2027高考物理复习选择性必修三第1节　分子动理论的基本内容

第一章分子动理论第1节分子动理论的基本内容学习目标1．知道物体是由大量分子组成的。2.知道扩散现象、布朗运动和分子的热运动，理解扩散现象、布朗运动产生的原因。3.通过实验，知道分子间存在空隙和相互作用力，并理解分子力与分子间距的关系。4．明确分子动理论的内容。课前知识梳理PART01第一部分一、物体是由大量分子组成的1．物体是由________组成的，在热学中，把组成物体的微粒统称为____。2．阿伏加德罗常数(1)定义：1mol的任何物质都含有____的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示。(2)大小：阿伏加德罗常数通常可取NA＝6.02×1023mol-1，在粗略计算中可取NA＝6.0×1023mol-1。大量分子分子相同二、分子热运动1．扩散(1)定义：不同种物质能够彼此________的现象。(2)产生原因：物质分子的__________。(3)意义：____现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一。(4)应用：生产半导体器件时，在____条件下通过分子的____在纯净半导体材料中掺入其他元素。进入对方无规则运动扩散高温扩散2．布朗运动(1)概念：悬浮在液体(或气体)中____的______运动。(2)产生原因：大量液体分子对悬浮微粒撞击的______。(3)影响因素：微粒越__、温度越__，布朗运动越明显。(4)意义：间接地反映液体分子运动的________。微粒无规则不平衡小高无规则性3．热运动(1)定义：分子永不停息的______运动。(2)运动特点：①________；②______。(3)影响因素：温度越高，分子的热运动越____。(4)____是分子热运动剧烈程度的标志。无规则永不停息无规则剧烈温度三、分子间的作用力1．分子间有空隙(1)气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的____。(2)水和酒精混合后总体积变__，这表明液体分子之间存在着空隙。(3)压在一起的金块和铅块，各自的分子能____到对方的内部，这表明固体分子之间也存在着空隙。空隙小扩散2．分子间的相互作用分子间的作用力是由原子内部带电粒子的相互作用引起的。分子间作用力与分子间距离的关系如图所示。(1)当r＝r0时，分子间作用力为__，这个位置称为________。(2)当r＜r0时，分子间作用力表现为____。(3)当r＞r0时，分子间作用力表现为____。0平衡位置斥力引力四、分子动理论1．基本内容：物体是由________组成的，分子在做________的______运动，分子之间存在着__________。2．分子动理论：在热学研究中常以这样的基本内容为出发点，把物质的________和规律看作微观粒子热运动的宏观表现而建立的理论。大量分子永不停息无规则相互作用力热学性质√×

判断下列说法是否正确。(1)1mol氧气和1mol水所含的粒子数相等。(

)(2)当温度降低到一定程度，分子就停止热运动。(

)(3)扩散现象与布朗运动都是分子的热运动。(

)(4)当r＝r0时，分子间的相互作用力为0。(

)(5)扩散现象反映了物质分子在永不停息地做无规则运动。(

)×

√√课堂深度探究PART02第二部分知识点一物体是由大量分子组成的1．相关物理量(1)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。(2)宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vmol、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。2．分子模型3.阿伏加德罗常数的桥梁作用√模型2液体的球体模型水的相对分子质量是18，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023mol-1，则：(1)水的摩尔质量M＝________g·mol-1或M＝___________kg·mol-1。[解析]

水的摩尔质量为18g·mol-1或1.8×10-2kg·mol-1。

(2)水的摩尔体积Vm＝___________m3·mol-1。181.8×10-21.8×10-5(3)一个水分子的体积V0＝________________m3。(4)将水分子看作球体，水分子的直径d＝________m。(以上结果均保留2位有效数字)3.0×10-293.9×10-10√模型3气体占据空间的立方体模型绿氢是指利用可再生能源分解水得到的氢气，其燃烧时只产生水，从源头上实现了二氧化碳零排放，是纯正的绿色新能源，在全球能源转型中扮演着重要角色。已知该气体的摩尔体积为22.4L/mol，摩尔质量为2g/mol，阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1，由以上数据不能估算出(

)A．每个气体分子的质量B．每个气体分子的体积C．每个气体分子占据的空间体积D．气体分子之间的平均距离[解析]

每个气体分子的质量等于摩尔质量与阿伏加德罗常数之比，两个量都已知，故能求出每个气体分子的质量，A不符合题意；由于气体分子间的距离较大，气体的体积远大于气体分子体积之和，故不能求出每个气体分子的体积，B符合题意；知识点二分子热运动冬天，在我国北方很多地方易出现雾霾天气。雾霾极大地影响了人们的视线，也给交通带来不便。你知道霾的小颗粒在做什么运动吗？这种运动与小颗粒的大小有关吗？[提示]霾的小颗粒做布朗运动。有关。1．扩散现象(1)扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的。(2)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，这表明温度越高，分子运动得越剧烈。(3)扩散现象在固体、液体和气体中均能发生。2．布朗运动(1)微粒的大小：做布朗运动的微粒是由许多分子组成的固体颗粒而不是单个分子。其大小直接用肉眼观察不到，但在光学显微镜下可以看到(其大小在10-6m的数量级)。(2)布朗运动产生的原因：大量液体分子对悬浮微粒撞击的不平衡。3．热运动：指分子永不停息的无规则运动。4．布朗运动与热运动比较比较项目布朗运动热运动不同点研究对象固体微粒分子观察难易程度可以在光学显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则②永不停息③温度越高越激烈联系周围液体(或气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动说明：分子无规则的运动，不是宏观物体的机械运动，二者无必然联系角度1扩散现象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永不停息地做无规则运动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√[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的现象属于扩散现象，扩散现象说明分子间存在着间隙，故D正确。角度2布朗运动关于分子动理论的规律，下列说法正确的是(

