1.1分子动理论的基本内容 导学案2024-2025学年高二下学期物理人教版(2019))选择性必修3

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1.1分子动理论的基本内容 导学案2024-2025学年高二下学期物理人教版(2019))选择性必修3

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第一章 分子动理论
1 分子动理论的基本内容
学习任务一 物体是由大量分子组成的
                 
[教材链接] 阅读教材“物体是由大量分子组成的”相关内容,完成下列填空:
(1)物体是由大量    组成的,在研究物体的热运动性质和规律时,不必区分它们在化学变化中所起的不同作用,而把组成物体的微粒统称为    .
(2)1 mol的任何物质都含有        ,这个数量用         表示,即NA= 6.02×1023 mol-1.
[物理观念] (1)若某种物质的摩尔质量为M,摩尔体积为V,则一个分子的质量为    ,假设分子紧密排列,一个分子的体积为    .(已知阿伏加德罗常数为NA)
(2)设V0为一个分子的体积,V为摩尔体积,那么V=NAV0,对于任何物质都成立吗



例1 (多选)[2024·广东中山一中月考] 已知水的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为NA;若用m表示一个水分子的质量,用V0表示一个水分子的体积,则下列表达式中正确的是 ( )
A.m= B.m=
C.V0= D.V0=
[反思感悟]

【要点总结】
1.阿伏加德罗常数NA(桥梁和纽带作用)
阿伏加德罗常数是宏观世界和微观世界之间的一座桥梁.如下图.
其中密度ρ==,但要切记ρ=是没有物理意义的,NA=只适用于固体和液体.
2.微观量与宏观量的关系
(1)分子质量:m0==.
(2)分子体积:V0==(适用于固体和液体).
(对于气体,V0表示每个气体分子所占空间的体积)
(3)物质所含的分子数:N=nNA=NA=NA.
学习任务二 扩散现象
[教材链接] 阅读教材“分子热运动”相关内容,完成下列填空:
不同的物质能够彼此      的现象叫作扩散现象.扩散现象是由物质分子的       产生的.
[科学探究] 如图所示,在两个相同的玻璃杯中分别装入质量相等的冷水和热水,然后在两杯水中同时滴入一滴墨水,一段时间后观察
到两个杯子中的墨水呈如图所示的扩散现象.该实验表明扩散现象的快慢与    有关,      ,扩散越快.
例2 (多选)[2024·湖南长沙一中月考] 关于扩散现象,下列说法正确的是 ( )
A.扩散现象是指相互接触的物体彼此进入对方的现象
B.扩散现象只能在液体中进行
C.扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动且分子之间是有空隙的
D.扩散的快慢与温度无关
[反思感悟]

【要点总结】
对扩散现象的理解:
(1)意义:直接证明组成物体的分子在不停地运动.
(2)影响因素:
①物态:气态物质的扩散最快,现象最显著;固态物质的扩散最慢,短时间内现象非常不明显;液态物质的扩散现象明显程度介于气态与固态之间.
②温度:在两种物质一定的前提下,扩散现象发生的显著程度与物质的温度有关,温度越高,扩散现象越显著.
学习任务三 布朗运动
[教材链接] 阅读教材“分子热运动”相关内容,完成下列填空:
(1)布朗运动:悬浮在液体或气体中的      不停地做      运动,称为布朗运动,如悬浮在水中的小炭粒、花粉颗粒的运动.
(2)热运动
①定义:    永不停息的无规则运动叫作热运动.
②影响因素:    是分子热运动剧烈程度的标志.
例3 [2024·北京二中月考] 下图是观察布朗运动的实验装置的示意图.用高倍显微镜观察悬浮在液体中的小炭粒的运动情况.选三个小炭粒,每隔30 s记录一次它们的位置,然后用线段把这些位置按时间顺序连接起来得到它们的位置连线图.下列说法正确的是 ( )
A.该实验用显微镜观察到的是液体分子的无规则运动
B.该实验用显微镜观察到的是小炭粒分子的无规则运动
C.这样得到的位置连线图就是该小炭粒实际的运动轨迹
D.小炭粒越小,液体的温度越高,观察到的布朗运动就越明显
[反思感悟]
例4 (多选)[2024·天津一中月考] 关于布朗运动和扩散现象,下列说法中正确的是 ( )
A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生
B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动
C.布朗运动和扩散现象都是温度越高则越明显
D.布朗运动和扩散现象都是永不停息的
[反思感悟]

