第1章 1 分子动理论的基本内容-【成才之路·学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步新课程学习指导(人教版)

001 第一章分子动理论 】.分子动理论的基本内容 ○目标重点展示 素养目标 学习重点 (1)知道物体是由大量分子组成的，知道阿伏加德罗常数。 (2)了解扩散现象，观察并能解释布朗运动，理解布朗运动 物理观念 产生的原因和特点。 (1)微观量的计算。 (3)知道分子间存在间隙和作用力。 (2)布朗运动的产生原 (4)知道分子动理论的内容。 因，布朗运动和分 子热运动的关系。 (1)能构建分子的球形模型和立方体模型，会进行相关的 计算或估算，培养模型建构能力和解决实际问题的 (3)分子间作用力与分 子间距离的关系。 科学思维 能力。 (2)会通过图像分析理解分子间的作用力与分子间距离的 关系。 探究点1物体是由大量分子组成的 [理解]探究讨论阿 伏加德罗常数 1物体是由 组成的。 1mol水的质量为 18g,大约是我们喝 (1)研究对象：在研究物体的热运动性质和规律时，把组成物体的分子、 一小口水的质量，换 原子或者离子统称为热学上的 句话说，我们喝下一 (2)分子大小：多数分子直径的数量级为 m。 小口水，就喝下了约 2.阿伏加德罗常数 6.02×103个水分 (1)定义：1mol的任何物质都有 的粒子数。这个数量可以用阿 子，如果动员全世界 所有人（约80亿）来 伏加德罗常数表示。 数这些分子，每人每 (2)数值：N= mol-1。 [理解] 秒数一个，240万年 3.微观量与宏观量的理解及其关系 才能数完。1cm3水 中约含3.3×102个水 (1)微观量：分子质量mo、分子体积（或气体分子所占空间的体积）V。、分 分子，假如把1cm3水 子直径（或气体分子间的平均距离）d。 中所有水分子挨个排 (2)宏观量：物质的质量m、体积V、密度p、摩尔质量M、摩尔体积Vl。 列起来，将长达100 》特别提醒 亿千米，可绕地球 阿伏加德罗常数是联系宏观量与微观量的“桥梁”。 24.9万圈。 002 (3)微观量与宏观量的几个常见关系 子的质量：m。三，M表示摩尔质量，适用于固体、液体和 真不敢相信， 竟然这么多 =M ②分子的体积：=N=pN 适用于固体和液体，V表示摩尔体积。 对于气体，'。表示每个气体分子所占空间的体积。 ③单位质量中含有的分子数：N=心 M ④单位体积中含有的分子数：N= M [规律方法] [判断正误] (1)求解与阿伏加德 (1)阿伏加德罗常数所表示的是1g物质内所含的分子数。 ) 罗常数有关问题的思 (2)分子间距等于分子的直径 路，如图所示。 质 物 体 (3)物质的密度等于分子质量与分子体积的比值。 ( 量 质 积 例1：（多选）阿伏加德罗常数是N（单位为ol1),铜的摩尔质量为M(单位 摩 量 为kg/mol),铜的密度为p(单位为kg/m3),则下列说法正确的是 尔 务 ÷N×N 体 ( 量 分子数 积 A1心铜所合的原子数目是号 对固体、 (2)V。= 液体指分子体积，对 B.1个铜原子的质量是 气体则指平均每个分 N 子所占据空间的体 C.1个铜原子占有的体积是M 积，即无法求解气体 分子的大小。 [思考] D.1kg铜所含有的原子数目是pN ●[规律方法] 在较暗的房间里，从 跟踪训练1：下列四组数据中可以算出阿伏加德罗常数的是 () 射进来的光束中用眼 睛直接看到的悬浮在 A.水的密度和水的摩尔质量 B.水的摩尔质量和水分子的体积 空气中的微粒的运动 C.水分子的体积和水分子的质量 D.水分子的质量和水的摩尔质量 是布朗运动吗？ 提示：不是。做布朗 探究点2分子热运动 运动的微粒是肉眼无 法直接看到的，从宏 观角度看微粒非常 1.扩散 小，必须借助光学显 (1)定义：不同种物质能够彼此 的现象。 微镜才能观察到；从 (2)产生原因：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结 微观角度看微粒非常 大，它是由大量分子 果，而是由物质分子的 产生的。 组成的，所以布朗运 (3)意义：扩散现象是物质分子永不停息地做 运动的证据之一。 动不是分子的热运 动。空气中的微粒 (4)应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的 ,在纯 受重力和气流的共同 净半导体材料中掺入其他元素。 作用，并且空气的作 2.布朗运动 用力随时变化，微粒 在这两个力的共同作 (1)定义：悬浮微粒的 运动。 