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1、第 3 节分子间的作用力第 3 节分子间的作用力 1.分子间存在着相互作用的引力和斥力，其合力表 现为分子力。 2分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减 少，随分子间距离的减小而增大；但斥力比引力变 化的更快。 3分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的， 分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着 引力和斥力。 一、分子间的作用力 1分子间有空隙 (1)气体很容易被压缩，说明气体分子间有很大的空隙。 (2)水和酒精混合后总体积减小，说明液体分子之间存在着空隙。 (3)压在一起的金片和铅片， 各自的分子能扩散到对方的内部， 说明固体分子之间有空隙。 2分子间的作用力 (1)分子间同时存在
2、着相互作用的引力和斥力。 (2)当两个分子的距离为r0时，分子所受的引力与斥力大小相等，此时分子所受的合力为 零；当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为斥力；当分子间的距离大于r0时，作用 力的合力表现为引力。 二、分子动理论 1内容 物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥 力。 2统计规律 (1)微观方面：各个分子的运动都是不规则的，带有偶然性。 (2)宏观方面：大量分子的运动有一定的规律，叫做统计规律。大量分子的集体行为受统 计规律的支配。 1自主思考判一判 (1)水很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。() (2)气体总是很容易充满容器，这
3、是分子间存在斥力的宏观表现。() (3)用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在引力的宏观表现。() (4)气体容易被压缩，说明气体分子之间有空隙。() (5)分子间的引力随距离的增大而增大，斥力随距离的增大而减小。() 2合作探究议一议 (1)当压缩物体时，分子间的作用力表现为斥力，物体“反抗”被压缩，这时分子间还有 引力吗？ 提示：分子间同时存在分子引力和斥力，当物体被压缩时，分子斥力大于分子引力，分 子间表现为斥力，此时分子间仍存在引力。 (2)物体是由大量分子组成的，分子又在永不停息地做无规则运动，那么为什么大量分子 能聚在一起形成液体或固体而不散开？ 提示：由于分子间存在引力，引
4、力使分子聚集在一起而不分开。 (3)无缝钢筒中的高压油，当筒中压力达到足够大时，为什么会有油从筒壁中渗出？ 提示：尽管钢材坚硬、致密，但它也是由分子组成的(金属原子或离子)，分子之间存在 着空隙，在高压下，油分子就会穿越钢筒渗到外部。 对分子力的理解 1类比弹簧小球模型理解分子间的作用力 分子间距 离 分子间引力与斥力的关系分子力弹簧小球模型 rr0F引F斥零 rr0 随r的减小，F引、F斥都增大，F斥比F 引增大得快，F斥F引 分子力表 现为斥力 rr0 随r的增大，F引、F斥都减小，F斥比F 引减小得快，F斥F引 分子力表 现为引力 r10r0 分子间的作用力变得很微弱，可忽略 不计 零
5、2分子力F随r变化的关系 (1)Fr图像：如图所示。 (2)变化规律： 当rr0时，F0； 当rr0时，F随r的增大，先增大后减小； 当r10r0时，F0。 典例 如图所示，纵坐标表示两个分子间引力、斥力的大小，横 坐标表示两个分子的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力 的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的 是( ) Aab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为 1010 m Bab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为 1010 m C若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力 D若两个分子间距离大于e点的横坐标，且间距
