2020高二物理教學案新人教版選修3

2020高二物理

教學案

新人教版選修3

目錄

第七章分子動理論.......................3

第八章氣體............................34

第九章固體、液體和物態(tài)變化...........70

第十章熱力學定律......................89

第七章分子動理論

第1節(jié)物體是由大量分子組成的

學習

目標I1.知道物體是由大量分子組成的.2.理解油膜法測分子直徑的原理，并能進

行測量和計算.3.知道分子球形模型和分子直徑的數量級.4.知道阿伏加德羅常數及

其意義.

預習導學，梳理知識?夯實基礎.

一、分子的大小

1.物體是由大量分子組成的,在熱學中，組成物質的微粒(如分子、原子或者離子)統(tǒng)

稱為分子.

2.用油膜法估測分子的大小

(1)原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成單分子油膜,如把油

酸分子簡化成球形，則油膜的用度即為油酸分子的直徑，如圖.

油酸分子

三三■三■三三三三三■:-三水

(2)計算：如果測出油酸的體積為匕單分子油膜的面積為S,則油酸分子的直徑d金

3.分子大小：除了一些有機物質的大分子外，多數分子大小的數量級為竺2m.

0圜BS期

1.(1)油酸分子的形狀是球形的.()

(2)原子或離子不是分子.()

(3)所有分子直徑的數量級都是ICT%.()

(4)測定分子大小的方法有多種，油膜法只是其中的一種方法.()

提示：⑴X⑵X⑶X(4)V

二、阿伏加德羅常數

1.定義：1mol的任何物質都含有相同的粒子數,這個數量用阿伏加德羅常數表示.

2.數值：阿伏加德羅常數通常用符號發(fā)表示，其值通常可取4=6.02X105?！?在

粗略計算中可取A《=6.OX1023mol-1.

3.意義：阿伏加德羅常數是一個重要的常數，它把摩爾質量、摩爾體積這些宏觀量與

分子質量、分子大小等微觀量聯(lián)系起來了,即阿伏加德羅常數兒是聯(lián)系宏觀量與微觀量的

橋梁.

少凰0副

2.(1)阿伏加德羅常數與物質的種類、物質的狀態(tài)無關.()

(2)一個分子的質量等于摩爾質量除以阿伏加德羅常數.()

(3)一個分子的體積等于摩爾體積除以阿伏加德羅常數.()

提示：(1)V(2)V(3)X

多維課堂，?突破疑難?講練提升?

知識點1油膜法測分子的大小

1.實驗目的：用油膜法估測分子的大小.

2.實驗原理:把一定體積的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成單分子油膜，如圖所示.不

考慮分子間的間隙，把油酸分子看成球形模型，計算出1滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體

V

積/并測出油膜面積S,求出油膜的厚度&即4;就是油酸分子的直徑.

浮在水面上的痛子粉

膜

3.實驗器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、淺盤、玻璃板、坐標紙、彩筆、琲

子粉或細石膏粉.

4.實驗步驟

(1)在淺盤中倒入約2cm深的水，將酢子粉或細石膏粉均勻撒在水面上.

⑵取1mL(lcn?)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液.

(3)用注射器往量筒中滴入1mL配制好的油酸酒精溶液(濃度已知1),記下滴入的滴數N,

算出一滴油酸酒精溶液的體積V.

(4)將一滴油酸酒精溶液滴在淺盤的液面上.

(5)待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆畫出油酸薄膜的形狀.

(6)將玻璃板放在坐標紙上，算出油酸薄膜的面積S或者玻璃板上有邊長為1cm的方格

的個數，通過數方格個數，算出油酸薄膜的面積S計算方格數時，不足半個的舍去，多于

半個的算一個.

5.數據處理：根據油酸酒精溶液的濃度，算出一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積K

并代入公式算出油酸薄膜的厚度d,即為油酸分子直徑的大小.

6.注意事項

(1)油酸酒精溶液配制好后不要長時間放置，以免改變濃度，造成較大的實驗誤差.

(2)實驗前應注意，淺盤是否干凈，否則難以形成油膜.

(3)淺盤中的水應保持平衡，琲子粉應均勻撒在水面上.

(4)向水面滴油酸酒精溶液時，應靠近水面，不能離水面太高，否則油膜難以形成.

(5)待測油酸液面擴散后又收縮，要在穩(wěn)定后再畫輪廓.

7.誤差分析：本實驗誤差通常來自三個方面：

(1)不能形成單分子油膜；

(2)油滴的體積的測量產生誤差；

(3)計算油膜的面積有誤差(每個方格面積越小，誤差越小).

例1油酸酒精溶液的濃度為每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,用滴管向量

筒內滴50滴上述溶液，量筒中的溶液體積增加1ml,若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤

中，由于酒精溶于水，油酸在水面展開，穩(wěn)定后形成單分子油膜的形狀如圖所示.

;

(1)若每一小方格的邊長為20mm,則油酸薄膜的面積約為________m2；

(2)一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為m；,；

(3)由以上數據，估算出油酸分子的直徑.m.

［解析］估測方法是將每個油酸分子視為球形模型：在水面上形成單分子油膜；油膜的

厚度可視為油酸分子的直徑.

(1)由題圖可知油膜大約占56個方格，所以油膜面積約為S=56X20X20mm2=22400

mm2=2.24XIO-2m2；

(2)一滴油酸酒精溶液中含有的純油酸體積/=白又白mL=1.2X10-5疝=1.2X1。-"

1Ubu

m3；

yi9X10-11

(3)油酸分子的直徑m^5X10-1°m.

