新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理第一章分子動理論第二節(jié)分子熱運動與分子力課件粵教版選擇性必修第三冊

第一章分子動理論學(xué)習(xí)目標(biāo)物理與STSE1．知道擴散現(xiàn)象是由于分子的熱運動產(chǎn)生的．(重點)2．知道什么是布朗運動，理解布朗運動產(chǎn)生的原因．(重點)3．知道什么是分子的熱運動，理解分子熱運動與溫度的關(guān)系．(難點)4．掌握分子間引力和斥力以及分子力隨分子間距離的變化規(guī)律．(重點、難點)5．掌握分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系圖像．(重點、難點)6．知道分子動理論的內(nèi)容(重點)

知識點一擴散現(xiàn)象1．?dāng)U散的定義．物理學(xué)中把由于分子不停地運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象稱為擴散．2．發(fā)生環(huán)境：物質(zhì)處于固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)時，都能發(fā)生擴散現(xiàn)象．3．意義：證明了物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運動．4．規(guī)律：溫度越高，擴散現(xiàn)象越明顯．5．應(yīng)用：在高溫條件下通過分子的擴散在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素來生產(chǎn)半導(dǎo)體器件．知識點二布朗運動1．布朗運動．(1)定義：懸浮在液體(或氣體)中的微粒不停地做無規(guī)則運動．它首先是由英國植物學(xué)家布朗在1827年用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉微粒時發(fā)現(xiàn)的．(2)研究對象：懸浮在液體或氣體中的微粒，不是(選填“是”或“不是”)固體顆粒中的單個分子，也不是(選填“是”或“不是”)液體分子．(3)產(chǎn)生的原因：大量液體或氣體分子對懸浮微粒撞擊的不平衡造成的．(4)意義：間接地反映了液體分子的無規(guī)則運動．2．熱運動．(1)定義：大量分子永不停息地做無規(guī)則運動．(2)宏觀表現(xiàn)：布朗運動和擴散現(xiàn)象．(3)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．知識點三分子力1．分子間作用力．(1)大量分子能聚集在一起形成固體或液體，說明分子之間存在著引力；用力壓縮物體，物體內(nèi)會產(chǎn)生反抗壓縮的彈力，這說明分子之間還存在著斥力．(2)分子間的引力和斥力是同時存在的，實際表現(xiàn)出來的分子力是引力和斥力的合力．(3)分子間的作用力與分子間距離的關(guān)系如圖，表現(xiàn)出了分子力F隨分子間距離r的變化情況．由圖中Fr圖線可知：F引和F斥都隨分子間距離的變化而變化，當(dāng)分子間的距離增大時，F(xiàn)引和F斥都減小，但F斥減小得快．結(jié)果使得：①r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，分子力F＝0，r0的數(shù)量級為10－10m；當(dāng)r>10－9m時，分子力可以忽略．②r<r0時，F(xiàn)引<F斥，分子力表現(xiàn)為斥力．③r>r0時，F(xiàn)引>F斥，分子力表現(xiàn)為引力．2．分子動理論．物體是由大量分子組成的，分子總在不停地做無規(guī)則運動，運動的劇烈程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)；分子間存在相互作用的引力和斥力．1．(多選)擴散現(xiàn)象說明了(

)A．物質(zhì)是由大量分子組成的B．物質(zhì)內(nèi)部分子間存在著相互作用力C．分子間存在著空隙D．分子在做無規(guī)則的運動解析：擴散現(xiàn)象是一種物質(zhì)的分子進入另一種物質(zhì)內(nèi)部的現(xiàn)象，因而說明了分子間存在著空隙；擴散現(xiàn)象不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運動產(chǎn)生的．答案：CD2．(多選)下列關(guān)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，懸浮微粒越小，布朗運動越明顯C．布朗運動是由于液體各部分的溫度不同而引起的D．布朗運動是由于液體分子從各個方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬慕馕觯翰祭蔬\動的研究對象是固體小顆粒，而不是液體分子，故選項A錯誤；影響布朗運動的因素是溫度和微粒大小，溫度越高、微粒越小，布朗運動就越明顯，故選項B正確；布朗運動是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用的不平衡而引起的，不是由于液體各部分的溫度不同而引起的，故選項C錯誤，選項D正確．答案：BD3．分子間同時存在引力和斥力，下列說法中正確的是(

