第1章 分子动理论 章末素养提升-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二物理选择性必修第三册教师用书（人教版2019）

DIYIZHANG 第一章 章末素养提升 1 再现 素养知识 热运动 扩散 布朗运动 剧烈 平衡位置 物理 观念 分子动理论 的基本内容 (1)物体是由大量分子组成的 (2)分子在做永不停息的无规则运动，即________ ①两种宏观表现： 、__________ ②运动特点：永不停息、无规则、温度越高越_____ (3)分子之间存在着相互作用力 ①r<r0时，分子间的作用力表现为斥力 ②r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置为_________ ③r>r0时，分子间的作用力表现为引力 物理 观念 分子运动速 率分布图像 (1)特点：“ 、 ” (2)温度越高，分子的平均速率______ 物体的 内能 (1)分子动能： 是分子热运动的平均动能的标志 (2)分子势能：由分子间 决定 中间多 两头少 越大 温度 相对位置 物理 观念 物体的 内能 (3)物体的内能： ①定义：所有分子热运动动能和分子势能的总和 ②决定因素： 科学 思维 阿伏加德罗 常数 (1)定义：1 mol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：NA= mol-1 (3)NA==(其中NA=只适用于固体和液体) 科学 思维 两种分 子模型  (1)球体模型d= (2)立方体模型d= 气体压强的 微观 解释 (1)气体压强的产生：大量气体分子不断 产生的 (2)决定因素： 撞击器壁 科学 探究 1.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 2.用统计的方法对大量粒子组成的宏观系统的物理性质及宏观规律作出微观解释 科学态度 与责任 通过分子动理论等相关内容的学习，认识科学、技术、社会、环境协调发展的重要性。逐渐形成探索自然的内在动力 　关于分子运动的规律，下列说法正确的是 A.如果气体温度升高，则每个分子的运动速率都将增大 B.如果某气体分子质量为m，平均速度为，则分子平均动能Ek=m C.悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动 的规律 D.将某气体密闭于正方体容器中，则在相同的时间内与容器内部各面相 撞的分子数目必严格相等 例1 提能 综合训练 √ 如果气体温度升高，则气体分子的平均动能增大，但并非每个分子的运动速率都将增大，选项A错误； 分子的平均动能等于系统内所有分子的动能之和与分子的总数之比，而不是Ek=m，选项B错误； 悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，只能反映水分子的热运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动的规律，选项C正确； 将某气体密闭于正方体容器中，在相同的时间内与容器内部各面相撞的分子数目不严格相等，选项D错误。 总结提升 1.分子动理论： (1)一切物体是由大量分子组成； (2)分子在做永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象、布朗运动越明显 (3)分子间存在引力和斥力，引力和斥力都随距离的增加而减小，但斥力减小得更快。 2.分子运动的规律是统计规律，只适用于大量分子而不适用于少量个别分子。 　(多选)(2023·山东省聊城一中月考)如图，石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定。已知单层石墨烯的厚度约为0.33 nm，每个六边形的面积约为5.2×10-20 m2，碳原子的摩尔质量为12 g/mol，阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol-1。对质量为10 g的单层石墨烯，下列说法正确的是 A.包含有5.0×1022个碳原子 B.包含有5.0×1023个碳原子 C.所占有的空间体积约为4.3×10-6 m3 D.所占有的空间体积约为8.6×10-6 m3 例2 √ √ 质量为10 g的单层石墨烯的物质的量为n== mol = mol，则包含有碳原子的个数为N=nNA=5.0× 1023，故A错误，B正确； 因为每个六边形中含有6个碳原子，每个碳原子被3个六边形所共用，所以质量为10 g的单层石墨烯占有的空间体积约为V=NSd≈4.3×10-6 m3，故C正确，D错误。 总结提升 微观量计算有两条主线：一条主线是体积，即每个分子体积(或每个分子所占体积)V0=；另一条主线是质量，即每个分子质量m=，分子个数N=nNA(n为物质的量)。 　