新教材2025版高中物理第一章分子動理論1.分子動理論的基本內(nèi)容學生用書新人教版選擇性必修第三冊

1.分子動理論的基本內(nèi)容素養(yǎng)目標1.(1)知道物體是由大量分子組成的，知道擴散現(xiàn)象及影響擴散快慢的因素有哪些；(2)理解布朗運動及布朗運動產(chǎn)生的緣由；(3)知道分子力隨分子間距離改變而改變的定性規(guī)律；(4)知道分子動理論的內(nèi)容．(物理觀念)2．通過對布朗運動的試驗現(xiàn)象及成因的分析，體會并歸納其中科學的探討方法．(科學思維)自主落實·必備學問全過關(guān)一、物體是由大量分子組成的1．在探討物體的熱運動性質(zhì)和規(guī)律時，把組成物體的________統(tǒng)稱為分子．與化學中的“分子”不同2．1mol水中含有水分子的數(shù)量就達________個．1mol的任何物質(zhì)含有的粒子數(shù)都相同二、分子熱運動1．擴散一切物體都能產(chǎn)生擴散現(xiàn)象(1)擴散：不同種物質(zhì)能夠彼此________的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生緣由：由物質(zhì)分子的________產(chǎn)生的．(3)意義：證明白物質(zhì)分子永不停息地做________________．(4)規(guī)律：________越高，擴散得越快．2．布朗運動(1)概念；把________的無規(guī)則運動叫作布朗運動．(2)產(chǎn)生的緣由：大量液體分子對懸浮微粒撞擊的________造成的．各個方向撞擊的分子個數(shù)不相等(3)意義：間接地反映了________運動的無規(guī)則性．(4)影響因素：微粒________，布朗運動越明顯；溫度________，布朗運動越明顯．3．熱運動(1)定義：分子永不停息的________運動．(2)宏觀表現(xiàn)：擴散現(xiàn)象和布朗運動．(3)________是分子熱運動猛烈程度的標記．三、分子間的作用力滿意牛頓第三定律1．分子間有空隙(1)氣體分子間的空隙：氣體很簡單被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的________．(2)液體分子間的空隙：水和酒精混合后的總體積________，表明液體分子間存在著________．(3)固體分子間的空隙：壓在一起的金塊和鉛塊，各自的分子能________到對方的內(nèi)部，表明固體分子之間存在著________．2．分子間作用力分子間相互作用的引力和斥力的合力(1)當用力拉伸物體時，物體內(nèi)各部分之間要產(chǎn)生抗拒拉伸的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為________．(2)當用力壓縮物體時，物體內(nèi)各部分之間會產(chǎn)生抗拒壓縮的作用力，此時分子間的作用力表現(xiàn)為________．(3)分子之間的引力或斥力都跟分子間距離有關(guān)．兩力同時存在四、分子動理論1．內(nèi)容：物體是由________組成的，分子在做________的無規(guī)則運動，分子之間存在著________．單個分子無規(guī)則2．由于分子熱運動是________的，所以任何一個分子的運動方向和速率都具有________，但對大量分子的整體而言，它們的運動表現(xiàn)出規(guī)律性．走進生活春暖花開的季節(jié)，田間的油菜花爛漫盛開，金黃色染盡山野，形成金色的海洋，如圖所示．我們?yōu)槭裁磿劦交ǖ南阄?？合作探究·實力素養(yǎng)全提升探究一估算分子大小情境探究我們在初中已經(jīng)學過，物體是由大量分子組成的．一個1μm大小的水珠，尺寸與細菌差不多，其中分子的個數(shù)竟比地球上人口的總數(shù)還多上好多倍！(1)一個分子直徑的數(shù)量級大約為多大？(2)已知一個水分子的體積為V0，怎樣計算水分子的直徑？(3)1mol水分子的質(zhì)量為多少？核心歸納1.兩種分子模型(1)球形分子模型：對于固體和液體，其分子間距離比較小，在估算分子大小及分子的個數(shù)時，可以認為分子是緊密排列的，分子間的距離等于分子的直徑，如圖所示．