2>Z.A1U

［答案］(1)2.24X10-2(2)1.2X10-11(3)5X1010

詞國國囹)

油膜法估測分子直徑問題的關鍵點

(1)獲得一滴油酸酒精溶液，并由配制濃度求出其中所含純油酸的體積V.

(2)用數格子法(不足半個的舍去，多于半個的算一個，即“四舍五入”法)求出油膜面

積S

(3)由公式d=g卜算結果.其中『和S的單位均采用國際單位制中的單位，即體積「的

單位是小面積S的單位是上

&國筐皿縫(2019?高考全國卷HI)用油膜法估算分子大小的實驗中，首先需將純

油酸稀釋成一定濃度的油酸酒精溶液，稀釋的目的是

.實驗中為了測量出一滴已知濃度的油酸酒精溶液中

純油酸的體積，可以.為得到油酸分子的直

徑，還需測量的物理量是.

解析：由于分子直徑非常小，極少量油酸所形成的單分子層油膜面積也會很大，因此實

驗前需要將油酸稀釋，使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜.可以用累積法測

量多滴溶液的體積后計算得到一滴溶液的體積.油酸分子直徑等于油酸的體積與單分子層油

V

膜的面積之比，即d=-,故除測得油酸酒精溶液中所含純油酸的體積外，還需要測量單分

子層油膜的面積.

答案：使油酸在淺盤的水面上容易形成一塊單分子層油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地

滴入小量筒中，測出1mL油酸酒精溶液的滴數，得到一滴溶液中純油酸的體積單分子層

油膜的面積

知識點2阿伏加德羅常數的應用

1.兩種分子模型

固體、液體分子間緊密排列可忽略間隙.可以近似認為氣體分子是均勻分布的，每個氣

體分子占據一個正方體，其邊長即為氣體分子間的距離.如表所示.

分子大小或分子間

分子模型意義圖例

的平均距離

固體和液體可看成是一個個緊挨著

球形模型的球形分子排列而成的，忽略分子i■1

間的空隙

把氣體分成若干個小立方體，氣體

分子位于每個小立方體的中心，每

立方體模型..

個小立方體是每個分子占有的活動蚪

空間，這時忽略氣體分子的大小

2.微觀量與宏觀量的關系

(1)微觀量：分子質量隅，分子體積兒，分子直徑d

(2)宏觀量：物質的質量肌體積K密度o、摩爾質量肱、摩爾體積L

(3)微觀量與宏觀量的關系

①分子質量：/商=*=彳郎.

②分子體積：%適用于固體和液體).

APM

MV

③物質所含的分子數：N=

④氣體分子間的平均距離："=源=<6(%為氣體分子所占據空間的體積).

⑤固體、液體分子直徑：(1為分子體積).

□命題視角1微觀量與宏觀量關系的判斷

例2已知阿伏加德羅常數為4(molT),某物質的摩爾質量為M(kg/mol),該物質的

密度為0(kg/nd,則下列敘述中正確的是()

A.1kg該物質所含的分子個數是PM

B.1kg該物質所含的分子個數是4

C.該物質1個分子的質量是￡o(kg)

八k

D.該物質1個分子占有的空間是仁加')

［解析］1kg該物質的物質的量為：所含分子數目為4X：=2,故A、B錯誤；每個

Mir'IM

分子的質量為/7；b=gkg,故C錯誤；每個分子所占體積為%n?,故D正確.

/恢pP%

［答案］D

□命題視角2微觀量的估算

例3己知銅的摩爾質量.#=6.4XICT—g/moi,銅的密度p=8.9X103kg/m3,阿伏

加德羅常數4=6.0義10/。1試估算：(計算結果保留兩位有效數字)

(1)一個銅原子的質量；

(2)若每個銅原子可提供兩個自由電子，則3.OXlO-m，的銅導體中有多少個自由電子？

［解題探究］(1)銅原子的質量太小，怎樣用宏觀量材和此去求解這個微觀量？

(2)怎樣求解3X的銅導體中銅原子的個數？

［解析］(D一個銅原子的質量

M6.4X10-2一

"=『6.0X10"kg七1.1X10kg.

(2)銅導體的物質的量

PV8.9X10：'X3.OX1()T

mol^4.2mol

=丁=6.4X10T

銅導體中含有的自由電子數

.仁2〃25.0X10”(個).

［答案］(1)1.1X10“kg(2)5.0X10”個

回回回陶

(1)分子體積外的意義：玲=9，對于固體和液體指分子的體積，對于氣體則指每個分

子所占據空間的體積.

⑵物體的密度P的計算：0d=斗，但要切記。=多是沒有物理意義的.

VVAKO

【通關練習】

1.僅利用下列某一組數據，可以計算出阿伏加德羅常數的是()

A.水的密度和水的摩爾質量

B.水分子的體積和水分子的質量

C.水的摩爾質量和水分子的體積

D.水的摩爾質量和水分子的質量

解析：選I).知道水的密度和水的摩爾質量可以求出其摩爾體積，不能計算出阿伏加德

羅常數，故A錯誤；知道水分子的體積和水分子的質量可求水的密度，不能求出阿伏加德羅

常數，故B錯誤；若知道水的摩爾質量和水分子的體積，不知道密度，故不能求出阿伏加德

羅常數，選項C錯誤；用水的摩爾質量除以水分子的質量可以求解阿伏加德羅常數，故D

正確.

