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高中物理必修3-3第18章分子间的作用力经典例题与解析

分子间作用力

分子间总是同时存在着相互作用的引力和斥力,分子力是引力与斥力的合力分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小、随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快如图所示。

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1r=r0时,F=FF=0

2r<r0时,FF都随距离的减小而增大,但F<FF表现为斥力;

3r>r0时,FF都随距离的增大而减小,但F>FF表现为引力;

4r>10r0109 m时,FF都已经十分微弱,可以认为分子间没有相互作用力F=0

【例题1】下列说法中正确的是

A.分子a从远处趋近固定不动的分子b,当a到达受b的作用力为零处时a的动能一定最大

B.微粒越大,撞击微粒的液化分子数量越多,布朗运动越明显

C.液体与大气相接触,表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引

D.一定量的理想气体的内能只与它的温度有关

参考答案:ACD

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名师点睛:分子间存在着相互作用力:(1)分子间同时存在相互作用的引力和斥力;(2)分子力是分子间引力和斥力的合力;(3r0为分子间引力和斥力大小相等时的距离,其数量级为10–10 m;(4)如图所示,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快。

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【例题2】.关于分子力,正确的说法

A.分子间的相互作用力是万有引力的表现

B.分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的

C.当分子间距离r>r0时,随着r的增大,分子间斥力和引力都减小,但斥力减小的更快,合力表现为引力

D.当分子间距离大于10倍的r0时,分子间的作用力几乎等于零

参考答案:BCD【例题解析】分子力是由于分子内带电粒子的相互作用和运动而引起的,由于分子的质量非常小,分子间的万有引力忽略不计,A错误,B正确;分子间同时存在着相互作用的斥力和引力,且斥力和引力都随着分子间距离的增大而减小,且分子力为短程力,当分子间距离r>r0时,分子间相互作用的斥力小于引力,分子力表现为引力,当分子间距离大于10倍的r0时,分子间的作用力几乎等于零,CD正确。

【例题3】.甲、乙两个分子相距较远,它们之间的分子力为零,在它们逐渐接近到不能再接近的全过程中,分子力大小的变化和分子势能大小的变化情况正确的是

A.分子力先增大,后减小;分子势能一直减小

B.分子力先增大,后减小;分子势能先减小后增大

C.分子力先增大再减小,后又增大;分子势能先减小再增大,后又减小

D.分子力先增大再减小,后又增大;分子势能先减小后增大

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【名师点睛】该题考查分子力与分子势能随分子距离变化的关系,分子力做功对应着分子势能的变化,要正确分析分子之间距离与分子力、分子势能的关系。

【例题4】.关于分子间的作用力,说法正确的是

A.若分子间的距离增大,则分子间的引力增大,斥力减小

B.若分子间的距离减小,则分子间的引力和斥力均增大

C.若分子间的距离减小,则分子间引力和斥力的合力将增大

D.若分子间的距离增大,则分子间引力和斥力的合力将减小

参考答案:B【例题解析】分子间的引力、斥力和合力随分子间距离变化的图象,如图所示。

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若分子间的距离增大,则分子间的引力减小,斥力也减小,选项A错误;若分子间的距离减小,则分子间的引力和斥力均增大,选项B正确;若分子间的距离从大于r0的适当位置减小则分子间引力和斥力的合力将减小,选项C错误;若分子间的距离从r0的位置增大,则开始一段距离内分子间引力和斥力的合力将增大,选项D错误;故选B

【名师点睛】对于分子力的变化的判断要注意以下几点:1.分子之间存在着相互作用的引力和斥力,注意引力和斥力是同时存在的;2.引力和斥力都随分子间的距离的增大而减小,注意斥力减小的要比引力减小的快;3.当分子间的距离等于r0时,分子的引力和斥力大小相等,分子力为零,当分子间的距离为分子距离的十倍以上时,分子力已经非常弱了,此时往往忽略分子间相互的引力和斥力。

【例题5】.在下列说法中正确的是

A.在分子间距离增大的过程中,分子间的作用力可能增加可能减小

B.当气体膨胀时,气体分子之间的势能减小,因而气体的内能减少

C.布朗运动说明悬浮在液体中花粉颗粒的分子在永不停息地做无规则的热运动

D给自行车轮胎打气,越来越费力,主要是由于打气过程中分子间斥力逐渐增大,引力逐渐减小的缘故

A【解析】当分子间距大于r0时,随分子间距离增大,分子力先增大后减小;当分子间距小于r0时,随分子间距离增大,分子力减小,选项A正确;对于气体不考虑分子势能,故B错误。布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动,是由大量分子撞击引起的,反应了液体分子的无规则运动,故C错误。给自行车轮胎打气时,轮胎内气体压强逐渐增大,因此打气越来越费力,并非分子之间斥力导致,故D错误。故选A