第一講分子動(dòng)理論內(nèi)能知識(shí)梳理一、分子動(dòng)理論1．物體是由大量分子組成的(1)分子的大?、俜肿又睆剑簲?shù)量級(jí)是10－10m；②分子質(zhì)量：數(shù)量級(jí)是10－26kg；③測量方法：油膜法。(2)阿伏加德羅常數(shù)1mol任何物質(zhì)所含有的粒子數(shù)，NA＝6.02×1023mol－1。2．分子熱運(yùn)動(dòng)(1)擴(kuò)散現(xiàn)象①定義：不同種物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。②實(shí)質(zhì)：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(duì)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)越明顯。④結(jié)論：反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性。(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)：溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。3．分子間的作用力(1)分子間作用力跟分子間距離的關(guān)系如圖所示。(2)分子間作用力的特點(diǎn)①r＝r0時(shí)(r0的數(shù)量級(jí)為10－10m)，分子間作用力F＝0，這個(gè)位置稱為平衡位置；②r<r0時(shí)，分子間作用力F表現(xiàn)為斥力；③r>r0時(shí)，分子間作用力F表現(xiàn)為引力。二、分子運(yùn)動(dòng)速率分布規(guī)律1．氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)氣體分子間距很大，分子間的作用力很弱，通常認(rèn)為，氣體分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，不受力而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，氣體充滿它能達(dá)到的整個(gè)空間。(2)氣體分子的數(shù)密度仍然十分巨大，分子之間頻繁地碰撞，每個(gè)分子的速度大小和方向頻繁地改變。分子的運(yùn)動(dòng)雜亂無章，在某一時(shí)刻，向著各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的分子數(shù)目幾乎相等。2．分子運(yùn)動(dòng)速率分布圖像(1)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在任一溫度下，氣體分子的速率都呈“中間多、兩頭少”的分布。(2)溫度一定時(shí)，某種分子的速率分布是確定的；溫度升高時(shí)，速率小的分子數(shù)減少，速率大的分子數(shù)增多，分子的平均速率增大，但不是每個(gè)分子的速率都增大。3．氣體壓強(qiáng)的微觀解釋(1)氣體壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因：由于氣體分子無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。氣體的壓強(qiáng)在數(shù)值上等于器壁單位面積上受到的壓力。(2)氣體壓強(qiáng)的決定因素：氣體的壓強(qiáng)取決于氣體分子與器壁的碰撞對(duì)器壁的作用力的大小和單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的分子數(shù)。所以從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：氣體分子的平均速率，氣體分子的數(shù)密度。三、分子動(dòng)能和分子勢能物體的內(nèi)能1．分子動(dòng)能(1)分子動(dòng)能是分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能。(2)分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能的平均值。物體的溫度是它的分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。2．分子勢能(1)定義：由于分子間存在著相互作用力，且分子間的作用力所做的功與路徑無關(guān)，所以分子組成的系統(tǒng)具有分子勢能。(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。3．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，叫作物體的內(nèi)能，內(nèi)能是狀態(tài)量。(2)對(duì)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①微觀上：分子動(dòng)能、分子勢能、分子個(gè)數(shù)。②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)只有做功使物體的內(nèi)能發(fā)生改變時(shí)，外界對(duì)物體做了多少功，物體內(nèi)能就增加多少；物體對(duì)外界做了多少功，物體內(nèi)能就減少多少。②傳熱：當(dāng)只有傳熱使物體的內(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?？键c(diǎn)一、微觀量估算例1、(多選)鉆石是首飾、高強(qiáng)度鉆頭和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＝0.2g，則下列選項(xiàng)正確的是()A．a(chǎn)克拉鉆石物質(zhì)的量為eq\f(0.2a,M)B．a(chǎn)克拉鉆石所含有的分子數(shù)為eq\f(0.2aNA,M)C．每個(gè)鉆石分子直徑的表達(dá)式為eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))(單位為m)D．