人教版高中物理選修三期末測(cè)試卷11分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容教案

分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容

【教學(xué)目標(biāo)】

一、知識(shí)與技能

1.通過(guò)生活實(shí)例及其分析，知道什么是擴(kuò)散現(xiàn)象，產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象的原因是什么。

影響擴(kuò)散快慢的因素有哪些，分別是什么關(guān)系。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，觀察什么是布朗運(yùn)動(dòng)，通過(guò)分析、推理，理解布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因。

3.通過(guò)對(duì)比，歸納擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)之間的聯(lián)系與區(qū)別。

4.知道分子力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。

5.知道分子動(dòng)理論的內(nèi)容。

二、過(guò)程與方法

1.通過(guò)對(duì)概念及課本中關(guān)鍵詞句、圖片細(xì)節(jié)的觀察、分析、理解，引導(dǎo)學(xué)生重視

教材，學(xué)會(huì)研讀教材，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣。

2.通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)、觀察及成因的分析、推理，體會(huì)并歸納其中的科學(xué)研究

方法。

3.在對(duì)所設(shè)情景及實(shí)驗(yàn)的觀察、分析中和“情景+問(wèn)題”的教學(xué)方式中培養(yǎng)學(xué)生善

于觀察、勤于思考、勇于探索的良好習(xí)慣。

三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

1.物理源于生活，要善于觀察、勤于思考、勇于探索。

2.通過(guò)科學(xué)家們對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)成因的研究歷程的介紹，培養(yǎng)相應(yīng)科學(xué)精神。

【教學(xué)重難點(diǎn)】

1.理解擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)。

2.知道分子力隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。

【教學(xué)過(guò)程】

一、物體是由大量分子組成的

【演示】幻燈片：掃描隧道顯微鏡拍攝的石墨表面原子結(jié)構(gòu)照片。

由于碳原子被放大了幾億倍后才被觀察到，表明分子是很小的。

我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過(guò)，物體是由大量分子組成的。需要指出的是：在研究物質(zhì)的化

學(xué)性質(zhì)時(shí)，我們認(rèn)為組成物質(zhì)的微粒是分子、原子或者離子。但是，在研究物體的熱運(yùn)

動(dòng)性質(zhì)和規(guī)律時(shí)，不必區(qū)分它們?cè)诨瘜W(xué)變化中所起的不同作用，而把組成物體的微粒統(tǒng)

稱為分子。

我們知道，Imol水中含有水分子的數(shù)量就達(dá)6.02X1023個(gè)"這足以表明，組成物

體的分子是大量的。人們用肉眼無(wú)法直接看到分子，就是用高倍的光學(xué)顯微鏡也看不到。

直至1982年，人們研制了能放大幾億倍的掃描隧道顯微鏡，才觀察到物質(zhì)表面原

子的排列。

二、分子熱運(yùn)動(dòng)

1.擴(kuò)散現(xiàn)象

【演示】將一個(gè)裝有無(wú)色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上,

抽去中間玻璃板，過(guò)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)，上面瓶中氣體變成了淡紅棕色，下面氣體的顏色變

淺了，最后上下兩瓶氣體顏色一致。

（1）擴(kuò)散：不同物質(zhì)相互接觸時(shí)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象叫做擴(kuò)散。

（2）擴(kuò)散現(xiàn)象隨溫度的升高而日趨明顯。

【演示】分別向冷水和熱水中滴入一滴紅墨水，可觀察到熱水很快變成紅色，而冷

水變成紅色稍慢。

（3）擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體、固體中都能發(fā)生。

（4）擴(kuò)散現(xiàn)象直接說(shuō)明了組成物體的分子總是不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

（5）擴(kuò)散現(xiàn)象的應(yīng)用：在真空、高溫條件下在半導(dǎo)體材料中摻入一些其他元素來(lái)

制造各種元件等。

2.布朗運(yùn)動(dòng)

【演示】把墨汁用水稀釋后取出一滴，用顯微放大投影儀觀察液體中的小碳粒的運(yùn)