6、增大时，则分子力的合力增大 解析 在Fr图像中， 随着距离的增大斥力比引力变化得快， 所以ab为引力曲线，cd为 斥力曲线，两曲线交点的横坐标为r0，当分子间的距离等于r0时，引力等于斥力，r0的数量 级为 1010 m，A 错误，B 正确。若两个分子间距离大于e点的横坐标，则分子间作用力表现为 引力，且合力先增大再减小，如图所示，C、D 均错误。 答案 B 分子力问题的分析方法 (1)首先要清楚分子间同时存在分子引力和分子斥力。 (2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小。 (3)分子力是指分子间引力和斥力的合力。 (4)分子力比较复杂，要抓住两个关键点：一是rr0时，分子力为零，但
7、引力和斥力大 小相等，均不为零；二是r10r0时，分子力很小，引力、斥力均可以看做为零。 1多选下面关于分子力的说法中正确的是( ) A铁丝很难被拉长，这一事实说明铁丝分子间存在引力 B水很难被压缩，这一事实说明水分子间存在斥力 C将打气筒出气管的出口端封住，向下压活塞，当空气被压缩到一定程度后很难再被压 缩，这一事实说明这时空气分子间表现为斥力 D磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力 解析：选 AB 无论怎样压缩，气体分子间距离一定大于r0，所以气体分子间一定表现为 引力。空气压缩到一定程度很难再压缩不是因为分子斥力的作用，而是气体分子频繁撞击活 塞产生压强的结果，应该用压强增大解释
8、，所以 C 不正确。磁铁吸引铁屑是磁场力的作用， 不是分子力的作用，所以 D 也不正确。 2.如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱 不脱落，主要原因是( ) A铅分子做无规则热运动 B铅柱受到大气压力作用 C铅柱间存在万有引力作用 D铅柱间存在分子引力作用 解析：选 D 挤压后的铅分子之间的距离可以达到分子之间存在相互作用力的距离范围， 故铅柱不脱落的主要原因是分子之间的引力，故 D 正确，A、B、C 错误。 3关于分子间作用力，下面说法中正确的是(其中r0为分子平衡位置之间的距离)( ) A两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力 B两个分子间距离大于r0时，分子间只有引
9、力 C压缩物体时，分子间斥力增大，引力减小 D拉伸物体时，分子间斥力和引力都减小 解析：选 D 分子间的引力和斥力是同时存在的，当rr0时，它们的合力表现为引力； 当rr0时，它们的合力表现为斥力，故 A、B 选项皆错。当物体分子间距离变化时，分子间的 引力和斥力同时增大或减小，故 C 错，D 对。 分子动理论的理解及应用 用分子动理论解释固体、液体和气体的分子运动情况 (1)固体分子运动情况：固体分子之间的距离接近r0，分子间距离增大或减小时，分子间 有较强的作用力，分子的无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动。因此固体既具有一定 的体积，又具有一定的形状。 (2)液体分子运动情况：固体受热
10、温度升高，最终熔化为液体，对大多数物质来说，分子 之间距离大约增加 3%。 因此， 液体分子之间作用力很接近固体的情况， 分子间有较强的作用力， 分子无规则运动主要表现为在平衡位置附近振动。但由于分子间距离有所增加，使分子也存 在移动性，所以液体在宏观上有一定的体积，而又有流动性，因此没有固定的形状。 (3)气体分子运动情况：液体汽化时体积约扩大为原来的 1 000 倍，说明分子间距离约增 加为原来的 10 倍。因此气体分子间距离数量级在 109 m 左右，分子间除碰撞时有相互作用力 外，彼此之间几乎没有分子作用力。所以气体在宏观上表现为没有一定的体积和形状，可以 充满整个容器。 典例 多选利
11、用分子动理论可以解释许多现象， 下面的几个实例解释正确的是( ) A锯条弯到一定程度就会断裂，是因为断裂处分子之间的斥力起了作用 B给自行车打气时越打越费力，是因为胎内气体分子多了以后互相排斥造成的 C从水中拿出的一小块玻璃表面上有许多水，是因为玻璃分子吸引了水分子 D用胶水把两张纸粘在一起，是利用了物质的分子之间的吸引力 解析 锯条弯到一定程度就会断裂是因为断裂处分子之间的距离大到一定程度时，分 子力不能再发挥作用，A 错误；给自行车打气时越打越费力，是因为胎内气体分子多了以后气 体的压强增大，而不是分子之间斥力起作用，B 错误；从水中拿出的一小块玻璃表面上有许多 水， 是玻璃分子和水分子间
