2019-2020学年高中物理第七章分子动理论3分子间的作用力课后检测含解析新人教版选修3-3
3 分子间的作用力
记一记
分子间的作用力知识体系
一种方法——分子力做功类比重力做功
一个理论——分子动理论
三类关系——
辨一辨
1.分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是其合力．(√)
2．分子间距离减小时，引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快．(×)
3．当分子间距的数量级大于10－9 m时，分子力已微弱到可以忽略．(√)
4．物体是由大量分子组成的．(√)
5．分子永不停息地做无规则运动．(√)
想一想
1.当分子力为引力时，能否说明分子之间不存在斥力？
提示：不能，分子间引力和斥力是同时存在，分子力为引力是引力与斥力的合力表现为引力．
2．两个相同的半球吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，是分子间引力的宏观表现，正确吗？
提示：不正确，是外界大气压力造成的．
3．从物理角度看破镜为什么不能重圆？为什么人们可以把两个物体焊接(粘接)在一起？
提示：镜子破了后，断裂处从分子大小的尺度上来说总是凸凹不平的，怎么挤压断裂处两部分绝大多数分子之间的距离都远大于相互作用的分子力距离的范围，所以从物理角度说，破镜不能重圆；两部分物体焊接在一起，是通过熔化的焊条把两部分物体结合处填满，达到了结合处绝大多数的分子之间的距离在相互作用的分子作用力距离的范围之内，所以可以把两个物体焊接(包括粘接)在一起．
思考感悟：
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练一练
1.分子间相互作用力由引力和斥力两部分组成，则( )
A．引力和斥力是同时存在的
B．引力总是大于斥力，其合力总表现为引力
C．分子之间距离越小，引力越小，斥力越大
D．分子之间距离越小，引力越大，斥力越小
解析：分子间的引力和斥力是同时存在的，故A项正确；它们的大小随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力随分子间距离的变化而变化得更快一些，故C、D两项错误；当r
r0时，合力表现为引力，故B项错误．
答案：A
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：本题考查了分子力的概念，下面铅柱不脱落，是因为上面铅柱对它有向上的分子引力作用，D项正确．
答案：D
3．(多选)如图所示，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象如图．现把乙分子从r3处由静止释放，则( )
A．乙分子从r3到r1一直加速
B．乙分子从r3到r2过程中呈现引力，从r2到r1过程中呈现斥力
C．乙分子从r3到r1过程中，两分子间的分子力先增大后减小
D．乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大
解析：乙分子从r3到r1一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减小，故乙分子做加速运动，A、C两项正确；乙分子从r3到r1过程中一直呈现引力，B项错误；乙分子从r3到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D项错误．
答案：AC
4．关于分子动理论，下列说法不正确的是( )
A．物质是由大量分子组成的
B．分子永不停息地做无规则运动
C．分子间只有相互作用的引力或者斥力
D．分子间同时存在相互作用的引力和斥力
解析：物质是由大量分子组成的，此处的分子既包括分子，也包括原子和离子，故A项正确．分子在永不停息地做无规则的热运动，并且温度越高，分子的无规则运动越剧烈，故B项正确．分子之间存在相互作用的引力和斥力，并且引力和斥力同时存在，故C项错误，D项正确．
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答案：C
要点一 对分子间相互作用力的理解
1.下列说法中正确的是( )
A．给汽车轮胎充气时费力说明分子间有斥力
B．液体很难被压缩说明液体分子间只存在斥力
C．向气球充气时，需要用力，这说明分子间有斥力
D．以上说法全错
解析：由于轮胎、气球内外的压强差较大，用力时需要克服气体的压强，与分子间有斥力无关，A、C错误；液体分子之间引力和斥力同时存在，只不过在压缩时分子力表现为斥力，故B项错误，只能选D项．
答案：D