其分子直徑d＝36(2)立方體分子模型：對于氣體，其分子間距離比較大，是分子直徑的數(shù)十倍甚至上百倍，此時可把分子平均占據(jù)的空間視為立方體，立方體的邊長即為分子間的平均距離，如圖所示．其分子間的距離d＝3V2．阿伏加德羅常數(shù)的應(yīng)用(1)微觀量：分子質(zhì)量m0，分子體積V0，分子直徑d.(2)宏觀量：物質(zhì)的質(zhì)量M、體積V、密度ρ、摩爾質(zhì)量MA、摩爾體積VA.(3)微觀量與宏觀量的關(guān)系：①分子質(zhì)量：m0＝MANA②分子體積：V0＝VANA③物質(zhì)所含的分子數(shù)：N＝nNA＝MMANA＝VVAN④阿伏加德羅常數(shù)：NA＝MAm0＝VAV應(yīng)用體驗題型1固體、液體分子大小的計算例1已知水的摩爾質(zhì)量為18g/mol、密度為1.0×103kg/m3，取阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol－1，試估算：(計算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字)(1)1200mL水所含的水分子數(shù)目N；(2)一個水分子的直徑d.題型2氣體分子間平均距離的計算例2轎車中的平安氣囊能有效保障駕乘人員的平安．轎車在發(fā)生肯定強度的碰撞時，疊氮化鈉(亦稱“三氮化鈉”，化學式為NaN3)受撞擊完全分解產(chǎn)生鈉和氮氣而充入氣囊．若充入氮氣后平安氣囊的容積V＝56L，氣囊中氮氣的密度ρ＝1.25kg/m3，已知氮氣的摩爾質(zhì)量M＝28g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023mol－1，請估算：(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)(1)一個氮氣分子的質(zhì)量m；(2)氣囊中氮氣分子的總個數(shù)N；(3)氣囊中氮氣分子間的平均距離r.針對訓練1.若以M表示水的摩爾質(zhì)量，Vm表示在標準狀態(tài)下水蒸氣的摩爾體積，ρ為在標準狀況下水蒸氣的密度，NA為阿伏加德羅常數(shù)，m0、V0分別表示每個水分子的質(zhì)量和體積，下列四個關(guān)系式：①NA＝Vmρm0②ρ＝M④V0＝VmA．①和②B．①和③C．③和④D．①和④探究二擴散現(xiàn)象和布朗運動情境探究“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴”，這是南宋詩人陸游《村居書喜》中的兩句詩，描寫的是春晴天暖，鳥語花香的山村美景．對于前一句，請從物理學的角度進行說明．核心歸納1.布朗運動和擴散現(xiàn)象的比較比較對象布朗運動擴散現(xiàn)象產(chǎn)生條件固體微粒足夠小，懸浮在液體或氣體中兩種不同物質(zhì)相互接觸影響因素溫度的凹凸和微粒的大小溫度的凹凸、物態(tài)形式、物質(zhì)的濃度差現(xiàn)象本質(zhì)是液體或氣體分子無規(guī)則運動的反映是分子的運動聯(lián)系都干脆或間接證明白分子的無規(guī)則運動2.布朗運動和熱運動的比較比較對象布朗運動熱運動不同點探討對象懸浮于液體或氣體中的微粒(由大量分子組成)分子視察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到一般顯微鏡下看不到相同點①無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越猛烈聯(lián)系四周液體(氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的緣由，布朗運動反映了液體(氣體)分子的熱運動應(yīng)用體驗題型1對擴散現(xiàn)象的理解例3[2024·廣東啟光卓越聯(lián)盟高二下期中]如圖所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平、磨光后緊緊壓在一起，五年后發(fā)覺金中有鉛、鉛中有金．