【要点总结】
1.颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显.
2.教材图1.1-4所示的微粒运动的位置连线不是固体微粒运动的轨迹.
3.布朗运动、扩散现象和分子热运动的异同
布朗运动 扩散现象 分子热运动
不同点 对象 固体微小颗粒 分子 分子
产生 条件 固体微粒悬浮在液体或气体中 两种不同物质相互接触 不需要条件,一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动
影响 因素 温度的高低和微粒的大小 温度的高低、物态形式、物质的浓度差 温度的高低
现象 本质 是液体或气体分子无规则运动的间接反映 是分子的运动 是分子的运动
观察 方式 光学显微镜 有的裸眼可见 电子显微镜或扫描隧道显微镜
相同点 ①无规则;②永不停息;③温度越高则越剧烈
学习任务四 分子间的作用力
[科学探究] 把一块洗干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下端(图甲),手持弹簧测力计上端,让玻璃板恰好与水槽内水面接触(图乙),并慢慢向上提起弹簧测力计.向上提起时弹簧测力计的示数变大,这主要是因为分子间存在    .
例5 (多选)如图所示,甲分子固定在坐标原点O,乙分子位于x轴上,甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示, F>0为斥力, F<0为引力, a、b、c、d为x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到b做加速运动,由b到c做减速运动
B.乙分子由a到c做加速运动,到达c时速度最大
C.乙分子由a到b的过程中,两分子间的作用力一直做正功
D.乙分子由b到d的过程中,两分子间的作用力先做正功后做负功
[反思感悟]

【要点总结】
分子力与分子间距离变化的关系
F-r关系图像 分子间距离 分子力
r=r0 零
rr>r0 表现为引力,分子力随分子间距的增大先增大后减小
学习任务五 分子动理论
[教材链接] 阅读教材“分子动理论”相关内容,完成下列填空:
分子动理论的基本内容:(1) 物体是由      组成的;(2)分子在做      的无规则运动;(3)分子之间存在着       .
例6 分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质,据此可判断下列说法中错误的是 ( )
A.显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动,这反映了液体分子运动的无规则性
B.随着分子间距离的增大,分子间的相互作用力一定先减小后增大
C.布朗运动的无规则性反映了液体分子运动的无规则性
D.在真空、高温条件下,可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素
[反思感悟]

