1.1分子动理论的基本内容-学案

1.1分子动理论的基本内容【学习目标】一、知识与技能1．通过生活实例及其分析，知道什么是扩散现象，产生扩散现象的原因是什么。影响扩散快慢的因素有哪些，分别是什么关系。2．通过实验，观察什么是布朗运动，通过分析、推理，理解布朗运动产生的原因。3．通过对比，归纳扩散现象、布朗运动和分子的无规则运动之间的联系与区别。4．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。5．知道分子动理论的内容。二、过程与方法1．通过对概念及课本中关键词句、图片细节的观察、分析、理解，学会研读教材，培养严谨的思维习惯。2．通过布朗运动的实验、观察及成因的分析、推理，体会并归纳其中的科学研究方法。3．在对所设情景及实验的观察、分析中和“情景+问题”的教学方式中培养善于观察、勤于思考、勇于探索的良好习惯。三、情感、态度与价值观1．物理源于生活，要善于观察、勤于思考、勇于探索。2．通过科学家们对布朗运动成因的研究历程的介绍，培养相应科学精神。【学习重难点】1．理解扩散现象、布朗运动、热运动。2．知道分子力随分子间距离变化而变化的定性规律。【学习过程】一、物体是由大量分子组成的两千多年前，古希腊的著名思想家德谟克利特说：万物都是由极小的微粒组成的。科学技术发展到现在，这种猜想已被证实。构成物质的单元多种多样，如：_________、________和__________等，热学中统称为___________。物体是由_________________组成的。二、分子热运动1．扩散现象（1）扩散：__________________________________________________做扩散。（2）扩散现象随温度的升高而日趋______________。（3）扩散现象在__________、____________、___________中都能发生。（4）扩散现象直接说明了组成物体的分子总是____________________________。（5）扩散现象的应用：在真空、高温条件下在半导体材料中掺入一些其他元素来制造各种元件等。例题1：下列四种现象中属于扩散现象的有（）A．雨后的天空中悬浮着很多的小水滴B．海绵吸水C．在一杯吸水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D．把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤后发现墙中有煤答案：CD2．布朗运动（1）布朗运动：______________________________________________________叫做布朗运动。它首先是由英国植物学家布朗在1827年用显微镜观察悬浮在水中的花粉微粒时发现的。（2）布朗运动产生的原因：大量液体分子永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒____________________的不平衡性是产生布朗运动的原因。简言之：____________________________________________是产生布朗运动的原因。（3）影响布朗运动激烈程度的因素：____________________和________________。（4）布朗运动本身不是分子的无规则运动，但它反映了液体分子永不停息地做无规则运动。【注意】（1）任何固体微粒悬浮在液体内，在任何温度下都会做布朗运动。（2）悬浮在气体中的微粒也存在布朗运动，它是由大量气体分子撞击微粒的不平衡性所造成的，反映了气体分子永不停息地做无规则运动。（3）布朗运动中固体微粒的运动极不规则。实验得出的每隔一定时间微粒所处位置的连线，不是固体微粒的运动轨迹。3．热运动热运动：_______________________________________叫做热运动。温度越高，分子的热运动越_______________。例题2：“布朗运动”是说明分子运动的重要实验事实。则布朗运动是指（）A．液体分子的运动B．悬浮在液体中的固体分子的运动C．悬浮在液体中的固体颗粒的运动D．液体分子和固体分子的共同运动答案：C例题3：下列关于布朗运动的说法中正确的是（）A．布朗运动是液体的分子的无规则运动B．布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动C．布朗运动说明了液体分子与悬浮颗粒之间存在着相互作用力D．观察布朗运动会看到，悬浮的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈答案：D例题4：在较暗的房间里，从射进来的阳光中，可看到悬浮在空气中的微粒在不停地的运动，这些微粒的运动是（）A．布朗运动B．不是布朗运动C．自由落体运动D．是由气流和重力引起的运动答案：BD例题5：如下图所示的是做布朗运动小颗粒的运动路线记录的放大图。以小颗粒在A点开始计时，每隔30s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G等点，则小颗粒在第75s末时位置，以下叙述中正确的是（）A．一定在CD连线的中点B．一定不在CD连线的中点C．可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点D．可能在CD连线以外的某点上答案：CD三、分子间的作用力（一）分子间存在相互作用力1．分子间存在相互作用的__________。2．分子间存在相互作用的__________。3．分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的_________（分子力）。（二）分子间相互作用力的特点1．分子间的引力和斥力__________________。2．分子间的引力和斥力只与___________________________有关，与分子的运动状态___________。3．分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而_________，且斥力总比引力随r的增大__________________。（三）分子力与距离的关系示意图如下图所示，F＞0为_________，F＜0为_________，横轴上方的虚线表示分子间斥力随r的变化图线，横轴下方的虚线表示分子间引力随r的变化图线，实线为分子间引力和斥力的合力F（分子力）随r的变化图线。1．