内容正文:
13.2 分子动理论的初步知识
【学习目标】自主研读
1、知道物质是由大量分子、原子构成的,了解分子的尺度大小。
2、认识扩散现象,能区分气体、液体、固体的扩散,理解扩散现象说明的物理规律。
3、通过探究实验,明白分子在不停地做无规则热运动,知道温度越高,分子运动越剧烈。
4、理解分子间同时存在引力和斥力,能够解释固体很难拉伸、固体液体很难被压缩的现象。
5、会用分子动理论的观点,解释生活当中常见的气味、混合、形变等物理现象。
【情境导入】想一想(导学引入环节)
打开香水瓶,整个房间都能闻到香味;把一勺糖放进清水,整杯水都会变甜;堆放煤炭的墙角,墙体内部都会发黑。
小组思考讨论:
1、香味并没有风吹,为什么能飘满整个屋子?
2、看不见的糖粒,是怎么均匀分散到水里的?
3、固体的煤,为什么能钻进墙壁里面?
带着这几个问题,我们一起来探究分子动理论的内容。
【预习自学】自主填空(学生导学留白部分)
请同学们阅读课本内容,独立完成下面填空:
1、一切物质都是由极其微小的 、原子构成的;分子的尺寸非常小,肉眼 (能 / 不能)直接看见。
2、不同的物质互相接触时,彼此进入对方的现象,叫做 。这种现象可以发生在气体、液体、 之间。
3、扩散现象充分说明:一切物质的分子都在不停地做 ;温度越高,分子的无规则运动越 ,这种运动也叫做分子的热运动。
4、分子之间存在相互作用的 力和 力。分子间距变大时,主要表现为引力;分子间距被挤压变小时,主要表现为斥力。
5、固体难以被拉长,是因为分子间存在 ;固体、液体很难被压缩,是因为分子间存在 。
【合作探究一:物质的构成(课堂导学核心环节)
思考讨论
思考 1:我们肉眼看得见灰尘、飞沫,这些细小颗粒是不是分子?
思考 2:为什么分子用肉眼无法观察,只能借助电子显微镜观测?
小组归纳总结
1、分子体积极其微小,直径大约只有百亿分之几米;
2、灰尘、水雾、烟尘属于宏观小颗粒,是无数分子聚合在一起形成的,不属于单个分子。
【合作探究二:探究扩散现象(小组实验探究环节)
三组实验对照
1、气体扩散:二氧化氮红棕色气体放在下方,抽掉玻璃板,上方瓶子慢慢变红。
2、液体扩散:蓝色硫酸铜溶液放在清水下方,静置多天,整杯水全部变蓝。
3、固体扩散:长期压紧的铅块和金块,几年之后,两种金属会互相渗入对方。
思考设问
思考 1:为什么要把二氧化氮气体放在瓶子底部?能不能放在上方做实验?
思考 2:刮风闻到花香,能不能叫做扩散现象?为什么?
实验结论
1、固、液、气三种状态的物质,都可以发生扩散现象;
2、扩散不是外力带动造成的,完全是分子自发运动形成的;
3、扩散现象证明:分子在永不停息地做无规则运动。
拓展探究:温度对分子运动的影响
分别向冷水、热水中滴入一滴红墨水,观察墨水散开的快慢。
现象:热水里面墨水扩散速度更快。
归纳:温度越高,分子热运动越剧烈。
【合作探究三:分子间的相互作用力(小组讨论环节)
探究活动
1、将两个打磨平整的铅柱紧紧挤压在一起,下方可以悬挂重物,铅块不会分开。
思考:是什么力把两块铅牢牢吸在一起?
2、用力挤压装满水的密闭注射器,水的体积几乎无法变小。
思考:为什么液体很难被压缩?