1.(扩散现象)[2024·安徽安庆期末] 我们在实验室用酒精进行实验时,整个实验室很快就闻到了刺鼻的酒精气味,这是一种扩散现象.以下有关分析错误的是 ( )
A.扩散现象只发生在气体、液体之间
B.扩散现象说明分子在不停息地运动
C.温度越高时扩散现象越剧烈
D.扩散现象说明分子间存在着间隙
2.(布朗运动)关于布朗运动及其原因,以下说法不正确的是 ( )
A.布朗运动是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,间接证实了液体分子的无规则运动
B.布朗运动是液体分子的运动,它说明分子在做永不停息的无规则运动
C.布朗运动是由液体分子对悬浮颗粒碰撞作用不平衡引起的
D.液体的温度越高,布朗运动越剧烈
3.(分子间的作用力)如图所示,设有甲分子位于图中的坐标原点O处不动,乙分子可位于x轴上不同位置处,图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小,则 ( )
A.乙分子在x0左侧受引力作用,在x0右侧受斥力作用
B.乙分子在x0左侧的受力一定大于在x0右侧的受力
C.乙分子在x0处加速度为0,速度也为0
D.若乙分子在x0右侧由静止释放,向左运动的过程中速度先增大后减小到0
4.(分子动理论)(多选)下列说法正确的是 ( )
A.分子在做永不停息的无规则运动
B.分子动理论是在一定实验基础上提出的
C.已知某种气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则单位体积的分子数为
D.水结为冰时,部分水分子已经停止了热运动
 参考答案
             第一章 分子动理论
1 分子动理论的基本内容
[教材链接] (1)分子 分子 (2)相同的粒子数 阿伏加德罗常数
[物理观念] (1)  (2)V=NAV0仅适用于固体和液体,不适用于气体.
例1 AD [解析] 一个分子的质量为m=,水的摩尔体积为Vmol=,一个水分子的体积为V0==,故选A、D.
[教材链接] 进入对方 无规则运动
[科学探究] 温度 温度越高
例2 AC [解析] 扩散现象指不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象,故A正确;固、液、气体均可以发生扩散现象,故B错误;扩散现象说明分子在做永不停息的无规则运动,也说明分子之间是有空隙的,故C正确;温度越高,分子运动越剧烈,则扩散进行得越快,故D错误.
[教材链接] (1)固体微粒 无规则 (2)①分子 ②温度
例3 D [解析] 该实验用显微镜观察到的是小炭粒的无规则运动,并不是小炭粒分子的无规则运动,也不是液体分子的无规则运动, A、B错误;图中记录的是每隔一定时间小炭粒位置的连线,并不是小炭粒做布朗运动的轨迹,C错误;小炭粒越小,液体分子同一时刻撞击小炭粒产生的撞击力越不平衡,液体的温度越高,液体分子运动越激烈,观察到的布朗运动就越明显,D正确.
例4 CD [解析] 布朗运动与扩散现象的研究对象不同,布朗运动的研究对象是固体小颗粒,而扩散现象的研究对象是分子,选项B错误.布朗运动与扩散现象产生的条件不一样,布朗运动只能在气体、液体中发生,而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间,选项A错误.布朗运动与扩散现象的共同点是两者都是永不停息的,并且温度越高则越明显,选项C、D正确.
[科学探究] 引力
例5 BCD [解析] 从a到c,分子间的作用力表现为引力,从c到d,分子间的作用力表现为斥力,所以乙分子从a运动到c做加速运动,从c运动到d做减速运动,到达c时速度最大, A错误,B正确;从a到b,两分子间作用力做正功,C正确;从b到c,两分子间作用力做正功,从c到d,两分子间作用力做负功,D正确.
[教材链接] (1)大量分子 (2)永不停息 (3)相互作用力
例6 B [解析] 分子间的相互作用力随分子间距离的变化而变化,若分子间距离r>r0,则随着分子间距离增大,分子力可能先增大后减小,故选项B错误.
随堂巩固
1.A [解析] 气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象,故A错误;扩散现象本身就是由分子不停地做无规则运动产生的,故B正确;物体的温度越高,分子的热运动就越快,扩散就越快,故C正确;不同的物质在相互接触时可以彼此进入对方属于扩散现象,扩散现象说明分子间存在着间隙,故D正确.
2.B [解析] 布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动,间接证实了液体分子的无规则运动,A不符合题意,B符合题意;布朗运动是由液体分子对悬浮颗粒碰撞作用不平衡引起的,液体的温度越高,布朗运动越剧烈,C、D不符合题意.
3.D [解析] 在x0处F=0,即x0为平衡位置,则乙分子在x0左侧受斥力作用,在x0右侧受引力作用,所以在x0右侧由静止释放分子,分子先向左加速后向左减速,直到x0左侧某处速度为0,A错误,D正确;由图可知,乙分子在x0左侧的受力不一定大于在x0右侧的受力,B错误;乙分子在x0处受力为0,加速度为0,但速度不一定为0,C错误.
4.ABC [解析] 分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的,B正确;1 mol气体体积V=,则单位体积的分子数为=,C正确;分子在永不停息地做无规则运动,A正确,D错误.

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