2.據統(tǒng)計“酒駕”是造成交通事故的主要原因之一，交警可以通過手持式酒精測試儀

很方便地檢測出駕駛員呼出的氣體中的酒精含量，以此判斷司機是否飲用了含酒精的飲

料.當司機呼出的氣體中酒精含量達2.4X1。-'g/L時，酒精測試儀開始報警.假設某司機

呼出的氣體剛好使酒精測試儀報警，并假設成人一次呼出的氣體體積約為300mL,試求該

司機一次呼出的氣體中含有酒精分子的個數(已知酒精分子的摩爾質量為46g-moP1,M

=6.02X1023mol-1).

解析：該司機一次呼出氣體中酒精的質量為

m=2.4X10-4X300X1()7g=7.2XlC)fg

一次呼出酒精分子的個數為

N^'2^10-X6.02XIO*個49.42X10"個.

M46

答案：9.42X1?！眰€

第2節(jié)分子的熱運動

［目標I1.了解擴散現(xiàn)象是由分子的運動產生的.2.知道什么是布朗運動，理解布朗

運動產生的原因.3.知道什么是分子的熱運動，理解分子熱運動與溫度的關系.

預習導學，梳理知識?夯實基礎?

一、擴散現(xiàn)象

1.定義：不同物質彼此進入對方的現(xiàn)象.

2.產生原因：物質分子的無規(guī)則運動.

3.應用：生產半導體器件時，在高溫條件下通過分子的擴散在純凈半導體材料中摻入

其他元素.

4.意義：反映分子在做永不停息的無規(guī)則運動.

1.(1)將一碗小米倒入一碗大米中，發(fā)現(xiàn)小米進入了大米的間隙之中，這屬于擴散現(xiàn)

象.()

(2)擴散現(xiàn)象不能發(fā)生在固體之間.()

(3)溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯.()

提示：⑴X(2)X(3)V

二、布朗運動

1.定義：懸浮在液體(或氣體)中的微粒的無規(guī)則運動叫做布朗運動.

2.產生原因：大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒撞擊作用的丕壬衡性造成的.

3.運動特點

(1)運動永不停息;

(2)軌跡無規(guī)則.

4.影響因素：微粒的大小和溫度的高低.若微粒越小，溫度越窟，布朗運動就越激烈.

5.意義：布朗運動雖然不是分子的運動，但它間接反映了液體(或氣體)分子運動的無規(guī)

則性.

少蒯ES聊

2.(1)布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動.()

(2)液體中懸浮的微粒越大，布朗運動越明顯.()

(3)布朗運動的劇烈程度與溫度有關.()

提示：⑴X(2)X(3)V

三、熱運動

1.定義：分子永不停息的無規(guī)則運動.

2.特點

(1)永不停息；

(2)運動無規(guī)則;

(3)溫度越高，分子的熱運動越激烈.

個圜EO

3.(1)溫度越高，分子熱運動越劇烈.()

(2)擴散現(xiàn)象和布朗運動都能證明分子在永不停息地做熱運動.()

(3)布朗運動就是分子的熱運動.()

提示：(1)V(2)J(3)X

》多維課堂?@川目⑥突破疑難?講練提升?

知識點1擴散現(xiàn)象

1.影響擴散現(xiàn)象明顯程度的因素

(1)雙方的物態(tài)：擴散現(xiàn)象發(fā)生時，氣態(tài)物質的擴散現(xiàn)象最快最顯著，液態(tài)物質次之，

固態(tài)物質的擴散現(xiàn)象最慢，短時間內非常不明顯.

(2)雙方的溫度：在兩種物質一定的前提下，擴散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度與物質的溫度有

關，溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著.

(3)雙方的濃度差:擴散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度還與兩種物質的濃度差有關，濃度差越大，

擴散現(xiàn)象越明顯.

2.成因分析：擴散現(xiàn)象不是外界作用(例如對流、重力作用等)引起的，也不是化學反

應的結果，而是分子無規(guī)則運動的直接結果，是分子無規(guī)則運動的宏觀表現(xiàn).

砌(多選)關于擴散現(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)象是不同物質間的一種化學反應

C.擴散現(xiàn)象是由物質分子無規(guī)則運動產生的

D.液體中的擴散現(xiàn)象是由于液體的對流形成的

［解析］擴散現(xiàn)象與溫度有關，溫度越高，擴散進行得越快，選項A正確；擴散現(xiàn)象是

由于分子的無規(guī)則運動引起的，不是一種化學反應，選項B、D錯誤，選項C正確.

［答案］AC

限回回陶

(D擴散現(xiàn)象在任何情況下都可以發(fā)生，與外界因素無關.

(2)當兩部分的分子分布濃度相同時，濃度不再變化，宏觀上擴散停止，但分子運動并

沒有停止，這種狀態(tài)是一種動態(tài)平衡.