某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物(PM2.5)的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是 例3 A.细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒物分子的热运动 B.图乙中实线表示11：00时的空气分子速率分布曲线 C.细颗粒物的无规则运动在11：00时比14：00时更剧烈 D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数在14：00时比12：00 时多 √ 细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热运动与气流的作用，A错误； 由题图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例较大，对应的气体分子温度较高，所以题图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，B错误； 温度越高，细颗粒物的无规则运动越剧烈，所以细颗粒物的无规则运动在14：00时比11：00时更剧烈，C错误； 14：00时的气温高于12：00时的气温，空气分子的平均动能较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，D正确。 总结提升 1.气体分子速率的分布规律是大量气体分子遵从的统计规律，个别分子的运动不具有规律。 2.气体分子的速率各不相同，但整体遵守速率分布规律，即“中间多、两头少”的分布规律，当温度升高时，速率大的分子数增大，速率小的分子数减小，分子的平均速率增大。 3.对一定质量的封闭气体，在不同温度下，其分子运动速率分布图线与横轴所围的面积都等于1。 　如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴 上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从A处由静止释放，下列选项中的图像分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是 例4 √ 从A到D，乙分子的运动方向始终不变，故A错误； 加速度与力的大小成正比，方向与力相同，在C点， 乙分子的加速度等于0，故B正确； 乙分子从A处由静止释放，分子力先是引力后是斥力，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在C点，分子势能最小，从C图中可知，在A点静止释放乙分子时，分子势能为负，动能为0，乙分子的总能量为负，在以后的运动过程中乙分子的总能量不可能为正，而动能不可能小于0，则分子势能不可能大于0，所以C图中不可能出现横轴上方那一部分，分子动能不可能为负值，故C、D错误。 总结提升 分子势能与分子间作用力的关系： 当分子间作用力F做正功时，分子势能减小，分子动能增大； 当分子间作用力F做负功时，分子势能增大，分子动能减小。 BENKEJIESHU 本课结束 $$ 章末素养提升 物理 观念 分子动理论 的基本内容 (1)物体是由大量分子组成的 (2)分子在做永不停息的无规则运动，即热运动 ①两种宏观表现：扩散、布朗运动 ②运动特点：永不停息、无规则、温度越高越剧烈 (3)分子之间存在着相互作用力 ①r<r0时，分子间的作用力表现为斥力 ②r=r0时，分子间的作用力为0，这个位置为平衡位置 ③r>r0时，分子间的作用力表现为引力 分子运动速 率分布图像 (1)特点：“中间多、两头少” (2)温度越高，分子的平均速率越大 物体的 内能 (1)分子动能：温度是分子热运动的平均动能的标志 (2)分子势能：由分子间相对位置决定 (3)物体的内能： ①定义：所有分子热运动动能和分子势能的总和 ②决定因素： 科学 思维 阿伏加德 罗常数 (1)定义：1 mol的任何物质都含有相同的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示 (2)大小：NA=6.02×1023 mol-1 (3)NA==(其中NA=只适用于固体和液体) 两种分 子模型 (1)球体模型 d= (2) 立方体模型 d= 气体压强的 微观解释 (1)气体压强的产生：大量气体分子不断撞击器壁产生的 (2)决定因素： 科学 探究 1.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 2.用统计的方法对大量粒子组成的宏观系统的物理性质及宏观规律作出微观解释 科学态度 与责任 通过分子动理论等相关内容的学习，认识科学、技术、社会、环境协调发展的重要性。逐渐形成探索自然的内在动力 例1　关于分子运动的规律，下列说法正确的是(　　) A.如果气体温度升高，则每个分子的运动速率都将增大 B.如果某气体分子质量为m，平均速度为，则分子平均动能Ek=m C.悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动的规律 D.