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【金版新学案】2013-2014学年高中物理同步配套辅导与检测（粤教版，选修3-3）：第一章 第四节 分子间的相互作用力（47张ppt）
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第四节 分子间的相互作用力
分子动理论
1．知道分子间的相互作用力有引力和斥力，引力和斥力是同时存在的，实际表现出来的分子力是引力和斥力的合力．
2．知道什么叫做平衡位置，知道分子间实际表现出来的作用力为零时，分子间距离r0的数量级．分子间的距离r<r0时，实际表现的分子力为斥力．
3．知道当分子间的距离r<r0时，分子间的引力和斥力都随分子间的距离减少而增大，而且斥力比引力增大得快，分子间的作用力表现为斥力．
4．知道当分子间的距离r>r0时，分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减少，而且斥力总是比引力小，分子间的作用力表现为引力．
5．知道分子是短程力，当分子间距离的数量级大于分子大小的10倍时，分子力已很微弱，可忽略不计．
分子动理论是在坚实的实验基础上建立起来的．我们通过单分子油膜实验、离子显微镜观察钨原子的分布等实验，知道物质是由很小的分子组成的，分子大小在10－10m数量级．我们又通过扩散现象和布朗运动等实验知道了分子是永不停息地做无规则运动的．分子动理论还告诉我们分子之间有相互作用力，这结论的实验依据是什么？分子间相互作用力有什么特点？
1．分子间的相互作用力有____和____，____和____是同时存在的，实际表现出来的分子力是____和____的合力．
2．分子之间的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关，都随着间距的增大而____，随间距的减少而____，但斥力变化比引力____．
引力 斥力 引力 斥力
引力 斥力
减少 增大
快
3．当分子间距等于r0时，某一个分子所受的引力和斥力____ ，这个分子所受的合力为________；r0的数量级约为____________，此时分子间处于平衡位置．
4．当分子间的距离小于r0时，作用力的合力表现为____；当分子间的距离大于r0时，作用力的合力表现为__________．
相等 0
10－10m
斥力
引力
分子间存在相互作用力
分子间同时存在引力和斥力，分子间有引力，分子间又有空隙，却没能紧紧吸在一起，这说明了分子间还存在着斥力．
从宏观上分析：以固体物质为例，物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间存在着相互作用的引力，所以，要使物体被拉伸一定需要外力来克服分子间的
引力；物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物质的分子间还存在着相互作用的斥力，所以，要使物体被压缩，一定需要外力来克服分子间的斥力．
从微观上分析：分子间虽然有空隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在着引力．
下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的( )
A．两块铅压紧以后能连成一块，说明存在引力
B．一般固体、液体很难被压缩，说明存在着相互排斥力
C．拉断一根绳子需要一定大小的力说明存在着相互吸引力
D．碎玻璃不能拼在一起，是由分子间存在着斥力
解析：铅压紧时，距离小于10 r0，表现为引力，说明有引力的存在，同理B、C也正确，玻璃不能拼在一起，是由于分子间距大于10 r0.