M項沖唾(多選)下列四種現(xiàn)象中屬于擴散現(xiàn)象的有()

A.雨后的天空中懸浮著很多的小水滴

B.粉筆吸墨水

C.在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快就會變咸

D.把一堆煤放在白色墻角，幾年后鏟下煤后發(fā)現(xiàn)墻中有煤

解析：選CD.擴散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對方的現(xiàn)象，它是分子運動引

起的，天空中的小水滴不是分子，小水滴懸浮于空氣中并非分子運動所為，選項A錯誤；粉

筆吸墨水是毛細現(xiàn)象，不是擴散現(xiàn)象，選項B是錯誤的；整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子

之間的結果，墻中有煤是煤分子滲透的結果，選項C、D是正確的.

知識點2布朗運動

1.微粒的大?。耗茏霾祭蔬\動的微粒是由許多分子組成的顆粒（注意不是分子），大小

數量級為10-6m,人眼直接觀察看不到，但在光學顯微鏡下可以看到.

2.無規(guī)則性：懸浮微粒受到液體分子在各個方向上撞擊的不平衡是形成布朗運動的原

因.由于液體分子的運動是無規(guī)則的，使微粒受到較強撞擊的方向也不確定，所以布朗運動

是無規(guī)則的.

3.影響布朗運動顯著程度的因素

（1）微粒越小，布朗運動越明顯：懸浮微粒越小，某時刻與它相撞的分子數越少，來自

各方向的沖擊力越不易平衡；另外微粒越小，其質量也就越小，相同沖擊力下產生的加速度

越大.因此，微粒越小，布朗運動越明顯.

（2）溫度越高，布朗運動越激烈：溫度越高，液體分子的運動（平均）速率越大，對懸浮

于其中的微粒的撞擊作用也越大，產生的加速度也越大，因此溫度越高，布朗運動越激烈.

4.實質：布朗運動不是分子的運動，而是固體微粒的運動.布朗運動的無規(guī)則性反映

了液體分子運動的無規(guī)則性；布朗運動與溫度有關，表明液體分子運動的激烈程度與溫度有

關.

□命題視角1對布朗運動的理解

例2（多選）下列關于布朗運動的說法，正確的是（）

A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

B.液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運動越劇烈

C.布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的

I）.布朗運動是由液體分子從各個方向對懸浮粒子撞擊作用的不平衡引起的

什么是布布朗運動產生布朗運動

朗運動？有何特點？的原因是什么？

［解析］布朗運動的研究對象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A選項錯誤；布朗運

動的影響因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運動越明顯，故B選項正確;

布朗運動是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液體各部分的

溫度不同而引起的，故C選項錯誤，D選項正確.

［答案］BD

□命題視角2布朗運動觀測記錄圖象

例3做布朗運動實驗，得到某個觀測記錄如圖.圖中記錄的是（）

A.分子無規(guī)則運動的情況

B.某個微粒做布朗運動的軌跡

C.某個微粒做布朗運動的速度一時間圖線

D.按等時間間隔依次記錄的某個運動微粒位置的連線

［解析］布朗運動是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運動，而非分子的運動，故A

項錯誤；既然無規(guī)則，所以微粒沒有固定的運動軌跡，故B項錯誤；對于某個微粒而言在不

同時刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個時刻的速度，故也就無法

描繪其速度一時間圖線，故C項錯誤；故只有D項正確.

［答案］D

口命題視角3布朗運動與擴散現(xiàn)象的比較

例4(多選)下列關于布朗運動和擴散現(xiàn)象的說法正確的是()

A.布朗運動和擴散現(xiàn)象都能在氣體、液體和固體中發(fā)生

B.布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子的運動

C.布朗運動和擴散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯

D.布朗運動和擴散現(xiàn)象都能說明分子的運動是永不停息的

［解析］布朗運動可以在氣體和液體中發(fā)生，但不能在固體中進行;而擴散現(xiàn)象在氣體、

液體和固體中都能發(fā)生.布朗運動是微小固體顆粒的運動，而擴散現(xiàn)象是分子的運動.由于

溫度越高，分子的無規(guī)則運動越劇烈，自然擴散現(xiàn)象在溫度越高時越明顯，而液體(或氣體)

分子的無規(guī)則運動加劇加快了它們對布朗顆粒的碰撞頻率，所以布朗運動也是溫度越高越明

顯.由于分子的熱運動是永不停息的、無規(guī)則的，所以布朗運動和分子擴散的運動都能說明

分子的運動是永不停息的.故選C、D.

［答案］CD

回回固陶

對布朗運動的三點說明

(1)布朗運動是固體微粒的無規(guī)則運動，不是液體分子的無規(guī)則運動，也不是微粒內分

子的無規(guī)則運動.

(2)微粒懸浮在氣體、液體內，在任何溫度下都會做布朗運動.

(3)微粒懸浮在氣體中，在氣流作用下做的無規(guī)則運動不是布朗運動.

【通關練習】

1.關于布朗運動，下列說法正確的是（）

A.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

B.布朗運動證明了組成固體小顆粒的分子在做無規(guī)則運動

C.布朗運動可以發(fā)生在氣體、液體中

D.PM2.5——空氣中直徑等于或小于2.5微米的懸浮顆粒物，它在空氣中的運動屬于

分子運動

解析：選C.布朗運動是指懸浮于液體中的固體小顆粒的運動，不是液體分子的運動，

故A錯誤；布朗運動證明了液體分子在做無規(guī)則運動，不能證明固體小顆粒的運動，故B

錯誤；布朗運動可以發(fā)生在氣體、液體中，故C正確；PM2.5（直徑等于或小于2.5微米的

懸浮顆粒物）屬于固體顆粒，其運動不是分子熱運動，故D錯誤.

