧烈。
不同
进入对方
气体
液体
固体
不停地做无规则的热运动
剧烈
温度
温度
典型例题
例1　下列事实能够说明“分子在不停地运动”的是(　　)
A.公园里花香四溢
B.春天里柳絮飞扬
C.海面上浪花飞溅
D.天空中乌云翻滚
A
例2　如图将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ二氧化氮>
ρ空气)的玻璃瓶口对口对接,中间用玻璃板隔开。抽开隔板后,保持两瓶口紧贴静置较长时间后,两瓶中气体颜色变得相同。此现象说明
　 　,对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),你认为图　 　放置最不合理。
气体分子在不停地做无规则运动
乙
举一反三
1.下列有关分子热运动的说法不正确的是(　　)
A.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间有引力
B.墨水在热水中扩散得快,表明温度越高,分子运动越剧烈
C.固体很难被压缩,表明固体分子间只存在斥力
D.桂花飘香表明分子在不停地做无规则运动
C
2.将硫酸铜溶液注入水的下方,可以看到清水与硫酸铜溶液之间有明显的界面,如图甲。静置20日后,如图乙,这是　 　现象,说明液体分子　 　。
扩散
永不停息地做无规则运动
知识点三　分子间的作用力
重点整理
1.分子间作用力的存在:分子间的　 　使固体和液体的分子不致散开;分子间的　 　使固体和液体很难被压缩。
2.分子间作用力的特点:分子间距离变小时,分子间作用力表现为
　 　;分子间距离变大时,分子间作用力表现为　 　;分子间距离相距很远时,分子间作用力变得　 　。
3.分子动理论的内容:物质是由大量的　 　 、　 　构成的;物体内的分子在　 　;分子之间存在　 　和
　 　。
引力
斥力
斥力
引力
十分微弱,可以忽略
分子
原子
不停地做无规则的热运动
引力
斥力
典型例题
例1　如图所示的各种现象中,主要说明分子间存在引力的是(　　)
D
A.滴在热水中的墨水比
在冷水中扩散得快
B.抽去玻璃板后,两瓶中的气体
逐渐混合均匀
C.长时间压紧在一起,铅
和金会相互渗透
D.端面磨平的铅块压紧后能吊起
大钩码
例2　下列关于分子的说法中,正确的是(　　)
A.所有物质的分子都是规则排列的
B.在0 ℃时,所有物质的分子都停止了运动
C.分子之间的引力和斥力总是同时存在
D.固体的分子间只有引力,没有斥力
C
举一反三
1.如图所示,将一块表面干净的玻璃板挂在弹簧测力计下面,手持弹簧测力计的上端将玻璃板放至刚与水面接触后慢慢提起弹簧测力计,观察到玻璃板未离开水面时弹簧测力计的示数比离开水面后的示数　 ,其原因是　 　。
大
玻璃分子与水分子之间存在着相互作用的引力
2.两块光滑、干燥的玻璃,紧贴在一起不能结合成一块,原因是(　　)
A.两块玻璃分子间距离很大,分子间的作用力就十分微弱,可以忽略
B.两块玻璃分子间距离太小,斥力起主要作用
C.两块玻璃中的分子运动太快
D.两块玻璃中的分子运动太慢
A
基础题
1.学校厨房的墙角边堆放了煤炭,隔一段时间后,煤炭粉末就扩散到墙里面去了,扩散现象的发生是由于(　　)
A.分子之间有相互作用力
B.分子永不停息地做无规则运动
C.分子之间斥力大于引力
D.相互接触的煤炭粉末与墙壁存在着温差
B
2.如图所示,悬浮在液体中的固体微粒受到液体分子的撞击,从而出现不同的运动状态,下列说法错误的是(　　)
A.液体分子的运动是无规则的
B.微粒受撞击后的运动是有规则的
C.温度越高,液体分子对微粒的撞击越频繁
D.微粒越小,受液体分子撞击后运动的变化越明显
B
3.中国古诗文中包含着许多物理知识,下列诗文涉及的物理知识解释正确的是(　　)
A.“遥知不是雪,为有暗香来”——“暗香来”说明分子间存在相互作用力
B.“旧梦可以重温,破镜不能重圆”——“破镜不重圆”说明固体分子间没有引力
C.“清风不识字,何故乱翻书”——“清风翻书”说明空气流速越大,压强越大
D.“绳锯木断,水滴石穿”——“绳锯木断”说明力一定时,受力面积越小,压强越大
D
4.密封的烧瓶中装有某种气体,如图所示,图中的小圆圈表示气体分 子,用抽气筒抽出该烧瓶中部分气体后仍密封,下列描述烧瓶内剩余气体分子的四个示意图中正确的是(　　)
D
A　　　　 B　　　　 C　　　　 D
5.如图甲将两个表面光滑的铅柱相互紧压,发现两者粘在一起,由此得出分子间存在引力。小华认为此实验不能排除大气压把两个铅柱压在一起的可能。于是小明先后做了四个实验(如图乙所示)。其中能帮助小华验证的是(　　)
①挂一个钩码,铅柱不分离;
②挂两个钩码,铅柱不分离;
③铅柱略错开,铅柱不分离;
④置于真空罩内,铅柱不分离。
A.只有④ B.只有①②
C.只有③④ D.只有①②③
A
6.“N95”型口罩(如图所示)对直径为0.075 μm±0.020 μm的非油性颗粒(如粉尘、PM2.5、飞沫、微生物)具有95%以上的过滤效率,它由三层构成:内层吸水层、中间过滤层、外层疏水层。则下列说法正确的是(　　)
A.病毒随飞沫传播是一种分子运动
B.口罩过滤效率高,是因为材料分子之间没有空隙
C.中间过滤层通过工艺带上静电,可以增强对颗粒的吸附能力
D.内层吸水层能够有效吸收呼出的水蒸气,说明分子之间存在斥力
C