2．(多选)下列现象能够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．光滑的铅块经过挤压后“粘”在一起
D．用电焊把两块铁焊在一起
解析：正、负电荷相互吸引，是电场的作用，故A项不符合题意；磁体吸引附近的小铁钉是磁场力的性质，不是分子力的结果，故B项不符合题意；光滑的铅块经过挤压后“粘”在一起与用电焊焊接铁块，都是物质分子间距离在r0r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表现为引力
C．当分子间的距离rr0时，分子间的引力和斥力都随距离的增大而减小，但斥力比引力减小的快，当r≥10－9 m时，分子力可忽略不计，B项错误，C、D两项正确．
答案：CD
6．在弹性限度内，弹力的大小跟弹簧伸长或缩短的长度成正比，从分子间相互作用力跟分子间距离的关系图象来看，最能反映这种规律的是图中的( )
A．ab段 B．bc段
C．de段 D．ef段
解析：当r＝r0时，分子间作用力为零；当r>r0时，分子间作用力表现为引力，对应弹簧被拉长；当rr0时，分子间只有引力
解析：分子间同时存在引力和斥力，这两个力都随分子间距的增大而减小，但分子力(引力与斥力的合力)却不是这样．当分子间距rr0时，引力比斥力大，分子力表现为引力，在某阶段逐渐增大，然后又逐渐减小．通过上面的分析可知，B、C两项正确，A、D两项错误．
答案：BC
3．甲分子固定于坐标原点O，乙分子从远处由静止释放，在分子力作用下靠近甲．图中b点是引力最大处，d点是分子靠得最近处，则乙分子加速度最大处可能是( )
A．a点 B．b点
C．c点 D．d点
解析：a点和c点处分子间的作用力为零，乙分子的加速度为零．从a点到c点分子间的作用力表现为引力，分子间的作用力做正功，速度增加，从c点到d点分子间的作用力表现为斥力，分子间的作用力做负功．由于到d点分子的速度为零，因分子引力做的功与分子斥力做的功相等，即cd·Lcd＝ac·Lac，所以Fd>Fb.故分子在d点加速度最大，正确选项为D.
答案：D
4．(多选)下列说法正确的是( )
A．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
B．气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
C．两个相同的半球壳吻合接触，中间抽成真空(马德堡半球)，用力很难拉开，这就是分子间存在引力的宏观表现
D．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这就是分子间存在引力的宏观表现
解析：水很难被压缩说明分子间存在一定的斥力，故A项正确；气体总是很容易充满容器是分子热运动的结果，而不是分子间斥力的宏观表现，故B项错误；马德堡半球很难被拉开的原因是外界大气压力，故C项错误；拉伸物体需要力说明分子之间存在引力，故D项正确．
答案：AD
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5．如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端，使玻璃板水平接触水面，要想使玻璃板离开水面，所用向上的拉力应( )
A．大于玻璃板的重力
B．小于玻璃板的重力
C．等于玻璃板的重力
D．等于玻璃板的重力减去水的浮力
解析：玻璃板被提起时，要受到水面上的水分子的引力，所以拉力要大于玻璃板的重力，玻璃板被提起时不受浮力，故A项正确．
答案：A
6．(多选)两个分子从靠近得不能再近的位置开始，使两者之间的距离逐渐增大，直到大于10r0，在这一过程中，关于分子间的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．分子间作用力的合力在逐渐减小
D．分子间作用力的合力先减小到零，然后再增大，最后无限趋近于零
解析：当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，故A正确，B错误．由分子间的作用力跟分子间距离的关系可知，分子间作用力的合力随分子间距离的增大先减小为零，然后再增大，最后无限趋近于零，故C错误，D正确．
答案：AD
7．当两个分子间的距离为r0时，正好处于平衡状态，下列关于分子间作用力与分子间距离的关系的说法正确的是( )
A．当分子间的距离rF引，合力表现为斥力，并非只受斥力，故A、B两项错误；当分子间的距离从0.5r0增大到10r0的过程中，分子间的引力和斥力都减小，而且斥力比引力减小得快，分子间作用力的合力先减小到零，再增大再减小到零，故C项正确，D项错误．
答案：C