2.（多選）下列說法正確的是（）

A.液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動稱為布朗運動

B.液體分子的無規(guī)則運動稱為布朗運動

C.擴散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地運動

D.在真空、高溫條件下，可以利用分子擴散向半導體材料中摻入其他元素

解析：選ACD.液體中懸浮微粒的無規(guī)則運動稱為布朗運動，選項A正確，B錯誤；擴

散現(xiàn)象表明，分子在永不停息地做無規(guī)則運動，選項C正確；在真空、高溫條件下，可以利

用分子擴散向半導體材料中摻入其他元素，選項D正確.

知識點3分子熱運動

i.對熱運動的理解

（1）所謂分子的“無規(guī)則運動”，是指由于分子之間的相互碰撞，每個分子的運動速度

無論是方向還是大小都在不斷地變化.標準狀況下，一個空氣分子在1S內與其他空氣分子

的碰撞高達65億次，所以大量分子的運動是十分混亂的，也就是說是無規(guī)則的.

（2）熱運動是對大量分子而言的，對個別分子無意義.

（3）分子熱運動的劇烈程度雖然受到溫度影響，溫度高運動快，溫度低運動慢，但分子

的運動永遠不會停息.

2.布朗運動與熱運動的區(qū)別與聯(lián)系

布朗運動熱運動

研究對象懸浮于流體中的微粒分子

不同點

觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到在顯微鏡下看不到

相同點（1）運動無規(guī)則；（2）永不停息地運動；（3）溫度越高越激烈

周圍液體（氣體）分子的熱運動是布朗運動產生的原因，布朗

聯(lián)系

運動反映了分子的熱運動

例5（多選）關于布朗運動和分子的熱運動，下列說法正確的是（）

A.分子的熱運動就是布朗運動

B.布朗運動是懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則運動，它反映了液體分子的無規(guī)則運動

C.溫度越高，懸浮微粒越大，布朗運動越激烈

D.物體的溫度越高，內部分子的熱運動越激烈

［解析］分子的熱運動是分子的無規(guī)則運動，布朗運動是懸浮在液體中的微粒的無規(guī)則

運動，它是由液體分子的無規(guī)則運動引起的，溫度越高，布朗運動越激烈，微粒越小，液體

分子撞擊的不平衡性越明顯，布朗運動越激烈，分子熱運動的激烈程度由溫度決定，故A、

C錯誤，B、D正確.

［答案］BD

陶囤翳陶

分子熱運動的“熱”字，應該賦予其兩層含意：

(1)指分子無規(guī)則運動，不是宏觀物體的機械運動.

(2)溫度越高分子運動越激烈，與何種分子無關.

M跟蹤跳練(多選)下面所列舉的現(xiàn)象，能說明分子是不斷運動著的是()

A.將香水瓶蓋打開后能聞得到香味

B.汽車開過后，公路上塵土飛揚

C.灑在地上的水，過一段時間就干了

D.懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運動

解析：選ACD.將香水瓶蓋打開后能聞到香味，是香水的分子做擴散運動的結果，能說

明分子是不斷運動著，故A正確；汽車開過后，公路上塵土飛揚，是由于塵土受到風的吹動，

與分子的運動無關，故B錯誤；灑在地上的水，過一段時間就干了說明水分子擴散到了其他

的地方，能說明分子是不斷運動著，故C正確；懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運動是布朗運

動，它是分子的無規(guī)則運動的反映，故D正確.

第3節(jié)分子間的作用力

1.知道分子間存在空隙.2.知道分子間同時存在著引力和斥力，分子力是引

力與斥力的合力.知道分子間的作用力隨分子間距離變化而變化的規(guī)律.能用分子力解釋有

關現(xiàn)象.3.了解分子動理論的內容.

預習導學，梳理知識?夯實基礎.

一、分子間的作用力

i.分子間有空隙

(1)氣體很容易被壓縮，說明氣體分子之間存在著很大的空隙.

(2)水和酒精混合后總體積會減小，說明液體分子之間存在著空隙.

(3)壓在一起的金片和鉛片，各自的分子能近散到對方的內部，說明固體分子之間也存

在著空隙.

2.分子間的相互作用

(1)分子引力和斥力同時存在,分子力是指分子引力和斥力的合力.

(2)分子引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨距離的減小而增大.

(3)當分子間距離變化時，分子斥力比引力變化的快.

①當時，尸引三尸斥，分子力表現(xiàn)為斥力；

②當r=ro時，Gi三廠斥，分子力為0；

③當r>ro時，用自尸斥，分子力表現(xiàn)為引力；

④當r>lOro時，A.j|-*0,b斥一0,分子力為零.

(1)固體和液體分子之間沒有空隙，氣體分子間有空隙.()

(2)分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，而斥力隨距離的增大而減小.()

(3)當兩分子間距為打時，分子力為零，沒有引力也沒有斥力.()

(4)當分子間的距離達到無窮遠時，分子力為零.()

提示：⑴X(2)X(3)X(4)V

二、分子動理論

1.分子動理論的內容：物體是由大量分子組成的,分子在做永不停息的無規(guī)則運動,

分子之間存在著引力和斥力.

2.統(tǒng)計規(guī)律：物體是由大量的分子組成的，每個分子的運動都是無規(guī)則的、帶有偶然

性的，但大量分子的運動卻有一定的規(guī)律，這種由大量偶然事件的整體所表現(xiàn)出來的規(guī)律叫

做統(tǒng)計規(guī)律.

