第十五章熱學(xué)微專題100熱學(xué)基本概念的理解實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測(cè)油酸分子的大小1．掌握分子動(dòng)理論內(nèi)容，晶體和非晶體、液體和液晶的特點(diǎn)。2.理解液體和氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因。3.理解油膜法測(cè)分子大小的原理和注意事項(xiàng)。1．(多選)下列說法中正確的是()A．把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面上，這是水表面存在表面張力的緣故B．在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互吸引力C．將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是熔化的玻璃在表面張力的作用下，表面要收縮到最小的緣故D．漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，這是油滴液體呈各向同性的緣故答案AC解析水的表面張力托起針，A正確；B、D兩項(xiàng)也是表面張力產(chǎn)生的現(xiàn)象，B、D錯(cuò)誤，C正確。2．(多選)(2023·陜西寶雞市質(zhì)檢)關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法正確的是()A．相同質(zhì)量的兩種物質(zhì)，升高相同的溫度，內(nèi)能的增加量一定相同B．物體的內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變C．內(nèi)能與物體的溫度有關(guān)，所以0℃的物體內(nèi)能為零D．分子數(shù)和溫度相同的物體不一定具有相同的內(nèi)能答案BD解析相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量可能相同，相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量可能不同，故A錯(cuò)誤；物體內(nèi)能改變時(shí)溫度不一定改變，比如零攝氏度的冰融化為零攝氏度的水，內(nèi)能增加，故B正確；分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，可知任何物體在任何狀態(tài)下都有內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；物體的內(nèi)能與分子數(shù)、物體的溫度和體積三個(gè)因素有關(guān)，分子數(shù)和溫度相同的物體不一定有相同的內(nèi)能，故D正確。3．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)分子的大小是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)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；該物質(zhì)1個(gè)分子占有的空間大小是eq\f(M,ρNA)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；1kg該物質(zhì)所含的分子個(gè)數(shù)是eq\f(1,M)NA，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。4．(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，則分子間沒有引力和斥力答案AC解析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ab為引力曲線，cd為斥力曲線。題圖中曲線交點(diǎn)e所對(duì)應(yīng)r＝r0時(shí)，分子間距離的數(shù)量級(jí)為10－10m，分子間引力和斥力的合力為零，不是沒有引力和斥力，故選A、C。5.甲分子固定在坐標(biāo)原點(diǎn)O，乙分子從圖中A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過P、B兩點(diǎn)。兩分子間的分子勢(shì)能Ep與分子間距離x的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．乙分子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能B．乙分子在P點(diǎn)的分子勢(shì)能大于B點(diǎn)的分子勢(shì)能C．乙分子在B點(diǎn)的加速度為0D．乙分子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中兩分子間的作用力減小答案A解析乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小，由能量守恒定律可知，分子的動(dòng)能最大，所以乙分子在P點(diǎn)的動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能，乙分子在P點(diǎn)的分子勢(shì)能小于B點(diǎn)的分子勢(shì)能，故A正確，B錯(cuò)誤；由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，分子引力與分子斥力大小相等，合力為零，加速度為零，則乙分子在B點(diǎn)的加速度不為0，故C錯(cuò)誤；由題圖可知，乙分子在P點(diǎn)時(shí)，分子勢(shì)能最小，此時(shí)分子處于平衡位置，乙分子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過程中，分子力表現(xiàn)為斥力，隨著分子間距離減小，兩分子間的作用力增大，故D錯(cuò)誤。6．(2023·云南省校聯(lián)考模擬)下列說法中錯(cuò)誤的是()A．物體溫度越高，分子平均動(dòng)能越大B．液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)C．單晶體具有各向異性且外形規(guī)則D．物體的體積越大，分子勢(shì)能就越大答案D解析物體溫度越高，分子平均動(dòng)能越大，故A正確，不符合題意；液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢(shì)，故B正確，不符合題意；單晶體外形規(guī)則，且具有各向異性的物理性質(zhì)，故C正確，不符合題意；分子勢(shì)能與物體的體積、物態(tài)等因素有關(guān)，故物體體積越大，分子勢(shì)能不一定越大，故D錯(cuò)誤，符合題意。7．(2023·上海市普陀區(qū)?？计谥?一定質(zhì)量的乙醚液體全部蒸發(fā)，變?yōu)橥瑴囟鹊囊颐褮怏w，在這一過程中()A．分子間作用力增大B．分子引力、分子斥力均變大C．分子平均動(dòng)能增大D．分子勢(shì)能增加答案D解析乙醚液體在蒸發(fā)過程中，分子間的距離變大，分子間的作用力先增大，后減小，故A錯(cuò)誤；乙醚液體在蒸發(fā)過程中，分子間的距離變大，分子引力和分子斥力都會(huì)減小，故B錯(cuò)誤；由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，乙醚液體在蒸發(fā)變?yōu)橐颐褮怏w時(shí)，溫度不變，所以分子平均動(dòng)能不變，故C錯(cuò)誤；乙醚液體蒸發(fā)過程中，乙醚分子要克服分子間的引力做功，分子勢(shì)能增加，故D正確。8．(多選)國家游泳中心——水立方，像一個(gè)藍(lán)色透明的“冰塊”，透過它，游泳中心內(nèi)部設(shè)施盡收眼底。這種獨(dú)特的感覺來源于建筑外墻采用了一種叫ETFE(四氟乙烯和乙烯的共聚體)的膜材料，這種膜材料屬于非晶體，那么它具有的特性是()A．在物理性質(zhì)上具有各向同性B．在物理性質(zhì)上具有各向異性C．有確定的熔化溫度D．可以做成規(guī)則形狀的物體答案AD解析非晶體沒有確定的熔化溫度，在物理性質(zhì)上表現(xiàn)為各向同性，可以人工加工成規(guī)則形狀的物體，故A、D正確。9．在“用油膜法估測(cè)油酸分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中，將6mL的油酸溶于酒精，制成10L的油酸酒精溶液，測(cè)得1mL的油酸酒精溶液有75滴?，F(xiàn)取1滴該油酸酒精溶液滴在水面上，待水面穩(wěn)定后，將帶有網(wǎng)格線的透明塑料蓋板放在淺盤上，用彩筆在塑料蓋板上描出油膜的輪廓，其形狀和尺寸如圖所示，塑料蓋板上的小方格邊長為1cm。則：(1)油膜的面積是________cm2；(2)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是________mL；(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(3)按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測(cè)出油酸分子的直徑約為________m；(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(4)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果比大部分同學(xué)的結(jié)果偏大，對(duì)出現(xiàn)這種結(jié)果的原因，下列說法可能正確的是________。A．錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算B．計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理C．計(jì)算油膜面積時(shí)，只數(shù)了完整的方格數(shù)D．水面上痱子粉撒得較多，油膜沒有充分展開答案(1)1.15×102(2)8×10－6(3)7×10－10(4)ACD解析(1)大于半格的算作一格，小于半格的舍去，根據(jù)油膜形狀得知，油膜的面積為115×1cm2＝1.15×102cm2。(2)1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是V＝eq\f(1,75)×eq\f(6,1×104)mL＝8×10－6mL。(3)油酸分子的直徑約為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(8×10－6mL,1.15×102cm2)≈7×10－8cm＝7×10－10m。(4)將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積，導(dǎo)致油酸體積V偏大，根據(jù)d＝eq\f(V,S)可知，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算的油酸分子直徑偏大，故A正確；計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將不完整的方格作為完整方格處理，會(huì)導(dǎo)致油膜面積S偏大，根據(jù)d＝eq