)A．固體分子間的引力總是大于斥力B．氣體能充滿任何容器，是因為分子間的斥力大于引力C．分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小D．分子間的引力隨分子間距離的增大而增大，斥力隨距離的增大而減小解析：分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，對于固體分子來說，當(dāng)被擠壓時分子力表現(xiàn)為斥力，被拉伸時分子力表現(xiàn)為引力．氣體分子間的距離較大，通常大于10r0，所以分子間的作用力近似為零，可忽略不計，又因氣體分子做無規(guī)則運動，所以可到達(dá)容器里的任何位置．選項C正確．答案：C探究一擴散現(xiàn)象1．影響擴散現(xiàn)象明顯程度的因素．(1)物態(tài)．①氣態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最快、最顯著．②固態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最慢，短時間內(nèi)非常不明顯．③液態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象明顯程度介于氣態(tài)與固態(tài)之間．(2)溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，擴散現(xiàn)象發(fā)生的明顯程度與物質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著．(3)濃度差：兩種物質(zhì)的濃度差越大，擴散現(xiàn)象越顯著．2．分子運動的兩個特點．(1)永不停息：不分季節(jié)，也不分白天和黑夜，分子每時每刻都在運動．(2)無規(guī)則：單個分子的運動無規(guī)則，但大量分子的運動又具有規(guī)律性，總體上分子由濃度大的地方向濃度小的地方運動．【典例1】

(多選)如圖所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象(已知二氧化氮的密度比空氣的密度大)，下列說法正確的是(

)A．過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體變成了淡紅棕色B．二氧化氮由于密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶中不會出現(xiàn)淡紅棕色C．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色D．由于氣體分子在運動著，所以上面的空氣會運動到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自發(fā)地運動到上面的瓶中，所以最后上、下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致解析：由于擴散現(xiàn)象，上面的空氣分子與下面的二氧化氮分子會彼此進入對方，直到最后混合均勻，顏色變得一致，故A、D正確．答案：AD對擴散現(xiàn)象的理解擴散現(xiàn)象的明顯程度與溫度、濃度有關(guān)，與外界作用無關(guān)，擴散現(xiàn)象可以在氣體、液體、固體間進行．1．放在房間一端的香水，打開瓶塞后，位于房間另一端的人將(

)A．立即嗅到香味，因為分子熱運動速率很大，穿過房間所需時間極短B．過一會兒才能嗅到香味，因為分子熱運動的速率不大，穿過房間需要一段時間C．過一會兒才能嗅到香味，因為分子熱運動速率雖然很大，但由于是無規(guī)則運動，且與空氣分子不斷碰撞，要嗅到足夠多的香水分子必須經(jīng)過一段時間D．過一會兒才能嗅到香味，因為分子熱運動速率雖然很大，但必須有足夠多的香水分子，才能引起嗅覺解析：分子的擴散需要一段時間，因為分子是無規(guī)則的運動，而且在擴散的同時會受到一些阻礙．答案：C2．(2022·江蘇揚州模擬預(yù)測)新型冠狀病毒在世界范圍內(nèi)的肆虐，給我們的生命財產(chǎn)造成了重大損失．為了減少病毒傳播，人們使用乙醇噴霧消毒液和免洗洗手液，兩者的主要成分都是酒精，則下列說法正確的是(

)A．使用免洗洗手液洗手后，手部很快就干爽了，是由于液體分子擴散到了空氣中B．在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會聞到淡淡的酒味，與分子運動無關(guān)C．在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會聞到淡淡的酒味，這是酒精分子做布朗運動的結(jié)果D．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液體變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，分子間距不變解析：因為一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動，所以使用免洗洗手液時，手部很快就干爽了，這是擴散現(xiàn)象，故A正確；在房間內(nèi)噴灑乙醇消毒液后，會聞到淡淡的酒味，這是由于酒精分子的擴散運動的結(jié)果，證明了酒精分子在不停地做無規(guī)則運動，故B、C錯誤；洗手液中的酒精由液態(tài)變?yōu)橥瑴囟鹊臍怏w的過程中，溫度不變分子平均動能不變，但是分子之間的距離變大，故D錯誤．故選A.答案：A探究二布朗運動與熱運動1．布朗運動．(1)影響因素．①懸浮的微粒越小，布朗運動越明顯．②溫度越高，布朗運動越激烈．(2)特點．①永不停息．②無規(guī)則．?特別提醒