8．(多选)如图所示描述的是分子引力与分子斥力随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线，下列说法中正确的是( )
A．F引随r的增大而增大
B．F斥随r的增大而增大
C．r＝r0时，F斥与F引大小相等
D．F引和F斥都随r的增大而减小
解析：F引和F斥均随r的增大而减小，当r＝r0时，F引与F斥
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大小相等，故C、D两项正确．
答案：CD
9．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的关系图象如图中曲线所示，F>0，分子力表现为斥力；F<0，分子力表现为引力．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运动到b的过程中，两分子间无分子斥力
B．乙分子从a运动到c的过程中，两分子间的引力先减小后增大
C．乙分子从a运动到c的过程中，一直加速
D．乙分子从a运动到b的过程中加速，从b运动到c的过程中减速
解析：分子间的引力和斥力同时存在，乙分子从a运动到b的过程中，两分子间既有引力，也有斥力，只是引力大于斥力，A项错误；由题图可知，乙分子从a运动到c的过程中，两分子间的引力先增大后减小，但乙分子一直做加速运动，B、D两项错误，C项正确．
答案：C
10．分子甲和分子乙距离较远，设分子甲固定不动，分子乙逐渐向分子甲靠近，直到不能再靠近．在这一过程中( )
A．分子力总是对分子乙做正功
B．分子乙总是克服分子力做功
C．先是分子乙克服分子力做功，然后分子力对分子乙做正功
D．先是分子力对分子乙做正功，然后分子乙克服分子力做功
解析：由于分子间距大于r0时，分子力表现为引力，因此分子乙从远处移到距分子甲r0处的过程中分子力做正功；由于分子间距离小于r0时分子力表现为斥力，因此分子乙从距分子甲r0处继续向分子甲靠近时要克服分子力做功．故D项正确．
答案：D
11．两个分子从远处(r>10－9 m)以相等的初速度v相向运动，在靠近到距离最小的过程中，其动能的变化情况为( )
A．一直增加 B．一直减小
C．先减小后增加 D．先增加后减小
解析：从r>10－9 m到r0时，分子间作用力表现为引力，随距离的减小，分子力做正功，分子动能增加；当分子间距离由r0减小时，分子间作用力表现为斥力，随距离减小，分子间作用力做负功，分子动能减小，D项正确，A、B、C三项错误．
答案：D
能力达标
12.(多选)下列关于分子间距与分子力的说法中，正确的是( )
A．水和酒精混合后的体积小于原来的体积之和，说明分子间有空隙；正是由于分子间有空隙，才可以将物体压缩
B．水很难被压缩，这是由于水分子间距稍微变小时，分子间的作用就表现为斥力
C．一般情况下，当分子间距rr0时，分子力表现为引力
D．弹簧被拉伸或被压缩时表现的弹力，正是分子引力和斥力的对应表现
E．扩散现象表明分子间不存在引力
解析：正是因为分子间有间隙，才使得水和酒精混合后，总体积减小，才可以将物体压缩，A项正确；水很难被压缩，说明分子力表现为斥力，B项正确；由分子力与分子间距离的关系可知C项正确；弹簧的弹力是由于弹簧发生弹性形变而产生的，与分子力是两种不同性质的力，D项错误；扩散现象表明分子不停地做无规则运动，E项错误．
答案：ABC
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13．在建造大型水面舰艇时，船体是由几个部分焊接而成的，在焊接过程中严禁出现假焊和沙眼，你能用学过的知识解释这是为什么吗？
答案：大型水面舰艇在焊接过程中，分几个层次和步骤进行多次焊接，在焊接过程中如果出现假焊或沙眼，就会使分子之间的距离远大于10r0，造成分子间几乎没有作用力，也就影响到船体的坚固程度，所以在焊接过程中严禁出现假焊和沙眼．
14．有人曾经用这样一个装置来模拟分子间的相互作用，如图所示，一根弹簧，两端分别固定一个小球，用来表示两个分子，两个小球用一根橡皮筋相连，弹簧处于被压缩状态，橡皮筋处于被拉伸状态，弹簧对两球的弹力向外，表示分子间的斥力，橡皮筋对两球的弹力向里，表示分子间的引力，试分析这个模型是否能说明分子间的相互作用情况．
答案：这个模型只能模拟分子间的引力和斥力是同时存在的，但不能完全说明其作用细节．根据分子动理论，分子间的斥力和引力都随分子间距离的增大而减小，当把模型中的两个小球间距离稍增大一些，弹簧的压缩量减小，对两球向外的弹力减小，但这时橡皮筋的伸长量增大，对两球向里的弹力增大，这就跟分子间引力和斥力都随分子间距离增大而减小的事实相违背，因此说，这个模型不能完全说明分子间相互作用的情况．
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