D[思考] 用下，运动复杂无规 则，但既不是布朗运 (2)布朗运动产生的原因分析 动，也不是分子热 液体（或气体）分子对悬浮于其中的固体微粒撞击的不平衡性。 运动。 003 (3)影响因素 ①微粒的大小：悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞的液体 [思考] 为什么每一瞬间液体 分子数越 撞击作用的 表现得越明显，并且微粒越小，它的 (或气体)分子对微粒 质量越小，其运动状态越容易被改变，布朗运动越 的碰撞是不确定的？ ②温度的高低：温度越高，布朗运动越 提示：因为悬浮微粒 被液体（或气体）分子 (4)运动特点：① ;②无规则。 [思考] 包围，这些分子水不 (5)布朗运动的意义 停息地做无规则运 ①布朗运动是无规则的反陕分子运动是无规则的； 动，所以每一眸间液 体（或气体）分子碰撞 ②布朗运动是永不停息的反映分子运动是永不停息的： 微粒的作用力的大 小、方向是不确 ③温度越高，布朗运动越剧烈反映温度越高，分子的运动越剧烈。 定的。 3.热运动 (1)定义：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。 [思考] (2) 是分子热运动剧烈程度的标志。 越高，扩散得就越 结冰的水分子还做热 ;温度越高，悬浮微粒的布朗运动就越 运动吗？ 提示：分子的热运动 [判断正误] 是永不停息的，所以 (1)香水的香味可以传得很远，这属于扩散现象。 ( 结冰的水分子仍做热 (2)将沙子倒入石块中，沙子要进入石块的空隙，这属于扩散现象。 ( 运动，只是温度越 (3)布朗运动就是液体分子的无规则运动。 ( ) 低，水分子的热运动 越缓慢。 (4)悬浮微粒越大，布朗运动越明显。 ( ) (5)布朗运动的剧烈程度与温度有关。 ( [规律方法]扩散现 (6)分子的热运动是大量分子永不停息的无规则运动。 ( ) 象的理解 (1)扩散现象是由于 [思考] 物质分子的无规则运 类型一：对扩散现象的理解 动产生的。 (2)气体物质的扩散 例2：如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平、磨光后紧紧压在一起，五年 现象最显著；常温下 后发现金中有铅、铅中有金。对此现象，下列说法正确的是 ( 物质处于固态时扩散 现象比较缓慢。 18.1 。表示金分子 (3)扩散现象发生的 1mm厚 0表示铅分子 显著程度与温度有 铅 接触层 五年后 关，温度越高，扩散 现象越显著，这表明 A.属扩散现象，原因是金分子和铅分子的相互吸引 温度越高，分子运动 B.属扩散现象，原因是金分子和铅分子的无规则运动 越剧烈。 C.属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方之中 (4)扩散现象还说明 分子间存在间隙。 D.属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进人金块中[规律方法] 004 类型二：对布朗运动的理解 例3：如图甲描绘的是一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景；图乙是某 液体中悬浮微粒做布朗运动的示意图（每隔30s记录一次微粒的位 [规律方法]关于布 置)。关于布朗运动，下列说法正确的是 朗运动的三点认识 (1)布朗运动是悬浮 液体分子 在液体（或气体）中的 微粒的运动，不是分 子的运动。 (2)布朗运动的剧烈 程度与温度和微粒的 大小有关。 (3）)布朗运动的实验 甲 记录图中的拐点是微 A.布朗运动就是液体分子的无规则运动 粒每隔一段时间所处 的位置，实际上微粒 B.液体温度越低，布朗运动越剧烈 在这段时间内的运动 C.悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动对悬浮微粒撞击作情况是无规则的。 用的不平衡性造成的 D.图乙中记录的是悬浮微粒做布朗运动的轨迹 P[规律方法] 类型三：分子热运动 例4：关于分子的热运动，以下叙述正确的是 A.布朗运动就是分子的热运动 B.热运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动剧烈程度 相同 C.气体分子的热运动不一定比液体分子的剧烈 [提示] D.物体运动的速率越大，其内的分子热运动就越剧烈 (1）铅柱不脱落的原 因是两铅柱表面的分 探究点3分子间的作用力 子间存在引力作用。 (2)如果两个接触面 不平滑，挤压后的铅 ●新知导学 分子之间的距离太 情境：如图所示，两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来， 大，达不到分子间引 力作用的距离范围， 下面的铅柱可以不脱落；如果两个接触面不平滑，则下面的铅 故铅柱容易脱落。 柱很容易脱落。 钩码 探究：(1)两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂的铅柱不脱 落的原因是什么？ (2)两个接触面不平滑的铅柱压紧后悬挂的铅柱容易脱落的原因是什 么？ ●[提示] 005 ●要点归纳 [拓展] 分子间作用力的宏观 1.分子间有空隙 表现 (1)当外力欲使物体 (1)气体分子间有空隙：气体很容易被 说明气体分子之间存在拉伸时，组成物体的 大量分子间的作用力 着很大的空隙。 将表现为引力以抗拒 (2)液体分子间有空隙：水和酒精混合后总体积变 说明液体分 外界对它的拉伸。 (2)当外力欲使物体 子之间存在着空隙。 压缩时，组成物体的 大量分子间的作用力 (3)固体分子间有空隙：压在一起的金块和铅块，各自的分子能 将表现为斥力以抗拒 到对方的内部，说明固体分子之间也存在着空隙。 外界对它的压缩。 (3)大量的分子能聚 2.分子间的作用力F与分子间距离r的关系 集在一起形成固体或 液体，说明分子间存 (1)当r<r。时，分子间的作用力F表现为 分 在引力。固体有一 间的作用力随分子间距离的减小而增大。 定形状，液体有一定 的体积，而固体、液 (2)当r=r。时，分子间的作用力F为 这个位置 体分子间有间隙，却 没有紧紧地吸在一 称为 起，说明分子间还同 (3)当r>o时，分子间的作用力F表现为 ,分子间的作用力随 时存在着斥力。 [拓展] 分子间距离的增大先增大后减小。当r≥10r。时，F≈0。 P[拓展] 分子间既有引力又有 斥力，引力和斥力同 (4)产生原因：由 的带电粒子的相互作用引起。 时存在 (1)固体能够保持一 》特别提醒 定的形状，既难以被 ro的数量级一般为1010m,相当于原子的直径。 拉长，又难以被压 缩，说明分子间的引 [判断正误] 力和斥力同时存在， 实际表现出来的是引 (1)气体很容易被压缩，说明气体分子间有引力。 ( 力和斥力的合力，即 (2)固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间只有斥力没有引力。 分子力。 (2)分子间作用力与 ( 分子间距离的关系 (3)用胶水可以把两张纸粘在一起，说明分子间有引力」 ( ) (4)分子间同时存在引力和斥力。 ( i (5)分子间距离增大，分子力一定减小。 ( ) 0 P[拓展] F孙 例5：甲分子固定在坐标原点0，乙分子位于r轴上，甲、 如图所示，F>0为斥 乙两分子间作用力与分子间距离的关系图像如图 a乙 力，F<0为引力，横 轴上方的虚线表示分 中曲线所示，F>0,分子间作用力表现为斥力；F<0, 子间斥力F库随分子 分子间作用力表现为引力。a、b、c、d为r轴上四个特定的位置，现把乙 间距离r的变化，横 轴下方的虚线表示分 分子从a处由静止释放，则 子间引力F到随分子 间距离r的变化，红 A.乙分子从α运动到b的过程中，分子间作用力表现为斥力 色实线为分子间引力 B.乙分子从α运动到c的过程中，两分子间的作用力先减小后增大 和斥力的合力F分（分 子力)随分子间距离 C.乙分子从a运动到c的过程中，一直加速 的变化图线，其中 D.乙分子从a运动到b的过程中加速，从b运动到c的过程中减速 为分子直径的数量 级，约为10-0m。 006 探究点4分子动理论 1.分子动理论：把物质的 和规律看作微观粒子热运动的 表现而建立的 理论。 2.基本内容 (1)物体是由 组成的。 (2)分子在做 运动。 (3)分子之间存在着 [判断正误] (1)分子运动的速率在不断发生变化。 (2)物质的热学性质是由分子热运动引起的。 例6：关于分子动理论，下列说法正确的是 A.扩散现象是物质分子间存在斥力作用的结果 B.-2℃时水已经结为冰，水分子停止了热运动 C.当两分子间距离r<r。时，r越小，分子间作用力越大 D.布朗运动虽不是分子运动，但是它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 素养能力提升拓展整合·启智培优 分子的两种模型 1.球体模型 固体和液体可看作一个一个紧挨着的球形分子排列而成，忽略分子间空隙，如图甲所示。 由%=（号） 可得d=, 6 V(为分子体积)。 。。 。 d d← 2.立方体模型 气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，忽 略气体分子的大小，如图乙所示。