a(chǎn)克拉鉆石的體積為eq\f(a,ρ)【答案】ABC【解析】a克拉鉆石的質(zhì)量為0.2a克，得物質(zhì)的量為eq\f(0.2a,M)，所含分子數(shù)為eq\f(0.2a,M)×NA，故A、B正確；每個(gè)鉆石分子的體積為eq\f(M×10－3,ρNA)，固體分子看作球體，V＝eq\f(4,3)πR3＝eq\f(4,3)πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))3＝eq\f(1,6)πd3，聯(lián)立解得分子直徑d＝eq\r(3,\f(6M×10－3,NAρπ))，故C正確；a克拉鉆石的體積為eq\f(0.2a×10－3,ρ)，D錯(cuò)誤．課堂隨練訓(xùn)練1、(多選)若以V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，M表示水的摩爾質(zhì)量，M0表示一個(gè)水分子的質(zhì)量，V0表示一個(gè)水分子的體積，NA表示阿伏加德羅常數(shù)，則下列關(guān)系式中正確的是()A．NA＝eq\f(ρV,M0) B．V0＝eq\f(V,NA)C．M0＝eq\f(M,NA) D．ρ＝eq\f(M,NAV0)【答案】AC【解析】水蒸氣的摩爾質(zhì)量ρV除以水蒸氣分子的質(zhì)量M0等于阿伏加德羅常數(shù)，A正確；由于水蒸氣分子間距遠(yuǎn)大于分子直徑，則V0?eq\f(V,NA)，B錯(cuò)誤；水分子的質(zhì)量M0等于摩爾質(zhì)量M除以阿伏加德羅常數(shù)NA，即M0＝eq\f(M,NA)，C正確；由于摩爾體積V遠(yuǎn)大于NAV0，則ρ＝eq\f(M,V)<eq\f(M,NAV0)，D錯(cuò)誤。考點(diǎn)二、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的比較現(xiàn)象擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子微小固體顆粒分子區(qū)別分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間比分子大得多的微粒的運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到共同點(diǎn)①都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；②都隨溫度的升高而更加激烈聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)例1、研究發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染的肺炎傳播途徑之一是氣溶膠傳播．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)顆粒在氣體介質(zhì)中做布朗運(yùn)動(dòng)．下列說法正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是氣體介質(zhì)分子的無規(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，顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡就是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡D．在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈【答案】D【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是固態(tài)或液態(tài)顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是氣體介質(zhì)分子的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，可以間接反映氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；顆粒越小，氣體分子對(duì)顆粒的撞擊作用越不容易平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故A、B錯(cuò)誤；在布朗運(yùn)動(dòng)中，顆粒本身并不是分子，而是很多分子組成的，所以顆粒無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡不是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的軌跡，故C錯(cuò)誤；在布朗運(yùn)動(dòng)中，環(huán)境溫度越高，固態(tài)或液態(tài)顆粒受到氣體分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)撞擊的程度越劇烈，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故D正確．例2、(2022·重慶選擇性考試適應(yīng)性測試)以下現(xiàn)象中，主要是由分子熱運(yùn)動(dòng)引起的是()A．菜籽油滴入水中后會(huì)漂浮在水面B．含有泥沙的渾水經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)變清C．密閉容器內(nèi)懸浮在水中的花粉顆粒移動(dòng)D．荷葉上的水珠呈球形【答案】C【解析】菜籽油滴入水中漂浮在水面主要體現(xiàn)的是浮力作用，A錯(cuò)誤；含有泥沙的渾水經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)變清是由于泥沙的平均密度大于水的密度，泥沙在重力的作用下向下沉，而上層水變清，B錯(cuò)誤；密閉容器內(nèi)懸浮在水中的花粉顆粒移動(dòng)，是因?yàn)樗肿訜徇\(yùn)動(dòng)撞擊花粉顆粒，造成了花粉顆粒受力不平衡，C正確；荷葉上的水珠呈球形是表面張力的作用，是分子間作用力的結(jié)果，D錯(cuò)誤。例3、(分子速率分布規(guī)律)(多選)圖甲為測量分子速率分布的裝置示意圖，圓筒繞其中心勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，側(cè)面開有狹縫N，內(nèi)側(cè)貼有記錄薄膜，M為正對(duì)狹縫的位置。從原子爐R中射出的銀原子蒸氣穿過屏上S縫后進(jìn)入狹縫N，在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)相繼到達(dá)并沉積在薄膜上。展開的薄膜如圖乙所示，NP、PQ間距相等，銀原子的重力不計(jì)，運(yùn)動(dòng)過程中的碰撞不計(jì)，則()A．