動(dòng)，可觀察到小碳粒的運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則，顆粒越小，這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越明顯，而且永不停止。

（1）布朗運(yùn)動(dòng)：懸浮在液體中的固體微粒永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做布朗運(yùn)動(dòng)。

它首先是由英國(guó)植物學(xué)家布朗在1827年用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉微粒時(shí)發(fā)現(xiàn)的。

（2）布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因：大量液體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)懸浮在

其中的微粒撞擊作用的不平衡性是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。

簡(jiǎn)言之：液體分子永不停息的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的原因。

（3）影響布朗運(yùn)動(dòng)激烈程度的因素：固體微粒的大小和液體的溫度。

固體微粒越小，液體分子對(duì)它各部分碰撞的不均勻性越明顯；質(zhì)量越小，它的慣性

越小，越容易改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以運(yùn)動(dòng)越激烈；

液體的溫度越高，固體微粒周?chē)牧黧w分子運(yùn)動(dòng)越不規(guī)則，對(duì)微粒碰撞的不均勻性

越強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈。

（4）布朗運(yùn)動(dòng)本身不是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但它反映了液體分子永不停息地做無(wú)

規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

【注意】

（1）任何固體微粒懸浮在液體內(nèi)，在任何溫度下都會(huì)做布朗運(yùn)動(dòng)。

（2）懸浮在氣體中的微粒也存在布朗運(yùn)動(dòng)，它是由大量氣體分子撞擊微粒的不平

衡性所造成的，反映了氣體分子永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。

（3）布朗運(yùn)動(dòng)中固體微粒的運(yùn)動(dòng)極不規(guī)則。實(shí)驗(yàn)得出的每隔一定時(shí)間微粒所處位

置的連線，不是固體微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡。

3.熱運(yùn)動(dòng)

（1）擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)都隨溫度的升高而越明顯。表明分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)跟溫

度有關(guān)。

（2）熱運(yùn)動(dòng)：分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈。

［例1］下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是（）

A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體的分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體中的固體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.布朗運(yùn)動(dòng)說(shuō)明了液體分子與懸浮顆粒之間存在著相互作用力

D.觀察布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)看到，懸浮的顆粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈

【解析】布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，小顆粒由許多分子組成,

所以布朗運(yùn)動(dòng)不是分子運(yùn)動(dòng)，也不是指懸浮顆粒內(nèi)固體分子的運(yùn)動(dòng)，故A、B均錯(cuò)，布

朗運(yùn)動(dòng)雖然是由液體分子與懸浮顆粒間相互作用引起的，但其重要意義是反映了液體分

子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是反映分子間的相互作用，故C錯(cuò)。觀察布朗運(yùn)動(dòng)會(huì)看到固體顆

粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。故D正確。正確答案是D。

【例2】在較暗的房間里，從射進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光中，可看到懸浮在空氣中的微粒在不停

地的運(yùn)動(dòng)，這些微粒的運(yùn)動(dòng)是（）

A.布朗運(yùn)動(dòng)

B.不是布朗運(yùn)動(dòng)

C.自由落體運(yùn)動(dòng)

D.是由氣流和重力引起的運(yùn)動(dòng)

【解析】這些肉眼可以看到的微粒是相當(dāng)大的，某時(shí)刻它們所受到的各方向空氣分

子碰撞的合力幾乎為零，這些微小的合力對(duì)相當(dāng)大的微粒來(lái)說(shuō)，是不能使它做布朗運(yùn)動(dòng)

的，這時(shí)微粒的運(yùn)動(dòng)是氣體對(duì)流和重力作用引起的，所以答案是BD。

【例3】如下圖所示的是做布朗運(yùn)動(dòng)小顆粒的運(yùn)動(dòng)路線記錄的放大圖。以小顆粒在

1.分子間的引力和斥力同時(shí)存在。

2.分子間的引力和斥力只與分子間距離（相對(duì)位置）有關(guān)，與分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)