12、的距离达到了分子力的作用范围， 玻璃分子吸引了水分子造成的， C 正确 ； 胶水分子和纸张分子之间的距离达到了分子引力的范围， 使两张纸通过胶水粘在一起， D 正确。 答案 CD 应用分子动理论解决实际问题时要注意研究对象是微观粒子(分子)，重点研究微观粒子 的运动规律及其之间的作用力。 1多选关于液体和固体，以下说法正确的是( ) A液体分子间的相互作用比固体分子间的相互作用强 B液体分子同固体分子一样，也是密集在一起的 C液体分子的热运动没有长期固定的平衡位置 D液体的扩散比固体的扩散快 解析：选 BCD 液体具有一定的体积，是液体分子密集在一起的缘故，但液体分子间的相 互作用不像固体微粒
13、那样强，所以选项 B 是正确的，选项 A 是错误的；液体具有流动性的原 因是液体分子热运动的平衡位置不固定，液体分子可以在液体中移动，也正是因为液体分子 在液体里移动比固体容易，所以其扩散也比固体的扩散快，所以选项 C、D 是正确的。 2多选对下列现象的解释正确的是( ) A两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力 B一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的作用力很弱 C电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用 D破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果 解析：选 ABC 高温高压下，铁分子运动非常剧烈，两铁块上的铁分子间距很容易充
14、分接 近到分子力起作用的距离内，所以两块铁经高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的 道理，A、C 正确；通常情况下，气体分子间的距离大于分子直径的 10 倍以上，分子力非常微 弱，气体分子可以做无规则的运动，从而充满整个空间，所以 B 正确；玻璃断面凹凸不平， 即使用很大的力也不能使断面间距接近到分子引力作用的距离，故碎玻璃不能结合在一起，D 错误。 3多选下列说法中正确的是( ) A往一杯水里放几粒盐，盐粒沉在水底，逐渐溶解，过一段时间，上面的水也变咸了， 这是食盐分子做布朗运动的结果 B把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置几年，结果金和铅相互渗入， 这是两种金属分子做布朗
15、运动的结果 C扩散现象不但说明分子永不停息地做无规则运动，同时也说明了分子间是有空隙的 D压缩气体比压缩固体和液体容易得多，这是因为气体分子间的距离远大于液体和固体 分子间的距离 解析：选 CD 水变咸和金与铅相互渗入都是分子扩散的结果，A 和 B 错误；扩散现象中 不同物质的分子能相互渗入，说明分子间有间隙，C 正确；气体极易被压缩，是因为气体分子 之间的距离是分子直径的 10 倍以上，分子间的作用力很小，可忽略不计，而固体、液体分子 之 间 的 距 离 很 小 ， 压 缩 时 分 子 间 斥 力 较 大 ， 不 易 被 压 缩 ， D 正 确 。 1多选关于分子间的相互作用力，以下说法中正
16、确的是( ) A当分子间的距离rr0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥 力 B分子力随分子间距离的变化而变化，当rr0时，随着距离的增大，分子间的引力和 斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力 C当分子间的距离rr0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比 引力增大得快，故分子力表现为斥力 D当分子间的距离r109 m 时，分子间的作用力可以忽略不计 解析：选 CD 当分子间的距离为r0时，引力等于斥力，分子力为零，并不是分子间无引 力和斥力，A 错误；当rr0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引 力减小得快，故分子力表现为引
17、力，B 错误。C、D 所述符合分子力的变化规律，均正确。 2多选当钢丝被拉伸时，下列说法正确的是( ) A分子间只有引力作用 B分子间的引力和斥力都减小 C分子间的引力比斥力减小得慢 D分子力为零时，引力和斥力同时为零 解析：选 BC 钢丝拉伸，分子间距离增大，分子间的引力、斥力都减小，但引力比斥力 减小得慢，分子力表现为引力，所以 B、C 正确，A 错误。当分子间距离rr0时，分子力为零， 引力和斥力大小相等，均不为零，故 D 错误。 3下列说法正确的是( ) A水的体积很难被压缩，这是因为水分子间不存在空隙 B气体能够发生扩散现象是因为气体分子间存在斥力 C两个相同的半球壳吻合接触，中间抽