到達(dá)M附近的銀原子速率較大B．到達(dá)Q附近的銀原子速率較大C．到達(dá)Q附近的銀原子速率為“中等”速率D．到達(dá)PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率【答案】ACD【解析】從原子爐R中射出的銀原子穿過S縫后向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，銀原子進(jìn)入狹縫N后，在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)半個(gè)周期的過程中，銀原子相繼到達(dá)圓筒最右端并打到記錄薄膜上，打在薄膜上M點(diǎn)附近的銀原子先到達(dá)最右端，所用時(shí)間最短，所以速率較大，同理到達(dá)Q附近的銀原子速率為“中等”速率，故A、C正確，B錯(cuò)誤；由圖乙可知，位于PQ區(qū)間的分子百分率大于位于NP區(qū)間的分子百分率，故D正確。課堂隨練訓(xùn)練1、(多選)關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快B．?dāng)U散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C．?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D．?dāng)U散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生【答案】ACD【解析】擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快，選項(xiàng)A正確。擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，不是一種化學(xué)反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確。擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生，選項(xiàng)D正確。訓(xùn)練2、(2021·北京豐臺(tái)區(qū)期末)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．懸浮在液體中的顆粒越小、液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯C．懸浮顆粒越大，在某一瞬間撞擊它的分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了顆粒內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性【答案】B【解析】布朗運(yùn)動(dòng)就是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)形成的原因是由于液體分子對(duì)懸浮顆粒無規(guī)則撞擊引起的，懸浮顆粒越小，溫度越高，顆粒的受力越不均衡，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤。訓(xùn)練3、蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列說法正確的是()A．每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小B．氧氣分子的平均速率增大C．氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加D．氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力增大【答案】C【解析】海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導(dǎo)熱良好，則深潛器下滑過程中，汽缸內(nèi)裝有的氧氣溫度降低，氧氣分子的平均動(dòng)能減小，但不是每個(gè)氧氣分子的動(dòng)能均減小，故A錯(cuò)誤；氧氣溫度降低，則氧氣分子平均動(dòng)能減小，則平均速率減小，由動(dòng)量定理知，氧氣分子每次對(duì)缸壁的平均撞擊力eq\x\to(F)減小，故B、D錯(cuò)誤；根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh，可知隨著深潛器下潛深度增加，海水壓強(qiáng)增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通，則氧氣壓強(qiáng)p增大，根據(jù)氣體壓強(qiáng)的微觀表達(dá)式p＝Neq\x\to(F)以及eq\x\to(F)減小可知，氧氣分子單位時(shí)間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)N增加，故C正確?？键c(diǎn)三、分子力和內(nèi)能1．分子力與分子勢能的比較名稱項(xiàng)目分子間的相互作用力F分子勢能Ep與分子間距的關(guān)系圖線隨分子間距的變化情況r<r0隨距離的減小而增大，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r增大，斥力做正功，分子勢能減少；r減小，斥力做負(fù)功，分子勢能增加r0<r<10r0隨距離的增大先增大后減小，F(xiàn)表現(xiàn)為引力r增大，引力做負(fù)功，分子勢能增加；r減小，引力做正功，分子勢能減少r＝r0F＝0分子勢能最小，但不為零r≥10r0(10－9m)十分微弱，可以認(rèn)為分子間沒有相互作用力分子勢能為零2．物體的內(nèi)能與機(jī)械能的比較名稱比較內(nèi)能機(jī)械能定義物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與分子勢能的總和物體的動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能的統(tǒng)稱決定因素與物體的溫度、體積、物態(tài)和分子數(shù)有關(guān)跟物體的宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢能點(diǎn)的選取有關(guān)量值任何物體都有內(nèi)能可以為零測量無法測量可測量本質(zhì)微觀分子的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果宏觀物體的運(yùn)動(dòng)和相互作用的結(jié)果運(yùn)動(dòng)形式熱運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)聯(lián)系在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化，能的總量守恒3．