對此現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．屬擴散現(xiàn)象，緣由是金分子和鉛分子的相互吸引B.屬擴散現(xiàn)象，緣由是金分子和鉛分子的無規(guī)則運動C．屬布朗運動，由于外界壓力使小金粒、小鉛粒彼此進入對方中D．屬布朗運動，小金粒進入鉛塊中，小鉛粒進入金塊中題型2對布朗運動的理解例4[2024·江蘇淮安高二下期中](多選)關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是()A．懸浮的顆粒越小，溫度越高，布朗運動越猛烈B．布朗運動證明，組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動C．在春季空氣中，柳絮像雪花般飄舞也是一種布朗運動D．布朗運動的存在無關(guān)季節(jié)，但在夏季表現(xiàn)得更為激烈題型3對分子熱運動的理解例5下列關(guān)于熱運動的說法中，正確的是()A．0℃的物體中的分子不做無規(guī)則運動B．存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子和混凝土分子都在做無規(guī)則的熱運動C．因為布朗運動的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運動也叫做熱運動D．運動物體中的分子熱運動比靜止物體中的分子熱運動激烈針對訓練2.(多選)下列有關(guān)擴散現(xiàn)象與布朗運動的敘述中，正確的是()A．擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動B．擴散現(xiàn)象與布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)分C．擴散現(xiàn)象在固體和固體之間是不能發(fā)生的D．擴散現(xiàn)象與布朗運動的猛烈程度都與溫度有關(guān)3．[2024·山東煙臺高二下期中]某同學用顯微鏡視察用水稀釋的墨汁中小炭粒的運動狀況，在兩次試驗中分別追蹤小炭粒a、b的運動，每隔30s把炭粒的位置記錄下來，然后用線段把這些位置按時間依次依次連接起來，得到如圖所示的兩顆炭粒運動的位置連線圖，其中P、Q兩點是炭粒a運動的位置連線上相鄰的兩個位置，則下列說法中正確的是()A．若水溫相同，則炭粒b更大B．若兩炭粒顆粒大小相同，則炭粒a處的水溫更低C.兩顆炭粒運動的位置連線圖反映了碳分子的運動是無規(guī)則運動D．炭粒a在P、Q兩點間的運動肯定是直線運動探究三分子間的作用力情境探究試驗1：把兩個鉛塊的底面磨平，再用力把它們壓在一起．看看鉛塊下面掛上多少個鉤碼才能把它們拉開．試驗2：將洗凈的玻璃板用彈簧測力計吊起來，使玻璃板水平接觸水面，然后緩慢豎直向上拉．視察彈簧測力計的示數(shù)改變．(1)試驗1中，說明一下試驗現(xiàn)象．(2)試驗2中，彈簧測力計的示數(shù)怎樣改變？(3)試驗2中，玻璃板在拉離水面的過程中，彈簧測力計的示數(shù)會大于玻璃板的重力嗎，為什么？核心歸納分子力與分子間距離改變的關(guān)系分子間的引力和斥力都隨分子間距離r的改變而改變，但改變狀況不同，如圖所示．其中，虛線分別表示引力和斥力隨分子間距離r的改變，實線表示它們的合力F隨分子間距離r的改變．(1)當r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0.(2)當r<r0時，F(xiàn)引和F斥都隨分子間距離的減小而增大，但F斥增大得更快，分子力表現(xiàn)為斥力．(3)當r>r0時，F(xiàn)引和F斥都隨分子間距離的增大而減小，但F斥減小得更快，分子力表現(xiàn)為引力．(4)當r≥10r0(10－9m)時，F(xiàn)引和F斥都非常微弱，可認為分子間無相互作用力(F＝0)．應(yīng)用體驗題型1對分子間作用力的理解例6(多選)下列現(xiàn)象中能說明分子間存在相互作用力的是()A．兩鉛塊能被壓合在一起B(yǎng)．鋼繩不易被拉斷C．水不簡單被壓縮D．