Q麴0圈

物體是由大量分子組成的，分子又在永不停息地做無規(guī)則運動，那么為什么大量分子能

聚在一起形成液體或固體而不散開？

提示：由于分子間存在引力，引力使分子聚集在一起不分開.

多維課堂，伽@@。

知識點1分子力與分子間距離變化的關系

1.分子力：在任何情況下，分子間總是同時存在著引力和斥力，而實際表現(xiàn)出來的是

分子力，分子力是分子引力和斥力的合力.

2.分子力與分子間距離變化的關系

(1)平衡位置：分子間距離「=費時，引力與斥力大小相等，分子力為零.平衡位置即

分子間距離等于ZD(數量級為10-wm)的位置.

(2)分子間的引力和斥力隨分子間距離r的變化關系：分子間的引力和斥力都隨分子間

距離r的增大而減小，但斥力減小得更快.

(3)分子力彈簧模型:分子間的相互作用力像彈簧連接著的兩個小球間的相互作用力.小

球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示：

分子力尸隨分子間距

分子間距離分子力分子力彈簧模型

離「的變化關系圖象

OOoooooooMD

h-Z=Zo,F=0-H

r=ra零彈簧原長

象征分子力合力為零

，/F引

正―OWMtffiO*尸

表現(xiàn)為斥力，且分子—HZ<Z0,F|pj外1**—

彈簧壓縮

Xzb力隨分子間距的增大

象征分子力的合力為

而減小

斥力

*

旦E

O-^ooooooo^-G

表現(xiàn)為引力，且分子向里T

，/尸引彈簧拉伸

r>zo力隨分子間距的增

象征分子力的合力為

大，先增大后減小

引力

□命題視角1分子力與分子距離的關系

例1(多選)兩個分子從靠近得不能再靠近的位置開始，使二者之間的距離逐漸增大,

直到大于分子直徑的10倍以上，這一過程中關于分子間的相互作用力的下列說法中正確的

是()

A.分子間的引力和斥力都在減小

B.分子間的斥力在減小，引力在增大

C.分子間相互作用的合力在逐漸減小

D.分子間相互作用的合力，先減小后增大，再減小到0

［解析］分子間同時存在著引力與斥力，當距離增大時，引力和斥力都在減小，只是斥

力減小得比引力快.當分子間距離二打時，分子間的斥力大于引力，因而表現(xiàn)為斥力；當

時，分子間的斥力小于引力，因而表現(xiàn)為引力；當r=?b時，合力為0；當距離大于10人

時，分子間的相互作用力可視為0.所以分子力的變化是先減小后增大，再減小到0.選項A、

D正確.

［答案］AD

陶囤翳陶

(1)無論分子間的距離如何，分子引力和分子斥力都是同時存在的，不會出現(xiàn)只有引力

或只有斥力的情況.

(2)要注意“分子力表現(xiàn)為引力或斥力”與“分子引力”和“分子斥力”不是同一個概

念.

13命題視角2分子在分子力作用下的運動分析

例2在使兩個分子間的距離由很遠(n變到很難再靠近的過程中，分子間的

作用力大小將()

A.先減小后增大

B.先增大后減小

C.先增大后減小再增大

D.先減小后增大再減小

［解析］分子間同時存在引力和斥力，當兩個分子間的距離由很遠(rAlO'm)變到很難

再靠近的過程中，引力和斥力同時增加，但斥力增加的更快；故其合力先表現(xiàn)為引力，后表

現(xiàn)為斥力，但引力有一個最大值，故選C.

［答案］C

□命題視角3分子力做功分析

例3甲、乙兩個分子相距較遠，若把甲固定，使乙逐漸向甲移動，直到不能再靠近

為止.在這一過程中，下列有關分子力對乙做功的說法中正確的是()

A.分子力對乙總是做正功

B.分子力對乙總是做負功

C.先是乙克服分子力做功，然后分子力對乙做正功

D.先是分子力對乙做正功，然后乙克服分子力做功

［解析］分子間的距離大于八時，分子力表現(xiàn)為引力，分子乙在靠近平衡位置的過程

中，分子力對乙做正功；當分子間距離小于氣時，分子力表現(xiàn)為斥力，當分子乙繼續(xù)向分

子甲靠近的過程中，分子力做負功.選項D正確.

［答案］D

回回第陶

分子力問題的分析方法

(1)首先要分清分子力是引力還是斥力.

(2)分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小.

(3)分子力比較復雜，要抓住兩個關鍵點：一是r=n時，分子力為零但引力和斥力均

不為零.二是r210人時?，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零.所以當

時，分子力隨分子間距離增大而減?。划斮M時，分子間距由增大到10n的過程中，分

子力先增大后減小.

【通關練習】

1.固態(tài)物體中分子間的引力和斥力是同時存在的，則對其中的引力和斥力，下列說法

中正確的是()

A.當物體被壓縮時，斥力增大，引力減小

B.當物體被壓縮時，斥力、引力都增大

C.當物體被拉伸時，斥力減小，引力增大

D.當物體被拉抻時，斥力、引力都增大

解析：選B.依據分子力隨距離的變化關系可知，引力和斥力都隨距離的減小而增大，

隨距離的增大而減小.當物體被壓縮時，斥力和引力均增大，故A錯誤、B正確.當物體被

拉伸時，斥力和引力均減小，故C、D均錯誤.