答案：D
1．下列事例不能说明分子间有相互作用力的是( )
A．金属块经过锻打能改变它原来的形状而不断裂
B．拉断一个钢筋要用一定的外力
C．食盐能溶于水而石蜡却不能溶于水
D．液体一般能难压缩
解析：食盐能溶于水而石蜡不溶于水是由物质的溶解性决定的．
答案：C
分子间引力和斥力的大小跟分子间距离的关系
经过研究发现分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小．但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如下图中两条虚线所示．
由于分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力．在图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况．当两个分子间距在图象横坐标r0距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r0的数量级为10－10 m，相当于r0位置叫做平衡位置．
分子间距离当r＜r0时，分子间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力．当r＞r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随
距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10－9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了．在图中表示分子间距离r不同的三种情况下，分子间引力斥力大小的情况．
(a)
(b)
(c)
当物体被拉伸时，物体内分子间相互作用力的变化是( )
A．斥力和引力都增大，但引力比斥力增大得更快
B．斥力和引力都减小，但斥力比引力减小得更快
C．斥力减小，引力增大
D．斥力消失，只有引力
解析：固体被拉伸时，物体内部分子间距离变大，分子引力和斥力都减小， A、C均错．随着分子间距离的增大，分子斥力要比引力减小得更快，但两者同时存在，故B对， D错．
答案： B
2.(双选）如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在测力计的下端，使玻璃板水平地接触水面，用手缓慢竖直向上拉测力计，则玻璃板在拉离水面的过程中( )
A．测力计示数始终等于玻璃板的重力
B．测力计示数会出现大于玻璃板重力的情况
C．因为玻璃板上表面受到大气压力，所以拉力大于玻璃板的重力
D．因为拉起时还要克服水分子间的吸引力，所以拉力大于玻璃板的重力
解析：玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，与大气压力无关，故B、D正确．
答案：BD
固体、液体和气体的分子运动情况
分子动理论告诉我们物体中的分子永不停息地做无规则运动，它们之间又存在着相互作用力．分子力的作用要使分子聚集起来，而分子的无规则运动又要使它们分散开来．由于这两种相反因素的作用结果，有固体、液体和气体三种不同的物质状态．
(1)固体有一定的形状和体积．因为在固体中，分子间距离较近，数量级在10－10 m，分子之间作用很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动．
(2)液体在宏观上有一定的体积，而又有流动性，没有固定的形状．固体受热温度升高，最终熔化为液体，对大多数物质来说，其体积增加10%，也就是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．
(3)气体在宏观上表现出没有一定的体积形状，可以充满任何一种容器．液体汽化时体积扩大为原来的1000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10－9 m，分子间除碰撞时有相互作用力外，彼此之间一般几乎没有分子作用力，分子在两次碰撞之间是自由移动的．
（双选）下列现象和结论正确的是( )
A．液体和固体很难被压缩，说明液体和固体分子之间存在斥力
B．液体和固体很难被压缩，说明液体和固体分子间无间隙
C．物体不易被拉断，说明分子间存在着引力
D．金属分子能聚集到一起形成金属块说明金属原子间的作用力一直表现为引力
解析：固体分子间距离较近，数量级在10－10 m，分子之间作用力很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动．液体分子之间作用力很接近固体情况，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．当压缩时表现出斥力，拉伸时表现出引力．
答案：AC
3．下列现象能说明分子之间有相互作用力的是( )
A．一般固体难于拉伸，说明了分子间有引力
B．一般液体易流动和变成小液滴，说明了液体分子间有斥力
C．用打气筒给自行车轮胎打气，越打越费劲，说明了压缩后的气体分子间有斥力
D．高压密闭的钢筒中的油会沿筒壁溢出，这是钢分子对油分子的斥力
解析：液体的流动性不能用引力和斥力来解析，而是化学键的作用；C中应“压缩后”去掉，因为气体分子在不压缩时也有斥力的作用，只是很小(本题是气体压强的体积的关系的原因，以后将会学习到)；D中现象是说明分子间有间隙，油能从筒壁溢出，这是外力作用的结果．
答案：A
1．（双选）下列现象可说明分子间有引力的是( )
A．正、负电荷相互吸引
B．磁体吸引附近的小铁钉
C．用粉笔写字在黑板上留下字迹
D．用电焊把两块铁焊在一起
解析：正、负电荷相互吸引是电场力；磁体吸引附近的小铁钉是磁场力．
答案：CD
2.（2012·广东卷）清晨，草叶上的露珠是由空气中的水汽凝结成水珠，这一物理过程中，水分子间的（）
A.引力消失，斥力增大
B.斥力消失，引力增大
C.引力、斥力都减小
D.引力、斥力都增大
解析：水汽凝结成水珠时，水分子之间的距离变小，引力、斥力都随分子间的距离的减小而增大.