溫度、內(nèi)能、熱量、功的比較概念溫度內(nèi)能(熱能)熱量功含義表示物體的冷熱程度，是物體分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，它是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的集體表現(xiàn)，對(duì)個(gè)別分子來說，溫度沒有意義物體內(nèi)所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能的總和，它是由大量分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子的相對(duì)位置所決定的能是傳熱過程中內(nèi)能的改變量，用熱量來量度傳熱過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少做功過程是機(jī)械能或其他形式的能和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化過程聯(lián)系溫度和內(nèi)能是狀態(tài)量，熱量和功則是過程量。傳熱的前提條件是存在溫差，傳遞的是熱量而不是溫度，實(shí)質(zhì)上是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移例1、(多選)下列關(guān)于溫度及內(nèi)能的說法中正確的是()A．溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以兩個(gè)動(dòng)能不同的分子相比，動(dòng)能大的分子溫度高B．兩個(gè)不同的物體，只要溫度和體積相同，內(nèi)能就相同C．質(zhì)量和溫度相同的冰和水，內(nèi)能不同D．溫度高的物體不一定比溫度低的物體內(nèi)能大【答案】CD【解析】溫度是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的宏觀體現(xiàn)，單個(gè)分子不能比較溫度高低，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能由溫度、體積、物質(zhì)的量及物態(tài)共同決定，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；質(zhì)量不確定，只知道溫度的關(guān)系，不能確定內(nèi)能的大小，選項(xiàng)D正確．例2、(2020·北京卷，10)分子力F隨分子間距離r的變化如圖所示。將兩分子從相距r＝r2處釋放，僅考慮這兩個(gè)分子間的作用，下列說法正確的是()A．從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在減小B．從r＝r2到r＝r1分子力的大小先減小后增大C．從r＝r2到r＝r0分子勢能先減小后增大D．從r＝r2到r＝r1分子動(dòng)能先增大后減小【答案】D【解析】從r＝r2到r＝r0分子間引力、斥力都在增大，但斥力增大得更快，故A錯(cuò)誤；由圖可知，在r＝r0時(shí)分子力為零，故從r＝r2到r＝r1分子力的大小先增大后減小再增大，故B錯(cuò)誤；在r＝r0時(shí)分子勢能最小，故從r＝r2到r＝r0分子勢能一直減小，故C錯(cuò)誤；從r＝r2到r＝r1分子勢能先減小后增大，故分子動(dòng)能先增大后減小，故D正確。課堂隨練訓(xùn)練1、(2022·北京西城區(qū)統(tǒng)測)下列說法正確的是()A．液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為布朗運(yùn)動(dòng)B．兩分子間距離減小，分子間的引力和斥力都增大C．物體做加速運(yùn)動(dòng)，物體內(nèi)分子的動(dòng)能一定增大D．物體對(duì)外做功，物體內(nèi)能一定減小【答案】B【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是液體中的固體小顆粒的無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；分子間引力和斥力同時(shí)存在，兩分子間距離減小，分子間引力和斥力都增大，故B正確；物體做加速運(yùn)動(dòng)，溫度不一定升高，所以物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能不一定增大，故C錯(cuò)誤；物體對(duì)外做功，若同時(shí)吸收熱量，則物體內(nèi)能不一定減小，故D錯(cuò)誤。訓(xùn)練2、(多選)甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，只在兩分子間的作用力作用下，乙分子沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示，設(shè)乙分子在移動(dòng)過程中所具有的總能量為0，則下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)時(shí)加速度為0B．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢能最小C．乙分子在Q點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)D．乙分子在P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大【答案】AD【解析】由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)分子勢能最小，此時(shí)乙分子受力平衡，甲、乙兩分子間引力和斥力相等，乙分子所受合力為0，加速度為0，選項(xiàng)A正確；乙分子在Q點(diǎn)時(shí)分子勢能為0，大于乙分子在P點(diǎn)時(shí)的分子勢能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；乙分子在Q點(diǎn)時(shí)與甲分子間的距離小于平衡距離，分子引力小于分子斥力，合力表現(xiàn)為斥力，所以乙分子在Q點(diǎn)所受合力不為0，故不處于平衡狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；乙分子在P點(diǎn)時(shí)，其分子勢能最小，由能量守恒可知此時(shí)乙分子動(dòng)能最大，選項(xiàng)D正確。