(1)布朗運動是懸浮的固體微粒的運動，不是單個分子的運動．(2)布朗運動是由于液體分子對固體微粒撞擊的不平衡而產(chǎn)生的，因此布朗運動間接反映周圍液體分子的無規(guī)則運動．(3)固體微粒的運動是極不規(guī)則的，顯微鏡下看到的微粒運動位置連線并不是運動軌跡．2．熱運動．(1)定義．分子永不停息的無規(guī)則運動叫作熱運動．宏觀上的熱現(xiàn)象是物質(zhì)內(nèi)部大量分子做無規(guī)則運動的表現(xiàn)．(2)特點．①永不停息．②運動無規(guī)則．③溫度越高，分子的熱運動越劇烈．(3)宏觀表現(xiàn)．?dāng)U散現(xiàn)象是分子熱運動造成的，布朗運動間接證明了分子的熱運動．3．布朗運動與擴散現(xiàn)象的比較．項目布朗運動擴散現(xiàn)象不同點產(chǎn)生條件微粒懸浮在液體或氣體中兩物體相互接觸，在固體、液體、氣體中都能發(fā)生產(chǎn)生原因液體或氣體分子的無規(guī)則運動，對微粒的撞擊不平衡分子的無規(guī)則運動運動本質(zhì)微粒的運動分子的運動影響因素溫度高低、微粒大小溫度高低、密度差或濃度差相同點(1)布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子永不停息地做無規(guī)則運動的有力證據(jù).(2)產(chǎn)生的根本原因相同：分子永不停息地做無規(guī)則運動.(3)都與溫度有關(guān)，溫度越高，現(xiàn)象越明顯4.布朗運動與熱運動的區(qū)別與聯(lián)系．項目布朗運動熱運動不同點研究對象固體微粒分子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無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越激烈聯(lián)系周圍液體(或氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動反映了分子的熱運動

?特別提醒

分子無規(guī)則的運動，不是宏觀物體的機械運動，二者無關(guān)系．【典例2】關(guān)于擴散現(xiàn)象和布朗運動，下列說法中正確的是(

)A．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都是分子的無規(guī)則運動B．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動沒有本質(zhì)的區(qū)別C．?dāng)U散現(xiàn)象可以停止，說明分子的熱運動可以停止D．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動都與溫度有關(guān)解析：擴散現(xiàn)象是分子的無規(guī)則運動導(dǎo)致不同物質(zhì)彼此進入對方，當(dāng)物質(zhì)在某一能到達(dá)的空間內(nèi)均勻分布時，這種宏觀的遷移現(xiàn)象就結(jié)束了，但分子的熱運動依然存在．布朗運動是分子做無規(guī)則運動時對懸浮微粒的不均勻撞擊所致，它不會停止，這兩種現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，溫度越高，現(xiàn)象越明顯，故正確答案為D.答案：D對布朗運動認(rèn)識的誤區(qū)(1)誤認(rèn)為布朗運動是液體分子的運動．布朗運動是液體分子做無規(guī)則運動的反映．(2)誤認(rèn)為布朗運動是固體顆粒分子的運動．它是固體小顆粒的運動．(3)誤認(rèn)為固體小顆粒的體積越大，液體分子對它的撞擊越多，布朗運動就越顯著．其實顆粒越小，布朗運動越顯著．(4)大風(fēng)天常?？吹斤L(fēng)沙彌漫、塵土飛揚，誤認(rèn)為這就是布朗運動．能用肉眼看到的顆粒的運動不是布朗運動．3．(多選)關(guān)于布朗運動的劇烈程度，下列說法正確的是(

)A．固體微粒越小，布朗運動越顯著B．液體的溫度越高，布朗運動越顯著C．與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運動越顯著D．布朗運動是無規(guī)則的解析：布朗運動的劇烈程度取決于微粒的大小和溫度的高低，微粒越小，溫度越高，布朗運動越顯著．布朗運動是無規(guī)則的，故A、B、D正確，C錯誤．答案：ABD4.用顯微鏡觀察水中的花粉，追蹤某一個花粉顆粒，每隔10s記下它的位置，得到了a、b、c、d、e、f、g等點，再用直線依次連接這些點，如圖所示，則下列說法中正確的是(

)A．這些點連接的折線就是這一花粉顆粒運動的徑跡B．花粉顆粒的運動就是熱運動C．在這六段時間內(nèi)花粉顆粒運動的平均速度大小相等D．從a點計時，經(jīng)36s，花粉顆粒可能不在de連線上解析：因為題圖中各點是每隔10s記下它的位置，那么在每個10s內(nèi)花粉顆粒位于何處，還無法確定，所以這些點連接的折線不表示花粉顆粒運動的徑跡，選項A錯誤，D正確；熱運動指的是分子的運動，而花粉顆粒是由大量分子組成的物質(zhì)，不是分子，所以選項B錯誤；題圖中六條折線的長度并不相等，所以在這六段時間內(nèi)花粉顆粒運動的平均速度大小不相等，選項C錯誤．答案：D探究三分子間的作用力1．分子間有相互作用的宏觀表現(xiàn)．(1)當(dāng)用力欲使物體拉伸時，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(dāng)用力欲使物體壓縮時，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．固體有一定的形狀，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．(4)分子力與物體三態(tài)不同的宏觀特征．分子間距離不同，分子間的作用力表現(xiàn)也就不一樣，物體的狀態(tài)特征也不相同．物態(tài)