d亚二化为每个气体分子所占据空间的体积》 例7：在标准状况下，水蒸气的摩尔体积是22.4×103mmol,则水蒸气分子的平均间距约是水分 子直径的（水的摩尔体积Vm'=18×106m3mol) （) A.10倍 由此可以装出-个木基气分子平均占提的至间，把 由此可以求出一个水分子平均占据 B.1倍 每个水墨气和它所占室间者成一个小立方休，立方体的空间。，培水分子看度孩形，可 C.100倍的边长即为木蒸气分子间的平均距离 D.1000倍 以求出水分子直径 夯基提能作业 请同学们认真完成练案[1]学案及练案部分 参芳答案 [学案部分] 第一章分子动理论 探究点3分子间的作用力 要点归纳 1.分子动理论的基本内容 1.(1)压缩(2)小(3)扩散 2.(1)斥力(2)零平衡位置(3)引力(4)原子内部 探究点1物体是由大量分子组成的 判断正误 1.大量分子(1)分子(2)100 (1)×(2)×(3)V(4)V(5)× 2.(1)相同(2)6.02×1023 例5：C由题图可知，乙分子从α运动到b的过程中，F<0,分子 判断正误 间作用力表现为引力，选项A错误；由题图可知，乙分子从a (1)×(2)×(3)× 运动到c的过程中，两分子间的作用力先增大后减小，且一直 NA= 表现为引力，则乙分子一直做加速运动，选项B、D错误，C :ABC1m铜含有的原子数为根据P三一，得 正确。 必，选项A正确：1个铜原子的质量为m兴，选项B正确： 探究点4分子动理论 1.热学性质宏观 1个制原子占有的体积为完，因为口= =，所以 ,选 2.(1)大量分子(2)永不停息的无规则(3)相互作用力 N NA PNA :判断正误 颜C正确；1kg铜所含有的原子数目为≠pW,选项D(I)V(2 例6：C扩散现象是物质分子无规则运动产生的结果，A错误； 错误。 无论温度多低，分子的无规则运动均不会停止，B错误；由分 跟踪训练1：D由p和M只能算出Vl,A错误；由M和Vo无 子间作用力F与分子间距离π的关系可知，C正确：布朗运动 法算出阿伏加德罗常数，B错误；只知道V。和o,但不知道 虽不是分子运动，但是它证明了液体（或气体）分子在做无规 V或M,无法算出阿伏加德罗常数，C错误；设水的摩尔质量 则运动，D错误。 为M,水分子的质量为m,则N=业，D正确。 素养能力提升 mo 例7：A水蒸气是气体，在标准状况下的摩尔体积是22.4× 探究点2分子热运动 10-3m3/mol,每个水蒸气分子所占体积（包括水蒸气分子和 1.(1)进人对方(2)无规则运动(3)无规则(4)扩散 2.(1)无规则(3)少不平衡激烈激烈(4)永不停息 它周围空间的体积)V=≈3.2×10“m。把每个分子 N 3.(2)温度温度快明显 和它所占空间看成一个小立方体，分子间距等于每个立方体 判断正误 的棱长，即d=F≈3.34×109m。水的摩尔体积Vm'=18 (1)V(2)×(3)×(4)×(5)V/(6)V ×I06m/mml,一个水分子的体积为'，把水分子看成球 例2：B把接触面磨平，使铅块和金块的距离接近，由于分子不 N. 停地做无规则运动，金分子和铅分子彼此进入对方，这是扩散 现象，故A错误，B正确；布朗运动是指悬浮微粒在液体（或气 三≈3.9×100m。所以，水蒸气分子 体，其直径山=√N 体)中的运动，它间接反映了液体（或气体）分子在永不停息 的平均间距约是水分子直径的10倍，故A选项正确。 地做无规则运动，与本题无关，故C、D错误。 2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小 例那：C布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子无规则 运动的表现，A错误；液体温度越高，布朗运动越剧烈，B错 实验要点梳理 V 误；悬浮微粒做布朗运动，是液体分子的无规则运动对悬浮微 粒撞击作用的不平衡性造成的，C正确；题图乙中每个拐点记 录的是悬浮微粒每隔30s的位置，而在30s内悬浮微粒做的 三2.(1)当 nv, 3.()爽身粉4.号 是无规则运动，而不是直线运动，D错误。 经典题型剖析 例4：C布朗运动是指固体小颗粒的运动，A错误；温度越高，分例1：(1)a.B步骤中，“立即”改成“待油酸薄膜稳定后”。 子无规则运动越剧烈，与物质种类无关，B错误，C正确：物体 b.C步骤中，要在水面上均匀撒上爽身粉或细石音粉。 宏观运动的速率大小与微观分子的热运动无关，D错误。 (2)ECBAD(3)2528×10-10(4)ACD 197