1.1 分子动理论的基本内容-【无畏物理】2024-2025学年高二物理同步学案（人教版2019选择性必修三）

高中物理 选择性必修三 第一章 分子动理论 1.1 分子动理论的基本内容 物体是由大量分子组成的 知识点一 1．分子：把组成物体的微粒统称为分子。 2．1 mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。 分子热运动 知识点二 1．扩散 (1)扩散：不同的物质能够彼此进入对方的现象。 (2)产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。 (3)发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。 (4)意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。 (5)规律：温度越高，扩散现象越明显。 2．布朗运动 (1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。 (2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。 (3)布朗运动的特点：永不停息、无规则。 (4)影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。 (5)意义：布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。 3．热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动。 (2)宏观表现：扩散现象和布朗运动。 (3)特点：①永不停息；②运动无规则； ③温度越高，分子的热运动越激烈。 分子间的作用力 知识点三 1．分子间有空隙 (1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。 (2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。 (3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子间也存在着空隙。 2．分子间作用力 (1)当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。 (2)当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。 说明：分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的合力。 3．分子力与分子间距离变化的关系： (1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置。 (2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快。 (3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型 分子力F随分子间距离r的变化关系图像 分子间距离 分子力 分子力模型 r＝r0 零 r<r0 表现为斥力，且分子力随分子间距的增大而减小 r>r0 表现为引力，且分子力随分子间距的增大，先增大后减小 科普：范德华力分为三种：色散力、诱导力、取向力。这里所探讨的分子间作用力属于色散力，是范德华力之一 分子动理论 知识点四 1．内容：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着相互作用力。 2．由于分子热运动是无规则的，对于任何一个分子都具有偶然性，但对大量分子的整体而言，表现出规律性。 分子热运动和布朗运动 考点一 【例1.1】(多选)关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是(　CD　) A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动 B．扩散现象和布朗运动没有本质的区别 C．扩散现象宏观上可以停止，但微观上分子无规则运动依然存在 D．扩散现象和布朗运动都与温度有关 [解析：扩散现象是由于分子的无规则热运动而导致的物质的群体迁移，当物质在某一能到达的空间内达到均匀分布时，这种宏观的迁移现象就结束了，但分子的无规则运动依然存在。布朗运动是由于分子对悬浮微粒的不均匀撞击所致，它不会停止，这两种现象都与温度有关，温度越高，现象越明显；布朗运动是液体分子无规则运动的反映。故C、D正确。] 【例1.2】(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是(　BC　) A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒 B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动 C．越小的炭粒，运动越明显 D．越大的炭粒，运动越明显 [解析：水分子在显微镜下是观察不到的，故A错误；根据布朗运动的含义可判断B、C正确，D错误。] 【练习1.1】下列关于热运动的说法正确的是(　D　) A．热运动是物体受热后所做的运动 B．0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 C． 热运动是单个分子的永不停息的无规则运动 D． 热运动是大量分子的永不停息的无规则运动 [解析：热运动是大量分子所做的无规则运动，不是单个分子的无规则运动，A、C错误，D正确；分子的热运动永不停息，因此0 ℃的物体中的分子仍在做无规则运动，B错误。] 【练习1.2】(多选)用显微镜观察悬浮在液体中的花粉颗粒的运动，下面的哪些说法与观察到的结果相符(　AD　) A．花粉颗粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动 B．制成的悬浮液体静置的时间越长，花粉颗粒的运动越微弱 C．花粉的颗粒越大，运动越明显 D．环境的温度越高，花粉颗粒的运动越明显 [解析：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，无论静置多久都是如此。悬浮微粒越小，温度越高，无规则运动越明显。故A、D正确，B、C错误。] 【练习1.3】关于悬浮在液体中的固体颗粒的布朗运动，下面说法中正确的是 (　C　) A．小颗粒的无规则运动就是分子的运动 B．小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映 C．小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映 D．