空氣簡單被壓縮題型2分子間作用力與分子間距離的關(guān)系例7若兩分子間距離為r0時，分子間的作用力為零，則關(guān)于分子間的作用力的說法中正確的是()A．當分子間的距離為r0時，分子間的作用力為零，也就是說分子間既無引力又無斥力B．分子間距離大于r0，分子間距離變小時，分子間的作用力肯定增大C．分子間距離小于r0，分子間距離變小時，分子間斥力變大，引力變小D．在分子間的作用力作用范圍內(nèi)，不管r>r0，還是r<r0，斥力總是比引力改變快易錯提示分析分子間的作用力問題要留意(1)分清兩個范圍，即r>r0和r<r0，在不同距離范圍內(nèi)分子間作用力的改變規(guī)律不同．(2)明確要分析的是分子間同時存在的引力和斥力，還是分子間引力與斥力的合力．題型3分子間作用力曲線的理解及應(yīng)用例8甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間作用力與分子間距離關(guān)系圖像如圖中曲線所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)<0為引力．a(chǎn)、b、c、d為r軸上四個特定的位置，現(xiàn)把乙分子從a處由靜止釋放，則()A．乙分子從a到b過程中，兩分子間無分子斥力B．乙分子從a到c過程中，兩分子間表現(xiàn)的分子引力先減小后增大C．乙分子從a到c始終加速D．乙分子從a到b加速，從b到c減速學以致用·隨堂檢測全達標1．(多選)下列現(xiàn)象中，哪些可用分子的熱運動來說明()A．長期放煤的地方，地面下1cm深處的泥土變黑B．炒菜時，可使?jié)M屋子嗅到香味C．大風吹起地上的塵土到處飛揚D．食鹽粒沉在杯底，水也會變咸2．(多選)關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A．溫度越高，擴散進行得越快B．擴散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學反應(yīng)C．擴散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運動產(chǎn)生的D．擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生3．[2024·江蘇揚州高二下期末]關(guān)于分子動理論，下列說法正確的是()A．分子直徑的數(shù)量級約為10－15mB．壓縮氣體時要用力，是由于氣體分子間存在斥力的原因C.已知某種氣體的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則單位體積的分子數(shù)為ρD．水結(jié)為冰時，部分水分子已經(jīng)停止了熱運動4.在彈性限度內(nèi)，彈力的大小跟彈簧伸長或縮短的長度成正比，將分子力為零時，分子間距離類比為彈簧原長，從分子間相互作用力跟分子間距離的關(guān)系圖像(如圖所示)來看，最能反映這種規(guī)律的是圖中的()A．a(chǎn)b段B．bc段C．de段D．ef段1．分子動理論的基本內(nèi)容自主落實·必備學問全過關(guān)一、1．微粒2．6.02×1023二、1．(1)進入對方(2)無規(guī)則運動(3)無規(guī)則運動(4)溫度2．(1)懸浮微粒(2)不平衡(3)液體分子(4)越小越高3．(1)無規(guī)則(3)溫度三、1．(1)空隙(2)變小空隙(3)擴散空隙2．(1)引力(2)斥力四、1．大量分子永不停息相互作用力2．無規(guī)則偶然性走進生活提示：因為花粉分子在不停地運動．合作探究·實力素養(yǎng)全提升探究一情境探究提示：(1)一般分子直徑的數(shù)量級為10－10m.(2)對于水分子，我們根據(jù)球形模型來處理．則有43πd23＝V0，解得：d(3)18g．應(yīng)用體驗[例1]解析：(1)水分子數(shù)目為N＝ρVM代入數(shù)據(jù)得N＝1.0×103×1.2(2)一個水分子的體積V0＝MρNA＝18×10-把水分子看成球體模型，有V0＝43π代入數(shù)據(jù)解得：d≈4×10－10m.