關(guān)。

3.分子間的引力和斥力都隨分子間的距離r的增大而減小，且斥力總比引力隨r

的增大衰減得快。

（三）分子力與距離的關(guān)系示意圖（可用課件展示）

如下圖所示，F(xiàn)>0為斥力，F(xiàn)VO為引力，橫軸上方的虛線表示分子間斥力隨r的

變化圖線，橫軸下方的虛線表示分子間引力隨r的變化圖線，實(shí)線為分子間引力和斥力

的合力F（分子力）隨r的變化圖線。

1.當(dāng)r=ro時(shí)，分子間引力和斥力相平衡，F(xiàn)產(chǎn)F斥，分子處于平衡位置，其中ro

10

為分子直徑的數(shù)量級(jí)，約為10mo

2.當(dāng)rVro時(shí)，F(xiàn)引<F斥，對(duì)外表現(xiàn)的分子力F為斥力。

3.當(dāng)r>ro時(shí)，F(xiàn)gF斥，對(duì)外表現(xiàn)的分子力F為引力。

4.當(dāng)r>lOro時(shí)，分子間相互作用力變得十分微弱，可認(rèn)為分子力F為零（如氣體

分子間可認(rèn)為作用力為零）。

（四）引起分子間相互作用力的原因

分子間相互作用力是由原子內(nèi)帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子間相互作用而引起

的。

【例4】分子間的相互作用力由引力F引和斥力F庠兩部分組成，則（）

A.F引和F斥是同時(shí)存在的

B.F.“總是大于F斥，其合力總是表現(xiàn)為引力

C.分子之間的距離越小，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越大

D.分子之間的距離越小，F(xiàn)弓越大，F(xiàn)斥越小

【解析】分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的，它們的大小和合力都與分子間距離有

關(guān)，當(dāng)分子間距離減小時(shí)，引力和斥力都增大，且斥力的增大更快。rVro時(shí)，合力表

現(xiàn)為斥力，r>r。時(shí)，合力表現(xiàn)為引力。

根據(jù)上述分析，該題正確的答案為A。

【例5】當(dāng)兩個(gè)分子間距離為ro時(shí)，分子力為零，下列關(guān)于分子力說(shuō)法中正確的是

）

A.當(dāng)分子間的距離為ro時(shí)，分子力為零，也就是說(shuō)分子間既無(wú)引力又無(wú)斥力

B.分子間距離小于ro時(shí)，分子力增大，分子間表現(xiàn)出是斥力

C.當(dāng)分子間相互作用力表現(xiàn)為斥力時(shí)，分子距離變大時(shí)，斥力變大

D.在分子力作用范圍內(nèi)，不管r>ro,還是rVro,斥力總比引力變化快

【解析】本題考查分子力隨分子間距離變化規(guī)律

分子間同時(shí)存在引力和斥力，當(dāng)廠ro時(shí)是引力和斥力相等，所以A錯(cuò)。分子間引

力和斥力都隨分子間距離減小而增大，但斥力比引力變化的快，當(dāng)rVro時(shí)，引力和斥

力都增大，但斥力增加比引力快，故B、D正確，C錯(cuò)。

對(duì)分子力認(rèn)識(shí)，應(yīng)掌握分子力隨分子距離的增大而減小的關(guān)系。

［例6］有甲、乙兩個(gè)分子，甲分子固定不動(dòng)，乙分子由無(wú)窮遠(yuǎn)處逐漸向甲靠近，

直到不再靠近為止，在這整個(gè)過(guò)程中（）

A.分子力總對(duì)乙做正功

B.乙總是克服分子力做功

C.先是分子力對(duì)乙做正功，然后乙克服分子力做功

D.乙先克服分子力做功，然后分子力對(duì)乙做正功

【解析】當(dāng)分子間距r>ro時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，因此當(dāng)乙分子從無(wú)窮近逐漸向

甲集近過(guò)程中，當(dāng)甲、乙兩分子間距大于ro時(shí)，分子間作用力對(duì)乙做正功；當(dāng)分子間距

小于ro時(shí)，分子力表現(xiàn)為斥力，分子力對(duì)乙做負(fù)功。所以本題正確答案是C。

【例7】試從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)，說(shuō)明物體的三態(tài)（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)）為什么有