答案：D
3．固体、液体很难被压缩的原因是由于( )
A．分子间无间隙
B．分子间无引力
C．分子间存在斥力
D．分子在永不停息地做无规则运动
解析：固体和液体的分子间距离较近，数量级在10－10m，分子之间作用很大，绝大部分分子只能在各自平衡位置附近做无规则的振动．液体分子之间作用力很接近固体情况，分子间有较强的作用力；当被压缩时，分子间距离r<ro，相互作用力表现为斥力．
答案：C
4．两块光滑、干燥的玻璃，紧贴在一起也不能相互吸住，原因是( )
A．两块玻璃分子间不存在作用力
B．两块玻璃分子间距离太小，分子间作用力表现为斥力
C．两块玻璃分子间距离太大，作用力太小
D．两块玻璃的分子运动缓慢
解析：因为分子间的距离r≥10r0，引力和斥力都很小，分子力可以忽略不计．
答案：C
5．从分子运动的观点看，物体受热膨胀的原因是( )
A．物体内各个分子体积变大
B．分子无规则振动加快，振动范围增大
C．物体各分子间挤进了空气
D．分子间斥力增大，分子间距离变大
解析：温度升高，分子运动加剧，分子无规则振动加快，振动范围增大，分子间的作用力还为引力．
答案：B
6．（双选）关于分子间作用力，下列说法中正确是( )
A．当分子间距离为r0时，它们之间既没有斥力也没有引力
B．分子间的距离大于r0时，分子间只有引力
C．分子间的引力和斥力都随分子间的距离的增大而减少
D．分子间的平衡距离r0与分子直径是同一数量级
解析：r＝r0时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零．分子间距离当r＜r0时，分子间引力和斥力都随距离减小而增大，但斥力增加得更快，因此分子间作用力表现为斥力．当r＞r0时，引力和斥力都随距离的增大而减小，但是斥力减小的更快，因而分子间的作用力表现为引力，但它也随距离增大而迅速减小，当分子距离的数量级大于10－9m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了．
答案：CD
7．关于分子力，下面说法正确的是( )
A．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律
B．两物体分子间引力的合力等于万有引力
C．分子间相互作用的引力和斥力不是一对作用力和反作用力
D．浮力等于固体与液体表面分子间作用力的合力
解析：分子力是一对相互作用力，不管表现为引力还是斥力；分子力、万有引力和浮力是不同性质的力．
答案：C
8．（双选）两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大，直到大于分子直径的10倍以上．这一过程中下列关于分子间相互作用力的说法正确的是( )
A．分子间的引力和斥力都在减小
B．分子间的斥力在减小，引力在增大
C．分子间相互作用的合力在逐渐减小
D．分子间相互作用的合力先减小后增大，再减小到零
解析：分子间存在着引力和斥力，当距离增大时，二力都在减小，只是斥力减小得比引力快，当r>r0时，分子间的斥力小于引力，表现为引力；反之表现为斥力．r＝r0时，引力和斥力相等，此二力的合力为零；，当r≥10r0时，引力和斥力都很小，分子力可以忽略不计．
答案：AD
9．设r0是分子间引力和斥力平衡时的距离，r 是两个分子的实际距离，则以下说法中正确的是( )
A．r＝r0时，分子间引力和斥力都等于零
B．r>r0时，分子间只有引力而无斥力
C．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力先增大后减小
D．由10r0逐渐减小到小于r0的过程中，分子间的引力和斥力都增大，其合力先增大后减小再增大
解析：当r ＝ r0时，分子间引力和斥力相等，但都不为零，只有合力为零， A错．在r > r0时，引力大于斥力，两者同时存在，B错．在r < r0减小的过程中分子引力和斥力都增大，C错， 由10 r0逐渐减小到小于r0的过程中，由分子力随r的变化关系图线可知，分子力有一个极大值，到小于r0时分子力又增大，所以在r由10 r0逐渐减小到小于r0的过程中分子力是先增大后减小再增大．
答案：D
10．两个分子甲和乙相距较远(此时它们之间的分子力可忽略)，设甲固定不动，乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近为止的整个过程中( )
A．分子力总是对乙做正功
B．乙总是克服分子力做功
C．先是乙克服分子力做功；然后分子力对乙做正功
D．先是分子力对乙做正功；然后乙克服分子力做功
解析：在乙分子逐渐向甲分子靠拢的过程中，r>r0时，分子力表现为引力，此时分子力对乙做正功，r<r0时，分子力表现为斥力，阻碍乙分子靠拢，此时分子力做负功，即乙克服分子力做功．
答案：D
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