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8. 渗碳处理是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的金属表面获得很高的硬度，以增加其耐磨性。具体方法是将工件置入活性炭介质中，加热到900～950 ℃，保温足够时间后，碳原子就渗入了工件表层。下列说法不属于碳原子能渗入工件表层的直接原因的是（）。
A.金属原子在不停地做无规则的运动
B.碳原子在不停地做无规则的运动
C.金属原子间有间隙
D.温度越高，碳原子的无规则运动越剧烈
A.金属原子在不停地做无规则的运动
B.碳原子在不停地做无规则的运动
C.金属原子间有间隙
D.温度越高，碳原子的无规则运动越剧烈
答案
BCD
解析
【分析】
要解决本题，需明确碳原子渗入工件表层属于扩散现象，扩散的直接原因是原子的无规则运动和原子间存在间隙，温度会影响原子运动的剧烈程度。题目要求选出“不属于碳原子渗入直接原因”的选项，需逐一分析各选项与碳原子渗入的关联：A选项涉及金属原子的运动，B选项涉及碳原子自身运动，C选项涉及间隙，D选项涉及温度对运动的影响，据此判断。
【解析】
碳原子渗入工件表层是扩散现象，扩散的直接原因包括：①原子在不停地做无规则运动；②原子间存在间隙；温度越高，原子无规则运动越剧烈，扩散越快。对各选项分析如下：
A选项：金属原子的无规则运动与碳原子渗入工件表层无直接关系，不是碳原子渗入的直接原因；
B选项：碳原子本身不停地做无规则运动，是碳原子能渗入工件的直接原因；
C选项：金属原子间有间隙，为碳原子渗入提供了空间，是直接原因；
D选项：温度越高，碳原子无规则运动越剧烈，更易渗入工件，是直接原因。
因此不属于碳原子渗入直接原因的是BCD。
【答案】
BCD
【知识点】
分子热运动、扩散现象
【点评】
本题结合实际工艺考查分子动理论的应用，核心是理解扩散现象的本质，区分各因素与碳原子渗入的直接关联，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需明确碳原子渗入工件表层属于扩散现象，扩散的直接原因是原子的无规则运动和原子间存在间隙，温度会影响原子运动的剧烈程度。题目要求选出“不属于碳原子渗入直接原因”的选项，需逐一分析各选项与碳原子渗入的关联：A选项涉及金属原子的运动，B选项涉及碳原子自身运动，C选项涉及间隙，D选项涉及温度对运动的影响，据此判断。
【解析】
碳原子渗入工件表层是扩散现象，扩散的直接原因包括：①原子在不停地做无规则运动；②原子间存在间隙；温度越高，原子无规则运动越剧烈，扩散越快。对各选项分析如下：
A选项：金属原子的无规则运动与碳原子渗入工件表层无直接关系，不是碳原子渗入的直接原因；
B选项：碳原子本身不停地做无规则运动，是碳原子能渗入工件的直接原因；
C选项：金属原子间有间隙，为碳原子渗入提供了空间，是直接原因；
D选项：温度越高，碳原子无规则运动越剧烈，更易渗入工件，是直接原因。
因此不属于碳原子渗入直接原因的是BCD。
【答案】
BCD
【知识点】
分子热运动、扩散现象
【点评】
本题结合实际工艺考查分子动理论的应用，核心是理解扩散现象的本质，区分各因素与碳原子渗入的直接关联，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
9. 观察图片，阅读文字说明并回答问题。
上下两个瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体。抽掉两瓶中间的玻璃板后，经过几分钟，两种气体就均匀混合在一起了。
把磨得很光滑的铅块和金块紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1 mm深。
上述三个事实可以说明：
(1) ;
(2) 。
上下两个瓶中分别装有空气和红棕色的二氧化氮气体。抽掉两瓶中间的玻璃板后，经过几分钟，两种气体就均匀混合在一起了。
把磨得很光滑的铅块和金块紧压在一起，在室温下放置5年后再将它们切开，可以看到它们互相渗入约1 mm深。
上述三个事实可以说明：
(1) ;
(2) 。
答案
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则运动；
(2)分子之间存在间隙。
(2)分子之间存在间隙。
解析
【分析】
要解答本题，需先分析三个实验的现象：气体（空气与二氧化氮）混合、液体（水与硫酸铜）混合、固体（铅块与金块）互相渗入，这些都是不同物质相互接触时彼此进入对方的扩散现象。结合分子动理论的知识，扩散现象的本质是分子的无规则运动，而不同物质能彼此进入对方，说明分子间存在间隙，据此推导结论。
【解析】
1. 气体混合实验：抽掉玻璃板后，空气和二氧化氮气体均匀混合，说明气体分子在不停地做无规则运动；
2. 液体混合实验：水和硫酸铜溶液经过一段时间后均匀混合，说明液体分子也在不停地做无规则运动；
3. 固体互相渗入实验：铅块和金块紧压5年后互相渗入，说明固体分子同样在不停地做无规则运动。综上，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
同时，不同物质（气体、液体、固体）能彼此进入对方，说明分子之间存在间隙。
【答案】
(1) 一切物质的分子都在不停地做无规则运动；(2) 分子之间存在间隙。
【知识点】