2.(多選)如圖所示，甲分子固定在坐標原點0,乙分子位于r軸上，甲、乙兩分子間

作用力與分子間距離關系圖象如圖.現(xiàn)把乙分子從△處由靜止釋放，貝I")

A.乙分子從2到八一直加速

B.乙分子從四到八過程中呈現(xiàn)引力，從上到八過程中呈現(xiàn)斥力

C.乙分子從M到八過程中，兩分子間的分子力先增大后減小

D.乙分子從人到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先減小后增大

解析：選AC.乙分子從八到八一直受甲分子的引力作用，且分子間作用力先增大后減

小，故乙分子做加速運動，A、C正確；乙分子從工到八過程中一直呈現(xiàn)引力，B錯誤；乙

分子從八到距離甲最近的位置過程中，兩分子間的分子力先增大后減小再增大，D錯誤.

知識點2用分子動理論解釋熱現(xiàn)象

分子間有相互作用力的宏觀表現(xiàn)

(1)當外力欲使物體拉伸時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為引力以抗拒外界對它的拉

伸.

(2)當外力欲使物體壓縮時，組成物體的大量分子間將表現(xiàn)為斥力以抗拒外界對它的壓

縮.

(3)大量的分子能聚集在一起形成固體或液體,說明分子間存在引力.固體有一定形狀，

液體有一定的體積，而固體、液體分子間有空隙，卻沒有緊緊地吸在一起，說明分子間還同

時存在著斥力.

例4(多選)對下列現(xiàn)象的解釋正確的是()

A.兩塊鐵經過高溫加壓將連成一整塊，這說明鐵分子間有吸引力

B.一定質量的氣體能充滿整個容器，這說明在一般情況下，氣體分子間的引力很微弱

C.電焊能把兩塊金屬連接成一整塊是分子間的引力起作用

I).破碎的玻璃不能把它們拼接在一起是因為其分子間斥力作用的結果

［解析］高溫下鐵分子運動非常激烈，兩鐵塊上的鐵分子間距很容易充分接近到分子力

起作用的距離內，所以兩塊鐵經過高溫加壓將很容易連成一整塊，電焊也是相同的原理，所

以A、C項正確；通常情況下，氣體分子間的距離大約為分子直徑的10倍，此種情況下分子

間引力非常微弱，氣體分子可以無拘無束地運動，從而充滿整個容器，所以B項正確；玻璃

斷面凹凸不平，即使用很大的力也不能使兩斷面間距接近到分子引力作用的距離，所以碎玻

璃不能接合，若把玻璃加熱，玻璃變軟，即可重新接合，所以D項錯誤.

［答案］ABC

回回第陶

分子動理論是在大量實驗觀察的基礎上，通過分析推理總結形成的一種科學理論，反過

來，利用它又能說明生活實踐中與之相關的許多實際問題.

&埋型■將下列實驗事實與產生的原因對應起來.

A.水與酒精混合體積減小

B.固體很難被壓縮

C.細繩不易被拉斷

D.糖在熱水中溶解得快

E.冰凍食品也會變干

a.固體分子也在不停地運動

b.分子運動的劇烈程度與溫度有關

c.分子間存在空隙

d.分子間存在著引力

e.分子間存在著斥力

它們之間的對應關系分別是：(1)_,(2),(3)

(4),(5).(在橫線上填上實驗事實與產生原因的符號)

解析：A.水和酒精混合后體積變小，說明分子間有空隙；B.固體很難被壓縮說明分子

間有斥力；C.細繩不易被拉斷，說明分子間有引力；D.糖在熱水中溶解得快，說明溫度越

高，分子熱運動越劇烈；E.冷凍食品也會變干，說明固體分子也在做無規(guī)則運動.

答案：(l)Ac(2)Be(3)Cd(4)Db(5)Ea

第4節(jié)溫度和溫標

1.知道什么是狀態(tài)參量，什么是平衡態(tài).2.了解熱平衡的概念及熱平衡定律.

3.知道溫度與溫標的定義，理解溫度意義以及熱力學溫度的表示，理解攝氏溫度與熱

力學溫度的關系.

》預習導學，明也俯留梳理知識?夯實基礎

一、狀態(tài)參量與平衡態(tài)

1.熱力學系統(tǒng)和外界

(1)熱力學系統(tǒng)：在熱學中，把某個范圍內大量分子組成的研究對象叫做熱力學系統(tǒng),

簡稱系統(tǒng).

(2)外界：系統(tǒng)之外與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的其他物體統(tǒng)稱為外界.

2.狀態(tài)參量：描述系統(tǒng)熱學性質的物理量，在熱學中常用的狀態(tài)參量有體積K壓強0、

溫度7?等.

3.平衡態(tài)：在沒有外界影響的情況下，系統(tǒng)所有性質都不隨時間而變化的穩(wěn)定狀態(tài).

Q麴O圈

1.一根長鐵絲，一端插入100℃的沸水中，另一端放入0℃恒溫源中，經過足夠長的

時間，溫度隨鐵絲有一定的分布，而且不再隨時間變化，這種狀態(tài)是否為平衡態(tài)？

提示：這種狀態(tài)不是平衡態(tài)，只是一種穩(wěn)定狀態(tài)，因為存在外在因素的影響.