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫作热运动 [解析：悬浮在液体中的固体颗粒虽然很小，需要用显微镜来观察，但它并不是固体分子，而是千万个固体分子组成的分子团体，布朗运动是这千万个分子团体的一致行动，不能看作是分子的运动。产生布朗运动的原因是固体颗粒受到周围液体分子的撞击，由于液体分子运动的无规则性，固体颗粒受到撞击力的合力也是无规则的，因此，固体颗粒的运动也是无规则的，组成颗粒的固体分子既有各自特有的无规则运动，又有我们通过显微镜看到的分子团体的布朗运动。所以，小颗粒的无规则运动不能证明固体颗粒分子做无规则运动，而只能说明液体分子在做无规则运动。热运动是指分子的无规则运动，由于布朗运动不是分子的运动，所以不能说布朗运动是热运动。故C正确。] 分子间的作用力 考点二 【例2.1】(多选)关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是(　BD　) A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力 C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力 D．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力 [解析：分子间距离为r0时，分子力为零，并不是分子间无引力和斥力，A错误；当r>r0时，随着间距的增大，分子间的引力和斥力都减小，但斥力比引力减小得快，故分子力表现为引力，C错误。] 【例2.2】(多选)两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力(　CD　) A．一定增大　　　 B．一定减小 C．可能增大 D．可能减小 [解析：分子间同时存在的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，题设的r是大于r0(平衡距离)还是小于r0未知，增大多少也未知。由图可知，分子间距离r在从无限小到无限大的区间内，分子力随r的增大是先减小后增大再减小，故C、D正确。] 【练习2.1】(多选)关于分子力，正确的说法是(　BC　) A．分子间的相互作用力是万有引力的表现 B．分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的 C．当分子间距离r>r0时，随着r的增大，分子间斥力和引力都减小，但斥力减小得更快，合力表现为引力 D．当分子间的距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力 [解析：分子力是由于分子内带电粒子的相互作用和运动而引起的，由于分子的质量非常小，分子间的万有引力忽略不计，A错误，B正确；分子间同时存在着相互作用的斥力和引力，且斥力和引力都随着分子间距离的增大而减小，且分子力为短程力，当分子间距离r>r0时，分子间相互作用的斥力小于引力，分子力表现为引力，C正确；分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，当两个分子间距离为r0时， 每个分子受另一个分子的引力和斥力大小相等、方向相反、合力为零，而不是既无引力也无斥力，D错误。] 【练习2.2】分子间的作用力F与间距r的关系图线如图所示，下列说法正确的是(　B　) A．r＜r1时，两分子间的引力为零 B．r1＜r＜r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C．r＝r2时，两分子间的引力最大 D．r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 [解析：分子间同时存在引力和斥力，r<r1时，斥力大于引力，合力表现为斥力，A错误；r1<r<r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大，负号表示方向，B正确；分子间同时存在引力和斥力，随着距离减小而增大，r＝r2时，分子力表现为引力且最大，但不是分子引力最大，C错误；r>r2时，两分子间的引力随r的增大而减小，D错误。] 【练习2.3】(多选)如图所示是描述分子引力与斥力随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线可知下列说法中正确的是(　BCD　) A．F引随r增大而增大 B．F斥随r增大而减小 C．r＝r0时，F斥与F引大小相等 D．F引与F斥均随r增大而减小 [解析：分子间引力和斥力均随间距的增大而减小，当r＝r0时引力与斥力大小相等，故BCD正确。] 课后巩固 1．【难度2】(多选)下列所列词句中，描述分子热运动的是(　AB　) A．酒香不怕巷子深 B．踏花归去马蹄香 C．拂墙花影动，疑是玉人来 D．风沙刮地塞云愁 [解析：酒香在空气中传播，马蹄上的花香在空气中传播都属于扩散现象，是由分子无规则运动引起的，A、B正确；影动是由光学因素造成的，与分子热运动无关，C错误；风沙刮地是沙子在自身重力和气流的作用下所做的运动，不是分子热运动，D错误。] 2．【难度2】思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)冷红墨水和热红墨水都能发生扩散，说明扩散快慢与温度无关。 (×) (2)微粒越小，温度越高，布朗运动越激烈。 (√) (3)布朗运动和扩散现象都是分子的热运动。 (×) (4)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。 (√) 3．【难度2】(多选)关于分子动理论，下述说法正确的是(　AB　) A．物体是由大量分子组成的 B．分子永不停息地做无规则运动 C．分子间有相互作用的引力或斥力 D．分子动理论没有实验基础 [解析：由分子动理论的内容可知，A、B正确；分子间有相互作用的引力和斥力，C错误；分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，D错误。] 4．【难度2】(多选)关于分子动理论，下列说法正确的是(　AB　) A．分子永不停息地做无规则运动 B．酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有空隙 C．铁块不易被压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力 D．分子间距离增大时，分子力也随之增大 [解析：由分子动理论可知A正确；酒精和水混合后总体积减小是因为分子间有空隙，B正确；挤压铁块时，分子斥力和引力同时存在，但分子力表现为斥力，C错误；当分子间距离r<r0时，r增大，分子力减小，D错误。] 