分子特點宏觀表現(xiàn)固態(tài)①分子間距離??；②作用力明顯；③分子只能在平衡位置附近做無規(guī)則的振動①體積一定；②形狀一定液態(tài)①分子間距離?。虎谄胶馕恢貌还潭?；③可以在較大范圍做無規(guī)則運動①有一定體積；②無固定形狀氣態(tài)①分子間距離較大；②分子力極為微小，可忽略；③分子可以自由運動①無體積；②無形狀；③充滿整個容器2.用彈簧模型理解分子力．如表所示，兩個小球中間連有一個彈簧，小球代表分子，彈簧的彈力代表分子斥力和引力的合力．r＝r0，F(xiàn)＝0r<r0，F(xiàn)表現(xiàn)為斥力r>r0，F(xiàn)表現(xiàn)為引力(1)當(dāng)彈簧處于原長時(r＝r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為零．(2)當(dāng)彈簧處于壓縮狀態(tài)時(r<r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為斥力．(3)當(dāng)彈簧處于拉伸狀態(tài)時(r>r0)，象征著分子力的合力表現(xiàn)為引力．3．分子力與分子間距離變化的關(guān)系．(1)r0的意義．分子間距離r＝r0時，分子間引力與斥力大小相等，分子力為零，所以分子間距離等于r0(數(shù)量級為10－10m)的位置叫平衡位置．(2)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(如圖所示)．①當(dāng)r＝r0時，F(xiàn)引＝F斥，F(xiàn)＝0；②當(dāng)r<r0時，F(xiàn)斥>F引，分子力F表現(xiàn)為斥力；③當(dāng)r>r0時，F(xiàn)斥<F引，分子力F表現(xiàn)為引力；④當(dāng)r≥10r0(10－9m)時，F(xiàn)引和F斥都十分微弱，可認(rèn)為分子間無相互作用力，所以分子力F＝0.(3)當(dāng)r<r0時，分子力隨距離的增大而減小；當(dāng)r>r0時，分子力隨距離的增大先增大后減小．【典例3】設(shè)r0是分子間引力和斥力平衡時的距離，r是兩個分子間的實際距離，則以下說法中正確的是(

)A．r＝r0時，分子間引力和斥力都等于零B．4r0>r>r0時，分子間只有引力而無斥力C．r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力先增大后減小D．r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中，分子間的引力和斥力都增大，其合力先增大后減小再增大解析：當(dāng)r＝r0時，分子間引力和斥力相等，但都不為零，合力為零，A錯誤；在4r0>r>r0時，引力大于斥力，兩者同時存在，B錯誤；在r減小的過程中，分子引力和斥力都增大，C錯誤；r由4r0逐漸減小到r0的過程中，由分子力隨r的變化關(guān)系圖線可知，分子力有一個極大值，到r<r0時分子力又增大，所以在r由4r0逐漸減小到小于r0的過程中分子力先增大后減小再增大，D正確．答案：D分子力問題的分析方法(1)首先要分清是分子力還是分子引力或分子斥力．(2)分子間的引力和斥力都隨著分子間距離的增大而減?。?3)分子力比較復(fù)雜，要抓住四個關(guān)鍵點：一是r＝r0時，分子力為零但引力和斥力大小相等，均不為零；二是r≥10r0時，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看作是零；三是r<r0時，分子力隨著分子間距離增大而減?。凰氖莚>r0時，分子間距由r0增大到10r0，分子力先增大后減?。?．分子間的相互作用力由引力F引和斥力F斥兩部分組成，則(

)A．F引和F斥是同時存在的B．F引總是大于F斥，其合力總表現(xiàn)為引力C．分子間的距離越小，F(xiàn)引越小，F(xiàn)斥越大D．分子間的距離越小，F(xiàn)引越大，F(xiàn)斥越小解析：分子間的引力和斥力是同時存在的，它們的大小隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力隨分子間距離的變化而變化得更快一些．當(dāng)r<r0時，合力表現(xiàn)為斥力，隨分子間距離的增大而減?。?dāng)r>r0時，合力表現(xiàn)為引力，合力的大小隨分子間距離的增大表現(xiàn)為先增大后減小，選項A正確．答案：A6．(2023·江蘇統(tǒng)考模擬)如圖所示，有一分子位于坐標(biāo)原點O處不動，另一分子位于x軸上，縱坐標(biāo)表示這兩個分子的分子勢