分子动理论、扩散现象
【点评】
本题通过气、液、固三种状态的扩散实验，直观验证了分子动理论的基本观点，是初中物理中理解分子性质的基础题型，难度较低，有助于巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需先分析三个实验的现象：气体（空气与二氧化氮）混合、液体（水与硫酸铜）混合、固体（铅块与金块）互相渗入，这些都是不同物质相互接触时彼此进入对方的扩散现象。结合分子动理论的知识，扩散现象的本质是分子的无规则运动，而不同物质能彼此进入对方，说明分子间存在间隙，据此推导结论。
【解析】
1. 气体混合实验：抽掉玻璃板后，空气和二氧化氮气体均匀混合，说明气体分子在不停地做无规则运动；
2. 液体混合实验：水和硫酸铜溶液经过一段时间后均匀混合，说明液体分子也在不停地做无规则运动；
3. 固体互相渗入实验：铅块和金块紧压5年后互相渗入，说明固体分子同样在不停地做无规则运动。综上，一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
同时，不同物质（气体、液体、固体）能彼此进入对方，说明分子之间存在间隙。
【答案】
(1) 一切物质的分子都在不停地做无规则运动；(2) 分子之间存在间隙。
【知识点】
分子动理论、扩散现象
【点评】
本题通过气、液、固三种状态的扩散实验，直观验证了分子动理论的基本观点，是初中物理中理解分子性质的基础题型，难度较低，有助于巩固相关知识点。
【难度系数】
0.6
10. 小刚将两个铅棒的底面削平后紧压在一起，两个铅棒结合成一个整体，如图所示，在铅棒下悬挂一个5 kg的重物都不能把它们拉开。于是小刚得出结论：两个铅棒没被重物拉开，主要是因为铅棒分子之间存在引力。同组的小乐则认为：两个铅棒没被重物拉开，是因为大气压的作用。请你针对小乐的看法，设计一个实验，证明两个铅棒没被重物拉开，不是因为大气压的作用。
现有如图所示器材，可补充必要的辅助器材。要求：写出实验步骤、实验现象并简要说明实验原理和结论。
（1）补充器材：。
（2）实验步骤：。
（3）实验现象：。
（4）实验原理和结论：。
现有如图所示器材，可补充必要的辅助器材。要求：写出实验步骤、实验现象并简要说明实验原理和结论。
（1）补充器材：。
（2）实验步骤：。
（3）实验现象：。
（4）实验原理和结论：。
答案
(1)补充器材：真空泵（或抽气机）、玻璃罩。
(2)实验步骤：将两个削平的铅棒紧压在一起后置于玻璃罩内，用真空泵（或抽气机）抽出玻璃罩内空气，形成真空环境，再在铅棒下悬挂5kg重物，观察铅棒是否被拉开。
(3)实验现象：在真空环境中，铅棒仍未被拉开。
(4)简要说明：若因大气压作用，真空环境下大气压消失，铅棒应被拉开；而实验中铅棒未被拉开，说明不是大气压作用，而是铅棒分子间存在引力。
(2)实验步骤：将两个削平的铅棒紧压在一起后置于玻璃罩内，用真空泵（或抽气机）抽出玻璃罩内空气，形成真空环境，再在铅棒下悬挂5kg重物，观察铅棒是否被拉开。
(3)实验现象：在真空环境中，铅棒仍未被拉开。
(4)简要说明：若因大气压作用，真空环境下大气压消失，铅棒应被拉开；而实验中铅棒未被拉开，说明不是大气压作用，而是铅棒分子间存在引力。
解析
【分析】
要证明两个铅棒没被拉开不是大气压的作用，需控制大气压这一变量，创造无大气压的真空环境，观察铅棒能否承受重物。若真空环境下铅棒仍未被拉开，说明其不被拉开与大气压无关，而是分子间引力的作用。
【解析】
首先补充真空泵和玻璃罩，将紧压后的铅棒放入玻璃罩，抽走罩内空气形成真空，再悬挂重物观察现象，对比大气压存在时的情况，判断是否为大气压的影响。
【答案】
(1)真空泵（或抽气机）、玻璃罩；
(2)将两个削平的铅棒紧压在一起后置于玻璃罩内，用真空泵抽出玻璃罩内空气形成真空环境，再在铅棒下悬挂5kg重物，观察铅棒是否被拉开；
(3)在真空环境中，铅棒仍未被拉开；
(4)若铅棒未被拉开是大气压作用，真空环境下大气压消失，铅棒应被重物拉开；实验中真空环境下铅棒仍未被拉开，说明铅棒没被拉开不是因为大气压，而是铅棒分子之间存在引力。
【知识点】
分子间引力、大气压
【点评】
本题采用控制变量法，通过创造真空环境排除大气压的影响，探究铅棒不被拉开的原因，实验设计逻辑清晰，能有效验证分子间引力的存在，是探究分子作用力的典型实验。
【难度系数】
0.5
要证明两个铅棒没被拉开不是大气压的作用，需控制大气压这一变量，创造无大气压的真空环境，观察铅棒能否承受重物。若真空环境下铅棒仍未被拉开，说明其不被拉开与大气压无关，而是分子间引力的作用。
【解析】
首先补充真空泵和玻璃罩，将紧压后的铅棒放入玻璃罩，抽走罩内空气形成真空，再悬挂重物观察现象，对比大气压存在时的情况，判断是否为大气压的影响。
【答案】
(1)真空泵（或抽气机）、玻璃罩；
(2)将两个削平的铅棒紧压在一起后置于玻璃罩内，用真空泵抽出玻璃罩内空气形成真空环境，再在铅棒下悬挂5kg重物，观察铅棒是否被拉开；
(3)在真空环境中，铅棒仍未被拉开；
(4)若铅棒未被拉开是大气压作用，真空环境下大气压消失，铅棒应被重物拉开；实验中真空环境下铅棒仍未被拉开，说明铅棒没被拉开不是因为大气压，而是铅棒分子之间存在引力。
【知识点】
分子间引力、大气压
【点评】
本题采用控制变量法，通过创造真空环境排除大气压的影响，探究铅棒不被拉开的原因，实验设计逻辑清晰，能有效验证分子间引力的存在，是探究分子作用力的典型实验。
【难度系数】
0.5