将某气体密闭于正方体容器中，则在相同的时间内与容器内部各面相撞的分子数目必严格相等 答案　C 解析　如果气体温度升高，则气体分子的平均动能增大，但并非每个分子的运动速率都将增大，选项A错误；分子的平均动能等于系统内所有分子的动能之和与分子的总数之比，而不是Ek=m，选项B错误；悬浮在水中的花粉颗粒做布朗运动，只能反映水分子的热运动，不能反映花粉颗粒内分子热运动的规律，选项C正确；将某气体密闭于正方体容器中，在相同的时间内与容器内部各面相撞的分子数目不严格相等，选项D错误。 1.分子动理论： (1)一切物体是由大量分子组成； (2)分子在做永不停息的无规则运动，温度越高，分子运动越剧烈，扩散现象、布朗运动越明显 (3)分子间存在引力和斥力，引力和斥力都随距离的增加而减小，但斥力减小得更快。 2.分子运动的规律是统计规律，只适用于大量分子而不适用于少量个别分子。 例2　(多选)(2023·山东省聊城一中月考)如图，石墨烯是由碳原子按六边形晶格整齐排布而成的碳单质，结构非常稳定。已知单层石墨烯的厚度约为0.33 nm，每个六边形的面积约为5.2×10-20 m2，碳原子的摩尔质量为12 g/mol，阿伏加德罗常数取6.0×1023 mol-1。对质量为10 g的单层石墨烯，下列说法正确的是(　　) A.包含有5.0×1022个碳原子 B.包含有5.0×1023个碳原子 C.所占有的空间体积约为4.3×10-6 m3 D.所占有的空间体积约为8.6×10-6 m3 答案　BC 解析　质量为10 g的单层石墨烯的物质的量为n== mol= mol，则包含有碳原子的个数为N=nNA=5.0×1023，故A错误，B正确；因为每个六边形中含有6个碳原子，每个碳原子被3个六边形所共用，所以质量为10 g的单层石墨烯占有的空间体积约为V=NSd≈4.3×10-6 m3，故C正确，D错误。 微观量计算有两条主线：一条主线是体积，即每个分子体积(或每个分子所占体积)V0=；另一条主线是质量，即每个分子质量m=，分子个数N=nNA(n为物质的量)。 例3　某地某天的气温变化趋势如图甲所示，细颗粒物(PM2.5)的污染程度为中度，出现了大范围的雾霾。在11：00和14：00的空气分子速率分布曲线如图乙所示，横坐标v表示分子速率，纵坐标表示单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是(　　) A.细颗粒物在大气中的移动是由于细颗粒物分子的热运动 B.图乙中实线表示11：00时的空气分子速率分布曲线 C.细颗粒物的无规则运动在11：00时比14：00时更剧烈 D.单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数在14：00时比12：00时多 答案　D 解析　细颗粒物在大气中的移动是由于空气分子的热运动与气流的作用，A错误；由题图乙可知实线对应的速率大的分子占的比例较大，对应的气体分子温度较高，所以题图乙中实线表示14：00时的空气分子速率分布曲线，B错误；温度越高，细颗粒物的无规则运动越剧烈，所以细颗粒物的无规则运动在14：00时比11：00时更剧烈，C错误；14：00时的气温高于12：00时的气温，空气分子的平均动能较大，单位时间内空气分子对细颗粒物的平均撞击次数较多，D正确。 1.气体分子速率的分布规律是大量气体分子遵从的统计规律，个别分子的运动不具有规律。 2.气体分子的速率各不相同，但整体遵守速率分布规律，即“中间多、两头少”的分布规律，当温度升高时，速率大的分子数增大，速率小的分子数减小，分子的平均速率增大。 3.对一定质量的封闭气体，在不同温度下，其分子运动速率分布图线与横轴所围的面积都等于1。 例4　如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子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。现把乙分子从A处由静止释放，下列选项中的图像分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中大致正确的是(　　) 答案　B 解析　从A到D，乙分子的运动方向始终不变，故A错误；加速度与力的大小成正比，方向与力相同，在C点，乙分子的加速度等于0，故B正确；乙分子从A处由静止释放，分子力先是引力后是斥力，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在C点，分子势能最小，从C图中可知，在A点静止释放乙分子时，分子势能为负，动能为0，乙分子的总能量为负，在以后的运动过程中乙分子的总能量不可能为正，而动能不可能小于0，则分子势能不可能大于0，所以C图中不可能出现横轴上方那一部分，分子动能不可能为负值，故C、D错误。 分子势能与分子间作用力的关系： 当分子间作用力F做正功时，分子势能减小，分子动能增大； 当分子间作用力F做负功时，分子势能增大，分子动能减小。 学科网（北京）股份有限公司 $$