7.北京冬奥会上出现了众多“黑科技”,其中一个亮点就是在口罩和场馆空气净化系统中配备AOP-KF固体碱。AOP-KF固体碱是一种独特的空气净化材料,在对付新冠病毒方面,它的灭活率能达到99.31%。AOP-KF固体碱在消灭病毒的过程之中,会释放出微量的二氧化氯。二氧化氯是唯一可以用作食品添加剂的消毒剂,它对病毒最为敏感,而且是越敏感,越容易杀灭,所以它可以很好地杀灭病毒,这也被认为是最安全的消毒方法。这种杀灭病毒的方法是利用二氧化氯在　 　 _运动。这种运动随温度升高而　 　(选填“加剧”或“减缓”)。
不停地做无规则
加剧
8.学习分子的有关知识后,李雷等同学提出了这样一个问题:分子无规则运动的快慢和哪些因素有关 在观察研究的基础上,他们提出了以下两种猜想:
①分子无规则运动的快慢与物质的温度有关。
②分子无规则运动的快慢与物质的种类有关。
为了研究猜想①是否正确,李雷等同学进行了如图实验:取来相同的两只烧杯,在其中放入质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,观察两杯水的颜色变化的快慢。
李雷通过分析归纳,总结得到分子运动的快慢与物质的温度之间的关系。
(1)实验中观察到　 　(选填“热水”或“冷水”)杯中颜色变化快,由此可以得到的结论是:　 　。
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放相同质量的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,所运用的一种研究方法是　 　。
(3)做这个实验时,　 　(选填“能”或“不能”)搅动杯中的水。
(4)请你将上面的实验改成研究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验。(简要写出实验的做法和注意点)
　
　
　
　
热水
温度越高,分子的无规则运动越剧烈
控制变量法
不能
方法:将热水杯中的热水换成酒精(与冷水的温度相同)等液体,在水
中滴入一滴红墨水,在酒精中滴入一滴红墨水。观察两杯液体中的颜
色变化的快慢。注意点:①两杯液体中的温度相同;②水中和酒精中
滴入的红墨水质量一定要相同。
拓展题
1.分子之间既有引力又有斥力。其中,分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示。根据图象可知:分子之间斥力的大小(　　)
A.随着分子间距离的增大先增大后减小
B.随着分子间距离的增大先减小后增大
C.随着分子间距离的减小而减小
D.随着分子间距离的减小而增大
D
2.当空气中的PM2.51小时平均浓度大于250微克每立方米时,空气质量就属于严重污染。PM2.5是指尘埃物直径为2.5 μm,合　 　nm,空气中尘埃物　 　(选填“是”或“不是”)分子。
2.5×103
不是
3.阅读下文,并回答问题。
为什么空间站能使用毛笔
当宇航员进入太空时,因为传统的钢笔、圆珠笔必须依靠重力将墨水漏入笔尖,所以无法使用;铅笔虽然可以正常书写,但微小的导体石墨粉可能带来灾难性的后果;现代的太空笔则依靠气压将墨水压出。在神舟十三号的飞行任务中,翟志刚携带中国传统文房四宝进入空间站,将中华儿女骨子里的剑胆琴心展现得淋漓尽致。如图为2022年虎年新春翟志刚在空间站给全国人民拜年祝福的情景。
为什么毛笔这种古老文具,能在21世纪的星海探险中发挥作用
要回答这个问题,我们首先要思考毛笔是怎么书写的。答案看起来很简单:毛笔上面吸收了墨水,在笔尖与纸张接触的时候,墨水就从笔尖转移到纸上。但是,如果深入思考,为什么只有当笔尖接触到纸张时,墨水才发生转移,其他时候呢
我们不妨看一看墨水分子受到哪些力。由于毛笔笔尖是一个开放的区域,各处的大气压是平衡的,于是只需要考虑重力与分子之间的相互作用。墨水分子受力包括两部分,一部分是液体分子之间的相互作用,另一部分是液体和与之接触的固体的相互作用。当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间相互作用强时,液体会润湿固体并附着在固体表面上,发生浸润现象。反之,液体不会润湿固体,也不会附着在固体的表面,发生不浸润现象。如果在宏观上把两部分力结合起来,就发生一种“神奇现象”——毛细现象。毛细现象就是指将一根毛细管浸入液体中,相比管外液面,管内的液面会自发升高或降低的现象。
毛细现象实际上最终要求达到一种平衡:液体分子间相互作用与液体和与之接触的固体相互作用的平衡。在达到这个平衡的过程中,液体表面会发生变形,浸润毛细管管壁的液体在细管中升高,不浸润毛细管管壁的液体在细管中降低。毛笔笔毛的材料是兽毛,可以被水浸润,书写时墨水能依附笔毛上升。由于分子间相互作用不受重力影响,毛细现象在空间站自然也可以发生,于是毛笔在失重条件下,也可以一如既往地吸入墨水,并正常书写。
(1)空间站仍能用毛笔是由于存在一种“神奇现象”——　 　,这种现象的发生　 　(选填“受”或“不受”)重力影响。
(2)地球上的人,站在地面上写字时,墨水也可依附兽毛上升,在这个过程中墨水从低处向高处移动,墨水的重力势能　 　(选填“增大”或“减小”),是由于　 　做功引起的。
毛细现象
不受
增大
重力

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