5．【难度2.5】(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是(　ABD　) A．两种气体分子的平均动能相等 B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率 C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能 D．两种气体分子热运动的总动能不相等 [解析：温度相同，两种气体分子的平均动能相等，故A对，C错；因两种气体分子的质量不同，而分子的平均动能相等，所以分子质量大的(氧气)分子平均速率小，故B对；由于两种气体的摩尔质量不同，物质的量不同(质量相同)，分子数目就不等，故总动能不相等，故D对．] 6．【难度3】(多选)如图一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，当抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法不正确的是(　BCD　) A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B．由于二氧化氮密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 C．由于下面二氧化氮的摩尔质量大于上面空气的平均摩尔质量，二氧化氮不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 D．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 [解析：因为分子运动是永不停息的，所以相互接触的两种物质分子会彼此进入对方，也就是扩散，最终空气和二氧化氮分子均匀混合，整体是淡红棕色。B、C、D符合题意。] 1．【难度3】如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于正x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是(　B　) A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15 m B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10 m C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10 m D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15 m [解析：由于分子间斥力的大小随两分子间距离变化比引力快，所以图中曲线ab表示斥力，cd表示引力，e点引力和斥力平衡，分子间距为r0，数量级为10－10 m，故选项B正确。] 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高中物理 选择性必修三 第一章 分子动理论 1.1 分子动理论的基本内容 物体是由大量分子组成的 知识点一 1．分子：把组成物体的微粒统称为分子。 2．1 mol水中含有水分子的数量就达6.02×1023个。 分子热运动 知识点二 1．扩散 (1)扩散：不同的物质能够彼此进入对方的现象。 (2)产生原因：由物质分子的无规则运动产生的。 (3)发生环境：物质处于固态、液态和气态时，都能发生扩散现象。 (4)意义：证明了物质分子永不停息地做无规则运动。 (5)规律：温度越高，扩散现象越明显。 2．布朗运动 (1)概念：把悬浮微粒的这种无规则运动叫作布朗运动。 (2)产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡造成的。 (3)布朗运动的特点：永不停息、无规则。 (4)影响因素：微粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。 (5)意义：布朗运动间接地反映了液体(气体)分子运动的无规则性。 3．热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动。 (2)宏观表现：扩散现象和布朗运动。 (3)特点：①永不停息；②运动无规则； ③温度越高，分子的热运动越激烈。 分子间的作用力 知识点三 1．分子间有空隙 (1)气体分子的空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙。 (2)液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有空隙。 (3)固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子间也存在着空隙。 2．分子间作用力 (1)当用力拉伸物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为引力。 (2)当用力压缩物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为斥力。 说明：分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的合力。 3．分子力与分子间距离变化的关系： (1)平衡位置：分子间距离r＝r0时，引力与斥力大小相等，分子力为零。平衡位置即分子间距离等于r0(数量级为10－10 m)的位置。 (2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快。 (3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型 分子力F随分子间距离r的变化关系图像 分子间距离 分子力 分子力模型 r＝r0 零 r<r0 表现为斥力，且分子力随分子间距的增大而减小 r>r0 表现为引力，且分子力随分子间距的增大，先增大后减小 科普：范德华力分为三种：色散力、诱导力、取向力。这里所探讨的分子间作用力属于色散力，是范德华力之一 分子动理论 知识点四 1．内容：物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着相互作用力。 2．由于分子热运动是无规则的，对于任何一个分子都具有偶然性，但对大量分子的整体而言，表现出规律性。 分子热运动和布朗运动 考点一 【例1.1】(多选)关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是(　 　) A．扩散现象和布朗运动都是分子的无规则运动 B．扩散现象和布朗运动没有本质的区别 C．扩散现象宏观上可以停止，但微观上分子无规则运动依然存在 D．