訓(xùn)練3、如圖所示，用F表示兩分子間的作用力，用Ep表示分子間的分子勢能，在兩個(gè)分子之間的距離為10r0變由r0的過程中，以下判斷正確的是()A．F不斷增大，Ep不斷減小B．F先增大后減小，Ep不斷減小C．F不斷增大，Ep先增大后減小D．F、Ep都是先增大后減小【答案】B【解析】分子間的作用力是矢量，分子勢能是標(biāo)量，由圖像可知，在兩個(gè)分子之間的距離為10r0變由r0的過程中F先增大后減小且F始終表現(xiàn)為引力作用，Ep則不斷減小且Ep始終為引力勢能。選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤。同步訓(xùn)練1、布朗運(yùn)動(dòng)是1826年英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時(shí)發(fā)現(xiàn)的。不只是花粉和小炭粒，對(duì)于液體中各種不同的懸浮微粒，例如膠體，都可以觀察到布朗運(yùn)動(dòng)。對(duì)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)說明分子間只存在斥力C．溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．懸浮在液體中的微粒越大，同一瞬間，撞擊微粒的液體分子數(shù)越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯【答案】C【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮于液體中的微粒所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子本身的運(yùn)動(dòng)，間接反映液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；液體溫度越高，液體分子運(yùn)動(dòng)越激烈，對(duì)微粒的撞擊也就越激烈，微粒的布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，C正確；懸浮在液體中的微粒越小，同一瞬間，撞擊微粒的液體分子數(shù)越少，液體分子對(duì)微粒的撞擊造成的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，D錯(cuò)誤。2、乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液的主要成分都是酒精．下列說法正確的是()A．酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子間距不變B．在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，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C．在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，每一個(gè)酒精分子運(yùn)動(dòng)速率都變快了D．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液體分子擴(kuò)散到了空氣中【答案】D【解析】酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，但是分子之間的距離變大，A錯(cuò)誤；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會(huì)聞到淡淡的酒味，這是酒精分子擴(kuò)散的結(jié)果，證明了酒精分子在不停地運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，大部分分子運(yùn)動(dòng)速率都增大，但可能有部分分子速率減小，C錯(cuò)誤；因?yàn)橐磺形镔|(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以使用免洗洗手液時(shí)，手部很快就干爽了，這是擴(kuò)散現(xiàn)象，D正確．3、玻璃杯中裝入半杯熱水后擰緊瓶蓋，經(jīng)過一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)瓶蓋很難擰開。原因是()A．瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小B．瓶內(nèi)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增加C．瓶內(nèi)氣體速率大的分子所占比例增大D．瓶內(nèi)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)撞擊瓶蓋的次數(shù)增加【答案】A【解析】經(jīng)過一段時(shí)間后，玻璃杯中的水溫度降低，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)變小，所以瓶蓋很難擰開，則A正確；瓶內(nèi)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小，所以B錯(cuò)誤；瓶內(nèi)氣體速率大的分子所占比例減小，所以C錯(cuò)誤；瓶內(nèi)氣體分子單位時(shí)間內(nèi)撞擊瓶蓋的次數(shù)減少，所以D錯(cuò)誤。4、(2022·遼寧省名校聯(lián)盟開學(xué)考)如圖所示的是分子間作用力和分子間距離的關(guān)系圖線，下面關(guān)于該圖線的說法正確的是()A．曲線a是分子間引力和分子間距離的關(guān)系曲線B．曲線b是分子間作用力的合力和分子間距離的關(guān)系曲線C．曲線c是分子間斥力和分子間距離的關(guān)系曲線D．