不同的宏觀特征？

【解析】固體分子間的距離豐常小，分子間的作用力很大，其分子只能在平衡位置

附近做小范圍的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。因此，固體不但具有一定的體積，還具有一定的形狀。

液體分子間的距離比較小，分子間的作用力也相當(dāng)大，但與固體分子相比，液體分

子可在平衡位置附近做范圍較大的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而且液體分子的平衡位置是不固定的,

是在不斷地移動(dòng)，因而液體雖然具有一定的體積，卻沒(méi)有固定的形狀。

氣體分子間距離很大，由于分子力是短程力，所以，彼此間的作用力極為微小，其

分子除了在與其他分子或器壁碰撞時(shí)有相互作用力外是不受其他作用力的。因而氣體分

子總是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到碰撞時(shí)，才改變方向，所以，氣體沒(méi)有體積，也沒(méi)有一定

的形狀，總是充滿整個(gè)容器的。

【小結(jié)】分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力，它們都隨距離r增大而減小，當(dāng)

r—ro（ro約為10',0m）時(shí)，分子力F—0；r>ro時(shí)分子力F為引力，rVro時(shí)分子力F為

斥力。

四、分子動(dòng)理論

總結(jié)本節(jié)課的所有內(nèi)容，引出分子動(dòng)理論：

1.物體是有大量分子組成。

2.分子在做永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)。

3.分子間存在著相互作用的引力和斥力。

從總體來(lái)看，大量分子的運(yùn)動(dòng)卻有一定的規(guī)律，這種規(guī)律叫做統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

【練習(xí)鞏固】

1.下列現(xiàn)象中，能說(shuō)明分子是不斷運(yùn)動(dòng)著的是（）

A.將香水瓶打開(kāi)后能聞到香味

B.汽車(chē)開(kāi)過(guò)后，公路上塵土飛揚(yáng)

C.灑在地上的水，過(guò)一段時(shí)間就干了

D.懸浮在水中的花粉做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

答案：ACD

2.關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法中正確的是（）

A.布朗運(yùn)動(dòng)就是分子運(yùn)動(dòng)

B.布朗運(yùn)動(dòng)是組成固體微粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

C.布朗運(yùn)動(dòng)是液體或氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

D.觀察時(shí)間越長(zhǎng)，布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著

E.陽(yáng)光從縫隙射入教室，從陽(yáng)光中看到的塵埃的運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)

答案：C

3.關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法正確的是（）

A.布朗運(yùn)動(dòng)是指液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

B.布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是液體分子對(duì)小顆粒的吸引力不平衡引起的

C.布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因是液體分子對(duì)小顆粒碰撞時(shí)產(chǎn)生沖力不平衡引起的

D.在懸浮微粒大小不變情況下，溫度越高，液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈

答案：CD

4.在顯微鏡下觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度（）

A.與懸浮顆粒大小有關(guān)，微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈

B.與懸浮顆粒的分子大小有關(guān)，分子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈

C.與溫度有關(guān)，溫度越高布朗運(yùn)動(dòng)越激烈

D.與觀察的時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，觀察時(shí)間越長(zhǎng)布朗運(yùn)動(dòng)越趨于平緩

答案：AD

5.較大的顆粒不做布朗運(yùn)動(dòng)原因是（）

A.液體分子停止運(yùn)動(dòng)

B.液體溫度太低

C.跟顆粒碰撞的分子數(shù)較多，各方向的撞擊作用相互平衡

D.分子沖擊力很難改變大顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

答案：CD

6.關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象的說(shuō)法正確的是（）

A.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都能在氣體、液體、固體中發(fā)生

B.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運(yùn)動(dòng)

C.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯

D.布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是永不停息的

答案：CD

7.在長(zhǎng)期放著煤的墻角處，地面和墻角相當(dāng)厚的一層染上黑色，這說(shuō)明（）

A.分子是在不停的運(yùn)動(dòng)著

B.煤是由大量分子組成的

C.分子之間是有空隙的

D.物體之間有相互作用力

答