扩散现象和布朗运动都与温度有关 【例1.2】(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察，如图所示，下列说法中正确的是(　 　) A．在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒，且水分子不停地撞击炭粒 B．小炭粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动 C．越小的炭粒，运动越明显 D．越大的炭粒，运动越明显 【练习1.1】下列关于热运动的说法正确的是(　 　) A．热运动是物体受热后所做的运动 B．0 ℃的物体中的分子不做无规则运动 C． 热运动是单个分子的永不停息的无规则运动 D． 热运动是大量分子的永不停息的无规则运动 【练习1.2】(多选)用显微镜观察悬浮在液体中的花粉颗粒的运动，下面的哪些说法与观察到的结果相符(　 　) A．花粉颗粒在不停地做无规则运动，这就是所说的布朗运动 B．制成的悬浮液体静置的时间越长，花粉颗粒的运动越微弱 C．花粉的颗粒越大，运动越明显 D．环境的温度越高，花粉颗粒的运动越明显 【练习1.3】关于悬浮在液体中的固体颗粒的布朗运动，下面说法中正确的是 (　 　) A．小颗粒的无规则运动就是分子的运动 B．小颗粒的无规则运动是固体颗粒分子无规则运动的反映 C．小颗粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映 D．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫作热运动 分子间的作用力 考点二 【例2.1】(多选)关于分子间的相互作用力，以下说法中正确的是(　 　) A．当分子间距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间既不存在引力，也不存在斥力 B．分子间既存在引力也存在斥力，分子力是它们的合力 C．分子力随分子间距离的变化而变化，当r>r0时，随着距离的增大，分子间的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大得快，故分子力表现为引力 D．当分子间的距离r<r0时，随着距离的减小，分子间的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大得快，故分子力表现为斥力 【例2.2】(多选)两个分子之间的距离为r，当r增大时，这两个分子之间的分子力(　 　) A．一定增大　　　 B．一定减小 C．可能增大 D．可能减小 【练习2.1】(多选)关于分子力，正确的说法是(　 　) A．分子间的相互作用力是万有引力的表现 B．分子间的作用力是由分子内带电粒子相互作用和运动所引起的 C．当分子间距离r>r0时，随着r的增大，分子间斥力和引力都减小，但斥力减小得更快，合力表现为引力 D．当分子间的距离为r0时，它们之间既没有引力，也没有斥力 【练习2.2】分子间的作用力F与间距r的关系图线如图所示，下列说法正确的是(　 　) A．r＜r1时，两分子间的引力为零 B．r1＜r＜r2时，两分子间的作用力随r的增大而逐渐增大 C．r＝r2时，两分子间的引力最大 D．r>r2时，两分子间的引力随r的增大而增大，斥力为零 【练习2.3】(多选)如图所示是描述分子引力与斥力随分子间距离r变化的关系曲线，根据曲线可知下列说法中正确的是(　 　) A．F引随r增大而增大 B．F斥随r增大而减小 C．r＝r0时，F斥与F引大小相等 D．F引与F斥均随r增大而减小 课后巩固 1．【难度2】(多选)下列所列词句中，描述分子热运动的是(　 　) A．酒香不怕巷子深 B．踏花归去马蹄香 C．拂墙花影动，疑是玉人来 D．风沙刮地塞云愁 2．【难度2】思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)冷红墨水和热红墨水都能发生扩散，说明扩散快慢与温度无关。 ( ) (2)微粒越小，温度越高，布朗运动越激烈。 ( ) (3)布朗运动和扩散现象都是分子的热运动。 ( ) (4)水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现。 ( ) 3．【难度2】(多选)关于分子动理论，下述说法正确的是(　 　) A．物体是由大量分子组成的 B．分子永不停息地做无规则运动 C．分子间有相互作用的引力或斥力 D．分子动理论没有实验基础 4．【难度2】(多选)关于分子动理论，下列说法正确的是(　 　) A．分子永不停息地做无规则运动 B．酒精和水混合后，总体积减小，是因为分子间有空隙 C．铁块不易被压缩是因为在挤压铁块时，分子间只有斥力没有引力 D．分子间距离增大时，分子力也随之增大 5．【难度2.5】(多选)当氢气和氧气的质量和温度都相同时，下列说法中正确的是(　 　) A．两种气体分子的平均动能相等 B．氢气分子的平均速率大于氧气分子的平均速率 C．氢气分子的平均动能大于氧气分子的平均动能 D．两种气体分子热运动的总动能不相等 6．【难度3】(多选)如图一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开，当抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气密度大)下列说法不正确的是(　 　) A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色 B．由于二氧化氮密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 C．由于下面二氧化氮的摩尔质量大于上面空气的平均摩尔质量，二氧化氮不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色 D．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色 1．【难度3】如图所示，设有一分子位于图中的坐标原点O处不动，另一分子可位于正x轴上不同位置处，图中纵坐标表示这两个分子间分子力的大小，两条曲线分别表示斥力或引力的大小随两分子间距离变化的关系，e为两曲线的交点，则下列说法正确的是(　 　) A．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－15 m B．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－10 m C．ab线表示引力，cd线表示斥力，e点的横坐标约为10－10 m D．ab线表示斥力，cd线表示引力，e点的横坐标约为10－15 m 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$