当r＝r0时，F引____F斥，分子处于__________________，其中r0为分子直径的数量级，约为_________m。2．当r＜r0时，F引_____F斥，对外表现的分子力F为_________。3．当r＞r0时，F引_____F斥，对外表现的分子力F为_________。4．当r＞_________时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如气体分子间可认为作用力为零）。（四）引起分子间相互作用力的原因分子间相互作用力是由_____________________________________________相互作用而引起的。例题6：分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则（）A．F引和F斥是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小答案：A例题7：当两个分子间距离为r0时，分子力为零，下列关于分子力说法中正确的是（）A．当分子间的距离为r0时，分子力为零，也就是说分子间既无引力又无斥力B．分子间距离小于r0时，分子力增大，分子间表现出是斥力C．当分子间相互作用力表现为斥力时，分子距离变大时，斥力变大D．在分子力作用范围内，不管r＞r0，还是r＜r0，斥力总比引力变化快答案：BD例题8：有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中（）A．分子力总对乙做正功B．乙总是克服分子力做功C．先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功D．乙先克服分子力做功，然后分子力对乙做正功答案：C四、分子动理论1．_________________________________________________________。2．_________________________________________________________。3．_________________________________________________________。从总体来看，大量分子的运动却有一定的规律，这种规律叫做_________________。【练习巩固】1．下列现象中，能说明分子是不断运动着的是（）A．将香水瓶打开后能闻到香味B．汽车开过后，公路上尘土飞扬C．洒在地上的水，过一段时间就干了D．悬浮在水中的花粉做无规则运动答案：ACD2．关于布朗运动的下列说法中正确的是（）A．布朗运动就是分子运动B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则运动的反映C．布朗运动是液体或气体分子无规则运动的反映D．观察时间越长，布朗运动就越显著E．阳光从缝隙射入教室，从阳光中看到的尘埃的运动就是布朗运动答案：C3．关于布朗运动，以下说法正确的是（）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的C．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生冲力不平衡引起的D．在悬浮微粒大小不变情况下，温度越高，液体分子无规则运动越激烈答案：CD4．在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的激烈程度（）A．与悬浮颗粒大小有关，微粒越小，布朗运动越激烈B．与悬浮颗粒的分子大小有关，分子越小，布朗运动越激烈C．与温度有关，温度越高布朗运动越激烈D．与观察的时间长短有关，观察时间越长布朗运动越趋于平缓答案：AD5．较大的颗粒不做布朗运动原因是（）A．液体分子停止运动B．液体温度太低C．跟颗粒碰撞的分子数较多，各方向的撞击作用相互平衡D．分子冲击力很难改变大颗粒的运动状态答案：CD6．关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是（）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越明显D．布朗运动和扩散现象都是永不停息的答案：CD7．在长期放着煤的墙角处，地面和墙角相当厚的一层染上黑色，这说明（）A．分子是在不停的运动着B．煤是由大量分子组成的C．分子之间是有空隙的D．物体之间有相互作用力答案：AC8．当两个分子间距离为r0时，正好处于平衡状态，下面关于分子间的引力和斥力的各种说法中，正确的应是（）A．两分子间的距离r<r0时，它们之间只有斥力作用B．两分子间的距离r<r0时，它们之间只有引力作用C．两分子间的距离r<r0时，既有引力又有斥力作用，而且斥力大于引力D．两分子间的距离等于2r0时，它们之间既有引力又有斥力作用，而且引力大于斥力答案：CD9．下列现象可以说明分子间存在引力的是（）A．打湿了的两张纸很难分开B．磁铁吸引附近的小铁钉C．用斧子劈柴，要用很大的力才能把柴劈开D．用电焊把两块铁焊在一起答案：ACD10．玻璃打碎后，不能把它们再拼在一起，其原因是（）A．玻璃分子间的斥力比引力大B．玻璃分子间不存在分子力的作用C．一块玻璃内部分子间的引力大于斥力；而两块碎玻璃之间，分子引力和斥力大小相等合力为零D．两块碎玻璃之间绝大多数玻璃分子间距离太大，分子引力和斥力都可忽略，总的分子作用力为零答案：D11．甲、乙两分子相距较远（分子力为零），固定甲、乙逐渐靠近甲，直到不能再靠近的过程中（）A．分子力总是对乙做正功B．乙总是克服分子力做功C．先是乙克服分子力做功，后分子力对乙做正功D．先是分子力对乙做正功，后乙克服分子力做功答案：D第一章1A组·基础达标1．对下列相关物理现象的解释正确的是()A．放入菜汤的胡椒粉末最后会沉到碗底，胡椒粉末在未沉之前做的是布朗运动B．液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动，而较小的颗粒做布朗运动，说明分子的体积很小C．存放过煤的混凝土地面下一段深度内都有黑色颗粒，说明煤分子、混凝土分子都在做无规则的热运动D．高压下的油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的【答案】C【解析】做布朗运动的微粒肉眼看不到，也不会停下来，A错误；做布朗运动的不是分子而是固体颗粒，布朗运动反映了分子在做永不停息的无规则运动，不能说明分子体积很小，B错误；C项属于扩散现象，说明分子都在做无规则的热运动，C正确；高压下的油会透过钢壁渗出，这属于物体在外力作用下的机械运动，不能说明分子是不停运动着的，D错误．