當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，曲線b對(duì)應(yīng)的力先減小，后增大【答案】B【解析】在F－r圖像中，隨著距離的增大斥力比引力變化得快，所以a為斥力曲線，c為引力曲線，b為合力曲線，當(dāng)分子間的距離等于分子直徑數(shù)量級(jí)時(shí)，引力等于斥力，故A、C錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)分子間距離r＞r0時(shí)，曲線b對(duì)應(yīng)的力即合力先增大，后減小，故D錯(cuò)誤。5、(多選)(2022·新高考八省大聯(lián)考廣東區(qū)模擬)如圖所示，甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子沿x軸運(yùn)動(dòng)，兩分子間的分子勢能Ep與兩分子間距離x的關(guān)系如圖所示。圖中分子勢能的最小值為－E0，若兩分子所具有的總能量為零，則下列說法中正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，加速度最大B．乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，動(dòng)能為E0C．乙分子在Q點(diǎn)(x＝x1)時(shí)，處于平衡狀態(tài)D．乙分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1【答案】BD【解析】乙分子在P點(diǎn)(x＝x2)時(shí)，分子勢能最小，可知該點(diǎn)分子力為零，加速度為零，即加速度最小，故A錯(cuò)誤；乙分子在P點(diǎn)分子勢能為－E0，兩分子所具有的總能量為零，則其動(dòng)能為E0，故B正確；乙分子在P點(diǎn)，分子勢能最小，分子力為零，處于平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；當(dāng)x＜x1時(shí)分子勢能為正，總能量為零，動(dòng)能應(yīng)為負(fù)，是不可能的，因此分子的運(yùn)動(dòng)范圍為x≥x1，故D正確。6、已知阿伏加德羅常數(shù)為NA(mol－1)，某氣體物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為M(kg/mol)，該物質(zhì)的密度為ρ(kg/m3)，則下列敘述中正確的是()A．該物質(zhì)1個(gè)分子的質(zhì)量是eq\f(ρ,NA)B．該物質(zhì)1個(gè)分子大小是eq\f(M,ρNA)C．1kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是ρNAD．1kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是eq\f(1,M)NA【答案】D【解析】該物質(zhì)1個(gè)分子的質(zhì)量是eq\f(M,NA)，A錯(cuò)誤；該物質(zhì)1個(gè)分子運(yùn)動(dòng)占據(jù)的空間的大小是eq\f(M,ρNA)，B錯(cuò)誤；1kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是eq\f(1,M)NA，C錯(cuò)誤，D正確。7、如圖所示，將甲分子固定于坐標(biāo)原點(diǎn)O處，乙分子放置于r軸上距離O點(diǎn)很遠(yuǎn)的r4處，r1、r2、r3為r軸上的三個(gè)特殊的位置，甲、乙兩分子間的作用力F和分子勢能Ep隨兩分子間距離r的變化關(guān)系分別如圖中兩條曲線所示，設(shè)兩分子間距離很遠(yuǎn)時(shí)，Ep＝0?，F(xiàn)把乙分子從r4處由靜止釋放，下列說法中正確的是()A．實(shí)線為Ep-r圖線、虛線為F-r圖線B．當(dāng)分子間距離r<r2時(shí)，甲、乙兩分子間只有斥力，且斥力隨r減小而增大C．乙分子從r4到r2做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，從r2到r1做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)D．乙分子從r4到r2的過程中，分子勢能先增大后減小，在r1位置時(shí)分子勢能最小【答案】C【解析】由于分子間的距離等于平衡位置的距離時(shí)，分子勢能最小，所以虛線為分子勢能圖線(Ep-r圖線)，實(shí)線為分子間作用力圖線(F-r圖線)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于分子是由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的電子組成，所以無論兩個(gè)分子之間的距離多大，分子之間既存在斥力，又存在引力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；乙分子從r4到r2所受的分子力(表現(xiàn)為引力)先增大后減小，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度先增大后減小的加速運(yùn)動(dòng)，乙分子從r2到r1所受的分子力(表現(xiàn)為斥力)一直增大，根據(jù)牛頓第二定律，乙分子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；根據(jù)分子勢能圖線可知，乙分子從r4到r1的過程中，分子勢能先減小后增大，在r2位置時(shí)分子勢能最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8、1g100℃的水和1g100℃的水蒸氣相比較，下列說法正確的是()A．分子的平均動(dòng)能和分子的總動(dòng)能都相同B．分子的平均動(dòng)能相同，分子的總動(dòng)能不同C．內(nèi)能相同D．1g100℃的水的內(nèi)能大于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能【答案】A【解析】溫度相同則它們的分子平均動(dòng)能相同；又因?yàn)?g水和1g水蒸氣的分子數(shù)相同，因而它們的分子總動(dòng)能相同，A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)100℃的水變成100℃的水蒸氣時(shí)，分子間距離變大，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，該過程吸收熱量，所以1g100℃的水的內(nèi)能小于1g100℃的水蒸氣的內(nèi)能，C、D錯(cuò)誤。9、某種氣體在兩種不同溫度下的氣體分子速率