18、成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这是分子 间存在吸引力的宏观表现 D碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间距离太大，几乎不存在作用力 解析：选 D 水分子间也有空隙，当水被压缩时，分子距离由r0略微减小，分子间斥力 大于引力，分子力的宏观表现为斥力，其效果是水的体积很难被压缩；当分子间距的数量级 大于 109 m 时，分子力已微弱到可以忽略，碎玻璃不能拼在一起，就是由于分子间距离太大， 几乎不存在作用力，所以选项 A 错误、D 正确。气体分子永不停息地做无规则运动，所以发生 扩散现象，实际上气体分子间距离远大于r0，分子间几乎无作用力，所以 B 错。抽成真空的 马德堡半球，之所以很难拉开，是由于
19、球外大气压力对球的作用，所以 C 错。 4.甲分子固定在坐标原点O， 乙分子位于r轴上， 甲、 乙两分子间 作用力与分子间距离关系图像如图中曲线所示，F0 表现为斥力，F0 表现为引力。a、b、c、d 为r轴上四个特定的位置，现把乙分子从a处由静止释放，则( ) A乙分子从a到b过程中，两分子间无分子斥力 B乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力先减小后增大 C乙分子从a到c一直加速 D乙分子从a到b加速，从b到c减速 解析 ： 选 C 乙分子从a到b过程中，两分子间既有引力，又有斥力，只是引力大于斥力， 故 A 错误；乙分子从a到c过程中，两分子间的分子引力一直增大，故 B 错误；乙分子从
20、a 到c一直受到引力的作用，一直做加速运动，故 C 正确、D 错误。 5有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不能再 靠近为止，在这整个过程中( ) A分子力总对乙做正功 B乙总是克服分子力做功 C先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功 D乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功 解析：选 C 甲、乙两分子间的距离大于r0时，分子力表现为引力，随着甲、乙分子距 离减小，分子力对乙做正功；分子间的距离小于r0时，分子力表现为斥力，随着甲、乙分子 距离减小，分子力对乙做负功，故 C 正确。 6.多选 某人用原子级显微镜观察高真空的空间，发现有一对分子A和B环 绕一
21、个共同“中心” 旋转，如图所示，从而形成一个“类双星”体系，并且发 现此“中心”离A分子较近，这两个分子间的距离用r表示。已知当rr0时两分子间的分子 力为零，则在上述“类双星” 体系中，A、B两分子间有( ) A间距rr0 B间距rr0 CA的质量大于B的质量D.A的速率大于B的速率 解析：选 AC 分子A和B环绕一个共同“中心”旋转，分子间引力提供向心力，故分子 间距离rr0；又Fm2r，vr，而它们的相同且rArB，所以有mAmB、vAvB。故 选项 A、C 正确、B、D 错误。 7将下列实验事实与其产生的原因对应起来。 实验事实有以下五个： A水与酒精混合后体积变小B固体很难被压缩 C
22、细绳不易被拉断D.糖在热水中溶解得快 E冰冻食品也会变干 其产生的原因如下： a固体分子也在不停地运动 b分子运动的激烈程度与温度有关 c分子之间存在着空隙 d分子间存在着引力 e分子间存在着斥力 与 A、B、C、D、E 五个实验事实相对应的原因分别是 A_，B_，C_， D_，E_(在横线上分别填上与实验事实相对应的原因前的字母代号)。 答案：c e d b a 8随着科学技术的发展，近几年来，也出现了许多的焊接方式，如摩擦焊接、爆炸焊接 等，摩擦焊接是使焊件的两个接触面高速地向相反的方向旋转，同时加上很大的压力(每平方 厘米加到几千到几万牛顿的力)，瞬间就焊接成一个整体了。试用学过的分子动理论知识分析 摩擦焊接的原理。 解析：摩擦焊接是利用了分子引力的作用。当焊接的两个物体的接触面朝相反的方向高 速旋转时，又施加上很大的压力，就可以使两接触面上大量分子间的距离达到或接近r0，从 而使两个接触面瞬间焊接在一起。 答案：见解析