二、熱平衡與溫度

1.熱平衡：如果兩個系統(tǒng)相互接觸而傳熱，它們的狀態(tài)參量將改變.但是經過一段時間

以后，狀態(tài)參量就不再變化了,即這兩個系統(tǒng)達到了熱平衡.

2.熱平衡定律：如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)達到妣衡，那么這兩個系統(tǒng)彼此之間

也必定處于熱平衡.

3.溫度：處于熱平衡的系統(tǒng)之間有一“共同熱學性質”，即溫度.這就是溫度計能夠用

來測量和比較溫度高低的基本原理.

4.熱平衡的性質：一切達到熱平衡的系統(tǒng)都具有相同的溫度.

Q霸。圈

2.“平衡態(tài)”就是“熱平衡”嗎？

提示：不是.“平衡態(tài)”指的是一個系統(tǒng)的狀態(tài)，“熱平衡”指的是兩個系統(tǒng)之間的關

系，二者的本質不同.

三、溫度計與溫標

1.溫度計

名稱原理

水銀溫度計根據水銀的熱膨脹的性質來測量溫度

金屬電阻溫度計根據金屬伯的電阻隨溫度的變化來測量溫度

氣體溫度計根據氣體壓強隨溫度的變化來測量溫度

熱電偶溫度計根據不同導體因溫差產生電動勢的大小來測量溫度

2.溫標：定量描述溫度的方法.

(1)攝氏溫標：一種常用的表示溫度的方法，規(guī)定標準大氣壓下冰的熔點為0℃,水

的沸點為100℃.在0℃刻度與100℃刻度之間均勻分成幽等份，每份算作1°C.

(2)熱力學溫標：現(xiàn)代科學中常用的表示溫度的方法，熱力學溫標也叫“絕對溫標”.

(3)攝氏溫度與熱力學溫度

攝氏溫度攝氏溫標表示的溫度，用符號二表示，單位是攝氏度,符號為七

熱力學溫度熱力學溫標表示的溫度，用符號工表示，單位是開爾文(開),符號為K

換算關系7=r+273.15K

少圓on

(1)27℃的溫度可以用熱力學溫度粗略地表示為300K.()

(2)攝氏溫度和熱力學溫度都是從零開始的.()

(3)溫度升高20℃也就是升高了20K.()

(4)熱力學溫度是國際單位制中基本物理量之一.()

提示：(1)J(2)X(3)V(4)V

多維課堂,購通?⑥突破疑難?講練提升.

知識點1平衡態(tài)與熱平衡的比較

1.平衡態(tài)的理解

(1)熱力學的平衡態(tài)與力學的平衡態(tài)的意義不同，熱力學的平衡態(tài)是一種動態(tài)平衡，組

成系統(tǒng)的分子仍在不停地做無規(guī)則運動，只是分子運動的平均效果不隨時間變化，表現(xiàn)為系

統(tǒng)的宏觀性質不隨時間變化.

(2)平衡態(tài)是一種理想情況，因為任何系統(tǒng)完全不受外界影響是不可能的.

2.熱平衡的理解

(1)平衡態(tài)與熱平衡的區(qū)別：平衡態(tài)是對某一系統(tǒng)而言的，是系統(tǒng)的狀態(tài)，熱平衡是對

兩個接觸的系統(tǒng)之間的關系而言的.分別處于平衡態(tài)的兩個系統(tǒng)在相互接觸時，它們的狀態(tài)

可能會發(fā)生變化，直到溫度相同時，兩個系統(tǒng)便達到了熱平衡.達到熱平衡的兩個系統(tǒng)都處

于平衡態(tài).

(2)熱平衡概念也適用于兩個原來沒有發(fā)生過作用的系統(tǒng)，只要兩個系統(tǒng)在接觸時它們

的狀態(tài)不發(fā)生變化，那么這兩個系統(tǒng)原來是處于熱平衡的.

3.熱平衡定律的意義：決定兩個系統(tǒng)是否達到了熱平衡的最主要參量是溫度.因為互

為熱平衡的物體具有相同的溫度，所以在比較各物體的溫度時，不需要將各物體直接接觸，

只需將溫度計分別與各物體接觸，即可比較溫度的高低.

?特別提醒(1)熱平衡的特征方面：溫度是決定一個系統(tǒng)與另一個系統(tǒng)是否達到熱平

衡狀態(tài)的物理量.

(2)熱平衡的條件方面：達到熱平衡的兩個系統(tǒng)一定具有相同的溫度.

例1(多選)關于平衡態(tài)和熱平衡，下列說法中正確的是()

A.只要溫度不變且處處相等，系統(tǒng)就一定處于平衡態(tài)

B.兩個系統(tǒng)在接觸時它們的狀態(tài)不發(fā)生變化，說明這兩個系統(tǒng)原來的溫度是相等的

C.熱平衡就是平衡態(tài)

D.處于熱平衡的幾個系統(tǒng)都處于平衡態(tài)

［審題突破］(1)一個系統(tǒng)的溫度、壓強、體積都不再變化，該系統(tǒng)處于何種狀態(tài)？

(2)若兩個系統(tǒng)的什么相等，則兩個系統(tǒng)已達到熱平衡？

［解析］一般來說，描述系統(tǒng)的狀態(tài)參量不止一個，僅僅根據溫度不變且處處相等不能

得出系統(tǒng)一定處于平衡態(tài)的結論，選項A