答案：(1)4×1025(個)(2)4×10－10m[例2]解析：(1)一個氮氣分子的質(zhì)量m＝MNA，解得m＝5×10(2)設(shè)氣囊內(nèi)氮氣的物質(zhì)的量為n，則有n＝ρVM，氮氣分子的個數(shù)N＝nNA，解得N＝2×10(3)氣體分子間距較大，可以認為每個分子占據(jù)一個邊長為r的立方體，則有r3＝VN，解得r＝3×10－9答案：(1)5×10－26kg(2)2×1024(3)3×10－9m針對訓練1．解析：對于氣體，宏觀量M、Vm、ρ之間的關(guān)系式仍適用，有M＝ρVm，宏觀量與微觀量之間的質(zhì)量關(guān)系也適用，有NA＝Mm0，所以m0＝MNA，③式正確；NA＝Mm0＝ρVmm0，①式正確；由于氣體分子間距離較大，VmNA表示一個氣體分子平均占有空間的體積，一個氣體分子的體積遠遠小于該空間的體積，即Vm≠答案：B探究二情境探究提示：春晴天暖，氣溫上升，花朵的芳香襲人，這時分子在空中做無規(guī)則運動的速度加快，分子的擴散加快，從而使人可以聞到濃濃的花香．應(yīng)用體驗[例3]解析：把接觸面磨平，使鉛塊和金塊的距離接近，由于分子不停地做無規(guī)則運動，金分子和鉛分子進入對方，這是擴散現(xiàn)象，故A錯誤，B正確；布朗運動是指懸浮微粒在液體(或氣體)中的運動，它間接反映了液體(或氣體)分子在永不停息地做無規(guī)則運動，與本題無關(guān)，故C、D錯誤，故選B.答案：B[例4]解析：布朗運動中，顆粒越小受撞擊越不易平衡，故布朗運動越猛烈，故A正確；布朗運動是懸浮在液體(或氣體)中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，不是組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則運動的表現(xiàn)，選項B錯誤；在春季空氣中，柳絮像雪花般飄舞，這是流淌的空氣以及重力對柳絮作用的結(jié)果，不是布朗運動，選項C錯誤；布朗運動的存在無關(guān)季節(jié)，但在夏季由于溫度較高，則布朗運動表現(xiàn)得更為激烈，選項D正確．答案：AD[例5]解析：A錯：0℃的物體中的分子仍舊不停地做無規(guī)則運動．B對：存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子和混凝土分子都在做無規(guī)則的熱運動．C錯：分子的無規(guī)則運動叫熱運動，布朗運動是懸浮在液體中固體小顆粒的運動，布朗運動不是熱運動．D錯：溫度越高物體分子無規(guī)則運動越猛烈．物體的運動是機械運動，運動物體中的分子熱運動不肯定比靜止物體中的分子熱運動激烈．答案：B針對訓練2．解析：A對，B錯：擴散現(xiàn)象與布朗運動都能說明分子在做永不停息的無規(guī)則運動，但兩者本質(zhì)不同，擴散是物質(zhì)分子的運動，布朗運動是宏觀顆粒的運動．C錯：擴散現(xiàn)象在氣體、液體和固體之間都可發(fā)生．D對：兩種運動都隨溫度的上升而加劇，所以都與溫度有關(guān)．答案：AD3．解析：若水溫相同，則炭粒越大，受到液體分子撞擊越簡單平衡，布朗運動越不顯著，故此題中炭粒b更大，A正確；若炭粒顆粒大小相同，溫度越高，布朗運動越猛烈，炭粒a處運動更猛烈，故炭粒a處的水溫更高，B錯誤；炭粒的布朗運動間接反映了液體分子做無規(guī)則運動，C錯誤；該圖為固體粒子每隔30s的位置，而不是運動軌跡，其連線僅代表位置改變，故其運動不肯定沿直線，D錯誤，故選A.答案：A探究三情境探究提示：(1)分子之間存在著相互作用的引力．(2)彈簧測力計示數(shù)漸漸變大，當玻璃板離開水面時，彈簧測力計示數(shù)會突然變?。?3)會，分子間存在著相互作用的引力．應(yīng)用體驗[例6]解析：A、B、C對：兩鉛塊能被壓合在一起、鋼繩不易被拉斷說明分子之間存在引力；而水不簡單被壓縮是因為水分子間距小，稍微壓縮就會使分子間表現(xiàn)為斥力．D錯：空氣簡單被壓縮是因為分子間距大，不能說明分子間存在相互作用力．答案：ABC[例7]解析：A錯：分子引力、斥力同時存在，當r等于r0時，分子間的作用力為零．B錯：當r大于r0時，分子間的作用力表