)A．在显微镜下可以观察到水中花粉小颗粒的布朗运动，这说明水分子在做无规则运动B．一滴红墨水滴入清水中不搅动，经过一段时间后水变成红色，这是重力引起的对流现象C．在一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这说明温度越高布朗运动越激烈D．悬浮在液体中的微粒越大，某时刻与它相撞的液体分子数越多，布朗运动就越明显√[解析]显微镜下可以观察到水中花粉小颗粒受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明水分子在做无规则运动，故A正确；一滴红墨水滴入清水中不搅动，经过一段时间后水变成红色，属于扩散现象，故B错误；一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，这是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误；悬浮在液体中的微粒越小，某时刻与它相撞的各个方向液体分子数越不平衡，布朗运动越明显，故D错误。甲、乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知(

)A．图中连线是炭粒的运动径迹B．炭粒的位置变化是分子间斥力作用的结果C．若水温相同，则甲中炭粒的颗粒较大D．若炭粒大小相同，则甲中水分子的热运动较剧烈√[解析]题图中连线不是炭粒的运动径迹，故A错误；炭粒的位置变化是水分子的撞击不平衡产生的结果，故B错误；若水温相同，较大炭粒的布朗运动的剧烈程度较弱，炭粒在30s始、末时刻所在位置连线的距离就较短，则甲中炭粒的颗粒较大，故C正确；若炭粒大小相同，温度越高分子的热运动越剧烈，做布朗运动的炭粒运动也越剧烈，则乙中水分子的热运动较剧烈，故D错误。1．如图所示，把一块洗净的玻璃板吊在弹簧测力计下面，使玻璃板水平地接触水面，若想使玻璃板离开水面，在拉出玻璃板时，弹簧测力计的示数与玻璃板所受的重力相等吗？为什么？

[提示]

不相等。此时玻璃板和液面分子间的作用力表现为引力，所以在拉玻璃板离开水面时弹簧测力计的示数要大于玻璃板所受的重力。知识点三分子间的相互作用力2．分子间存在着相互作用力，有时表现为引力，有时表现为斥力。当两个物体紧靠在一起时，并没有粘在一起是因为此时两个物体间的分子力表现为斥力吗？[提示]

不是。虽然两物体紧靠在一起，但绝大部分分子间距离仍很大，远达不到分子斥力起作用的距离。1．对分子间作用力的理解分子间的作用力是分子引力和分子斥力的合力，且分子引力和分子斥力是同时存在的。2．分子力与分子间距离变化的关系(1)r0的意义分子间距离r＝r0时，分子间引力与斥力大小相等，分子力为0，所以分子间距离等于r0(数量级为10-10m)的位置叫作平衡位置。(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快(如图所示)。①当r＝r0时，F引＝F斥，F＝0；②当r＜r

0时，F斥＞F引，分子力F表现为斥力；③当r＞r

0时，F斥＜F引，分子力F表现为引力；④当r≥10r0(10-9m)时，F引和F斥都十分微弱，可认为分子间无相互作用力，所以分子力F＝0。(3)当r＜r0时，分子力随距离的增大而减小，当r＞r0时，分子力随距离的增大先增大后减小。√角度1对分子力的理解

(多选)如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲、乙两分子间的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0表示斥力，F<0表示引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置，现将乙分子从a点由静止释放，在其从a点移动到d的过程中，下列说法正确的是(

)A．从a到c过程中，分子力表现为引力B．在c点处，乙分子的速度最大C．在c点处，乙分子的加速度最大D．从b到c过程中，两分子间的分子力逐渐增大√[解析]

由题图可知，从a到c过程中，F<0，分子力表现为引力，乙分子做加速运动；从c到d过程中，分子力表现为斥力，乙分子做减速运动，故在c点处，乙分子的速度最大，A、B正确。由题图可知，在c点处，乙分子受到的分子力为零，乙分子的加速度为零，C错误。从b到c过程中，两分子间的分子力逐渐减小，D错误。√角度2分子力做功有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲分子靠近，直到不能再靠近为止。在这个过程中(

)A．分子力总对乙分子做正功B．乙分子总是克服分子力做功C．先是分子力对乙做正功，然后乙分子克服分子力做功D．先是乙分子克服分子力做功，然后分子力对乙分子做正功[解析]

甲、乙两分子间的距离大于r0，小于10r0时分子力表现为引力，随着甲、乙分子距离减小，分子力对乙做正功；分子间的距离小于r0时，分子力表现为斥力，随着甲、乙分子间距离减小，分子力对乙做负功，即乙分子克服分子力做功。随堂巩固落实PART03第三部分√1．(分子热运动)“冷”“热”二词常闻于生活，与之相关的“热现象”无所不在、无时不有——远涉宇宙变迁，近涉高新科技，涵盖所有实际发生的过程。这一宏观现象与系统中大量微观粒子的无规则运动密切联系。下列说法不正确的是(

)A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动C．悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动越明显D．扩散现象与温度有关，温度越高，扩散现象越明显解析：布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒的无规则运动，不是分子的运动，故A错误，B正确；悬浮在液体中的颗粒越小，碰