21．在学习了有关分子的知识后，小明提出了一个问题：分子这么多又这么小，分子之间有没有间隙呢？于是，他做了如图所示的实验。
（1）观察实验过程及实验现象，可得出的结论是；
（2）在此基础上，小明又进一步思考：分子间的距离与温度有什么关系呢？于是，他又做了下面的实验。用水、食用油、熔化的蜡烛、洗发精分别装满四个相同的小玻璃杯并放进冰箱的冷冻室，
待它们全部凝固后取出，观察体积的变化。结果发现，只有水结冰后表面向外鼓出来，其余液体降温后，表面都向内凹。
由此可知，水结冰后体积变，说明降温后分子间的距离变；其余液体降温后体积变，说明降温后分子间的距离变；
（3）在物理学中，有时需要研究看不见的或不明显的物质现象，这时就必须将研究方向转移到该物质产生的各种可见的效应上，这种研究方法叫作转换法。在前面的物理学习中，我们已经用过该方法，请举一例：。
【答案】（1）分子间有间隙
（2）大大小小
（3）利用扩散现象来研究分子的运动
【详解】（1）图示实验，水和酒精充分混合后，其总体积比水和酒精总体积之和小，说明水和酒精分子分别进入对方，可得出：分子间有间隙。
（2）[1][2]水结冰后，表面向外鼓出，说明结冰后体积变大了。即降温后，分子间的距离变大了。
[3][4]其余液体降温后，表面都向内凹，说明降温后，体积变小了，即降温后，分子间的距离变小。
（3）分子的运动无法直接观察，通过两种物体相互进入对方的扩散现象来说明分子的运动，这是利用了转换法。
22．如图所示，把一只装有空气的瓶子倒放在装有密度较大的红棕色二氧化氮气体的瓶子上，使两瓶子的瓶口相对，两瓶之间用一块玻璃板隔开。
（1）抽去玻璃板后，我们可以观察到；
（2）这一现象说明；
（3）若装有空气的瓶子在下、装二氧化氮气体的瓶子在上，抽去玻璃板后（选填“能”或“不能”）观察到与上面相同的现象；看到的现象（选填“能”或“不能”）说明（2）
中的观点，你判断的依据是。
【答案】（1）装有空气的瓶子内的气体颜色慢慢变深
（2）组成气体的分子在不停地做无规则运动
（3）能 不能 由于二氧化氮气体密度大于空气密度，抽去玻璃板后，二氧化氮气体会自然下沉
【详解】（1）抽去玻璃板后，我们可以观察到：装有空气的瓶子内的气体颜色慢慢变深，最终两个瓶子颜色变得均匀。因为二氧化氮气体的分子在不停地做无规则运动，会逐渐扩散到上面装有空气的瓶子中。
（2）这一现象说明：组成气体的分子在不停地做无规则运动。两种气体能够相互混合，是分子无规则运动导致的扩散现象。
（3）[1][2][3]若装有空气的瓶子在下、装二氧化氮气体的瓶子在上，抽去玻璃板后能观察到与上面相同的现象。但是看到的现象不能说明（2）中的观点。判断的依据是：由于二氧化氮气体密度大于空气密度，抽去玻璃板后，二氧化氮气体会自然下沉 ，这种混合可能是由于重力作用导致的，而不能单纯说明是分子在不停地做无规则运动。
23．如图所示是三个热学实验。请根据实验现象回答相关问题：
甲图 A 瓶中装有无色的空气、B 瓶中装有红棕色的二氧化氮气体；
乙图用弹簧测力计拉玻璃板，玻璃板的下表面与水面接触未分开，发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力；
丙图加热使水沸腾，水蒸气冲起软木塞；
（1）甲实验中两个瓶口上下相对，然后抽掉玻璃板。上面放置（选填“A”或“B”）瓶，说明气体扩散现象；
（2）其中乙实验现象表明分子间存在力；
（3）丙实验展示了内燃机的工作原理。燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的能转化为塞子的动能。
【答案】（1）A
（2）引
（3）内
【详解】（1）由于重力的影响，把密度大的气体放在密度小的气体上面时，上面的气体会自动的向下运动；此时无法判断气体的混合是因为重力的影响还是因为气体分子做永不停息的无规则运动导致的；因此要把密度小的空气放在上面。
（2）实验中，弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力，说明玻璃板还受到了竖直向下的力，即玻璃分子与水分子间存在相互作用的引力。
（3）丙实验中，高温高压的水蒸气把活塞推飞出去，水蒸气的内能转化为活塞的机械能；这一过程与内燃机的做功冲程原理相同，内燃机的做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能。
拓展培优练
24．验证“气体分子做无规则运动”实验时，小华用一个玻璃瓶装有空气，另一个相同大小玻璃瓶装有红棕色二氧化氮气体（已知p二氧化氮>p空 ），口对口对接，中间用玻璃片隔开（如图）。抽去玻璃片后，红棕色二氧化氮会逐渐向下与空气混合。小李认为二氧化氮分子可以自发地进入空气中，就验证了气体分子做无规则运动。
（1）你同意小李的意见吗?（选填“同意”或“不同意”）；理由是；
（2）若要求只利用现有器材，通过实验证明“气体分子做无规则运动”。请你写出:
①主要实验操作:；
②相应实验现象:。
【答案】（1）不同意 见解析
（2）将图中的装置倒过来，并抽去玻璃片 二氧化氮气体会向上运动逐渐与空气混合均匀
【详解】（1）[1][2]不同意；因为二氧化氮的密度大于空气的密度，将密度大的二氧化氮气体放在上方，抽去玻璃片后，密度大的二氧化氮气体在重力的作用下会向下运动与空气混合，所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动。
（2）[1]若要求只利用现有器材，通过实验证明“气体分子做无规则运动”，应将图中的装置倒过来，并抽去玻璃片。
[2]通过上面的操作看到的现象是：二氧化氮气体会向上运动逐渐与空气混合均匀，这样才能证明气体分子在做无规则运动。
25．观察如图所示的实验，回答下列问题：
（1）A图中，抽掉玻璃板后，两瓶中气体会混合在一起，颜色逐渐变；（选填“均匀” 或“不均匀”）
（2）B图中，红墨水在热水中比在冷水中扩散快，说明分子无规则运动快慢与有关；
（3）C图中，压紧两铅柱使它们合在一起，下面可以悬挂钩码，这说明固体分子间存在；
（4）如图D 所示，在量筒里装入清水和密度比它大的硫酸铜溶液，则量筒的下方最好装入的是 （清水，硫酸铜溶液），静放一小段时间后，会观察到的现象是：水和硫酸铜溶液的（分界面，整体）变模糊了；
（5）如图E 所示，小华和小琴两个探究小组在进行酒精和水混合实验中，分别采用了两种不同的器材，小华小组用的是甲图所示的上下一致的容器，小琴小组用的是乙图所示的下大上小的容器；两组同学在进行实验时，然后将酒精注满，最后用食指堵住容器口并，发现容器中的液面降低，这说明了，通过比较你觉得（选填“小华”或“小琴”）小组的实验现象更明显。
【答案】（1）均匀
（2）温度
（3）引力
（4）硫酸铜溶液 分界面
（5）摇匀 分子间存在间隙小琴
【详解】（1）装有空气与二氧化氮瓶子中的玻璃板抽掉后，两种气体会逐渐混合在一起，两种气体相互进入对方，颜色会逐渐变均匀，这是扩散现象。
（2）墨水与水的扩散现象中，热水的温度高，墨水扩散快，冷水的温度低，墨水扩散慢，说明分子无规则运动快慢与温度有关。
（3）被压紧的铅柱会合在一起，下面悬挂钩码也不会拉开，这是因为铅柱的分子间距离较小，分子间相互作用力表现为引力。
（4）[1]在研究分子动理论知识时，为了重力的原因导致液体混合，在量筒的下方装入密度大硫酸铜溶液。
[2]分子永不停息地做无规则运动，静放一小段时间后发生扩散现象，会观察到的现象：是水和硫酸铜溶液的分界面变模糊了。
（5）[1][2][3]将水和酒精充分混合，混合后水与酒精的总体积短时间变化不明显，可以用食指堵住容器口并反复翻转几次或者摇匀，正是由于酒精分子和水分子之间有间隙，才会导致混合后总体积变小；小华小组用上下一致的容器（横截面积相同），体积变化对应液面高度变化为 为横截面积）。小琴小组用下大上小的容器，上半部分横截面积较小，相同体积变化 ΔV会导致液 面下降高度 Δh 更大（S 越小，Δh 越大），因此其高度变化更明显，实验现象更加明显，所以小琴小组的实验现象更明显。
26．在学习分子热运动的知识时，小明在老师的帮助下完成了以下实验。
（1）他想利用甲图A 装置来探究气体扩散现象，两个集气瓶分别装有红棕色NO2气体和透明的空气，用玻璃板隔开。老师指出，这个装置（选填“能”或“不能”）用来说明气体的扩散现象，原因是；
（2）经老师提示，小明交换两瓶位置，如B图，取走玻璃板，静置一段时间，观察两个瓶中的颜色变得，说明气体发生了扩散现象，若环境温度更高，观察到此现象所需时间更；
（3）小明用细线拴住玻璃板四角，用弹簧测力计钩住细线并读数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，如图乙所示。可以观察到，测力计的示数，此现象说明分子间存在力。
【答案】（1）不能 二氧化氮密度比空气大
（2）均匀短
（3）变大引
【详解】（1）[1][2]因为NO2气体的密度比空气大，在甲图A 装置中，NO2在上方，空气在下方，NO2气体下沉到下方的集气瓶中可能是由于密度大，而不一定是分子的无规则运动导致的扩散现象，所以不能用来说明气体的扩散现象。
（2）[1]当交换两瓶位置如B图，取走玻璃板后，由于分子在不停地做无规则运动，二氧化氮分子和空气分子会相互扩散，经过一段时间，两个瓶中的颜色变得均匀，从而说明气体发生了扩散现象。
[2]温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散速度就越快。若环境温度更高，观察到此现象所需时间更短。
（3）[1][2]当玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板时，由于水分子和玻璃分子之间存在引力，要克服这个引力将玻璃板拉起，就需要施加更大的力，所以测力计的示数会变大。从测力计示数变大这一现象可以说明分子间存在引力。