2．纳米材料具有很多优越性，有着广阔的应用前景．已知1nm(纳米)＝10－9m，棱长为1nm的立方体内可容纳的液态氢分子的个数最接近下面的哪个数值()A．100 B．102C．104 D．106【答案】B【解析】分子直径数量级为10－10m．一个液态氢分子所占体积约为V0＝d3＝10－30m3，则1nm立方体内可容纳的液态氢分子个数约为N＝eq\f(V,V0)＝eq\f(10－93,10－30)＝103(个)，考虑分子直径具体大小，分子个数最接近102个．3．关于布朗运动和扩散现象，下列说法正确的是()A．布朗运动和扩散现象都是分子的运动B．布朗运动和扩散现象都是永不停息的C．布朗运动和扩散现象都与温度无关D．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生【答案】B【解析】扩散现象指由于分子的无规则运动而产生的物质迁移现象；布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，A错误．由于分子运动是永不停息的，故布朗运动和扩散现象都是永不停息的，B正确．温度越高，分子热运动越剧烈，故布朗运动和扩散现象都与温度有关，C错误．扩散现象能在气体、液体、固体中发生；而布朗运动不能在固体中发生，D错误．4．“墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀”．关于该现象的分析正确的是()A．混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B．混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动C．使用炭粒更大的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速D．墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应而引起的【答案】B【解析】混合均匀的过程中，水分子和炭粒都做无规则运动，与重力作用无关，所以A错误，B正确；使用炭粒越小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速，所以C错误；墨汁的扩散运动是由于水分子的无规则运动撞击炭粒而引起的，所以D错误．5．美丽的“水立方”专门设计了雨水回收系统，平均每年可以回收雨水10500m3，相当于100户居民一年的用水量，请你根据上述数据估算一户居民一天的平均用水量与下面哪个水分子数目最接近(设水分子的摩尔质量M＝1.8×10－2kg/mol)()A．3×1031个 B．3×1028个C．9×1027个 D．9×1030个【答案】C【解析】每户居民一天所用水的体积V＝eq\f(10500,100×365)m3≈0.29m3，该体积所包含的水分子数目N＝eq\f(ρV,M)NA≈9.7×1027个，最接近C项．6．分子间的相互作用力由引力F引和斥力F斥两部分组成，则()A．F斥和F引是同时存在的B．F引总是大于F斥，其合力总是表现为引力C．分子之间的距离越小，F引越小，F斥越大D．分子之间的距离越小，F引越大，F斥越小【答案】A【解析】分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小都是随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化得更快一些．当r＜r0时，合力表现为斥力，随分子间距离的增大而减小；当r＞r0时，合力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小．正确选项是A．7．已知水银的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，则水银分子的直径是()A．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up4(\f(1,3)) B．eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3M,4πρNA)))eq\s\up4(\f(1,3))C．eq\f(6M,πρNA) D．eq\f(M,ρNA)【答案】A【解析】1mol水银的体积V＝eq\f(M,ρ)，1个水银分子的体积V0＝eq\f(V,NA)＝eq\f(M,ρNA)，把水银分子看成球体，则V0＝eq\f(1,6)πd3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(6M,πρNA)))eq\s\up4(\f(1,3)).把水银分子看成立方体，则V0＝d3，所以d＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(M,ρNA)))eq\s\up4(\f(1,3)).故正确选项是A．8．(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时为斥力，F＜0时为引力．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至c做减速运动B．乙分子由a至c做加速运动，到达c时速度最大C．乙分子由a至b的过程中，分子力一直做正功D．乙分子由b至d的过程中，分子力一直做负功【答案】BC【解析】由题图可知F＝0处的c点r＝r0，是平衡位置，当r＞r0时分子力表现为引力，当r＜r0时分子力表现为斥力．所以a→b→c分子力做正功，动能增大，c→d分子力做负功，动能减小，故A、D错误，B、C正确．B组·能力提升9．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴．”这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景．对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然__________，属于__________现象．【答案】升高扩散【解析】诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，