小组梳理规律
1、分子之间同时存在引力与斥力,两种力时时刻刻都存在;
2、分子距离适中时,引力和斥力大小相等;
3、分子间距变大(拉伸物体):引力大于斥力,对外表现为引力;
4、分子间距变小(挤压物体):斥力大于引力,对外表现为斥力;
5、分子相距非常远时(比如破镜),分子间作用力几乎消失,所以破碎的镜子无法拼接复原。
【对比梳理】自主归纳(学生总结留白)
小组合作,完善分子动理论三条核心内容:
1、物质由大量的 构成;
2、分子在永不停息地做 ;
3、分子之间存在相互作用的 和 。
【误区辨析】答疑解惑(师生互动环节)
1、误区:扫地扬起的灰尘满天飞,这属于扩散现象。
辨析:灰尘是宏观颗粒,属于外力造成的机械运动,并不是分子运动,不属于扩散。
2、误区:只有气体才会发生扩散,固体不会扩散。
辨析:固体之间同样可以扩散,只是速度非常缓慢,短时间不容易观察出来。
3、误区:两块铁块紧贴在一起就能自动粘牢。
辨析:只有把接触面打磨得非常光滑,使分子距离足够近,分子引力才能体现出来;普通铁块接触面缝隙太大,分子作用力不起作用。
4、误区:分子之间要么只有引力,要么只有斥力。
辨析:引力和斥力一直同时存在,只是在不同间距下,表现出来的效果不同。
【课堂当堂检测】探究达标
独立完成习题,同桌互相订正答案:
1、下列现象,属于扩散现象的是()
A、雪花漫天飞舞 B、花香满屋飘散 C、尘土随风飞扬 D、雨滴下落
2、红墨水在热水中比冷水中扩散更快,说明 _越高,分子热运动越剧烈。
3、两根压紧的铅块结合在一起,可以吊起砝码,这是分子间存在 。
4、固体很难被压缩,体现了分子之间的 。
5、判断题:破镜不能重圆,是因为玻璃分子之间不存在引力。( )
【课堂小结】自我梳理(留白导学)
这一节课,你学到了哪些知识点?还有什么疑问,请写在下方空白处:
【课后同步作业】巩固提升
1、简答题:腌咸菜的时候,菜放很久才会变咸;炒菜加盐,菜很快就入味,用分子动理论解释原因。
2、思考分析:为什么水不容易被压缩,空气却很容易被压缩?
3、实践观察:把白糖放进凉水里面,静置一段时间观察变化,说一说属于什么物理现象。
同步作业
一.选择题(共10小题)
1.春暖花开,走在校园里的我们隔着很远就能闻到浓郁的花香,下列选项中与该现象形成的原因相同的是( )
A.糖放水里,整杯水会变甜
B.秋风拂过,树叶漫天飞舞
C.傍晚时分,村里袅袅炊烟
D.打扫卫生,室内尘土飞扬
2.下列生活现象中,能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A.油茶飘香 B.暴雨如注 C.大雪纷飞 D.余音绕梁
3.如图所示,便利贴能粘贴在书本上,说明( )
A.分子间有斥力 B.分子间有引力
C.电荷间有斥力 D.电荷间有引力
4.将2个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体(ρ二氧化氮>ρ空气)的玻璃瓶口对口对接,中间用玻璃板隔开。抽开隔板后,通过观察瓶内颜色变化推断气体分子是否做无规则运动。对于玻璃瓶的三种放置方法(如图所示),四位同学判断正确的是( )
A.小华认为甲图放置最不合理
B.小夏认为乙图放置最不合理
C.小梦认为丙图放置最不合理
D.小满认为三种放置方法都不合理
5.有关分子热运动,下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,说明分子间有斥力
B.手捏海绵,海绵体积变小,说明分子间有空隙
C.扫地时尘土飞扬,说明分子在做无规则运动
D.扩散现象不能在固体中发生
6.下列有关分子动理论的说法中正确的是( )
A.“破镜难重圆”是因为固体分子间只存在着斥力
B.松软的大馍用手一捏体积会大大缩小,这说明分子间存在间隙
C.在空调房间吸烟时,会看到烟雾在空中弥漫,这是分子的无规则运动
D.用热水相比较冷水更容易去掉衣物上污渍说明温度越高分子的无规则运动越剧烈
7.如图所示,将两个铅柱的底面削平、削干净,紧紧压在一起,在下面吊一个重物都不能把它们拉开。这个实验事实说明( )
A.物质是由分子构成的
B.分子在不停地做热运动
C.分子之间存在引力
D.分子之间存在斥力
8.以下说法中,不是分子动理论基本观点的是( )
A.分子间存在着引力和斥力
B.常见物质是由大量的分子、原子构成
C.构成物质的分子在不停地做热运动
D.做功和热传递都能改变物体的内能
9.如图所示,荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般,摇一摇荷叶,水珠会很快滑落,荷叶上竟然滴水不沾。关于荷叶上水珠的一些说法,正确的是( )
A.当水珠静止不动时,水珠中的水分子也静止不动
B.很小的水珠就是一个水分子
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
10.下面对于分子运动论的理解错误的是( )
A.物体是由大量的微小分子组成的
B.扩散现象是微观上大量分子永不停息无规则运动的宏观表现
C.阳光下可以看到漂动的灰尘是分子运动
D.温度越高分子的运动越剧烈
二.填空题(共5小题)
11.生活中的“吸”所对应的物理原理是不同的,某物理兴趣小组利用身边的一些材料做了如下实验:图甲中,给矿泉水瓶中装满自来水,用乒乓球堵住瓶口,倒置后乒乓球被“吸”住而不会掉落,是由于 的作用;图乙中,两个铅块挤压后“吸”在一起,吊上重物也不会分开,是因为分子间具有 。
12.酒精和水充分混合后,其总体积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有 。
13.将一小勺白糖慢慢加入满满一杯水中,杯中水不会溢出,这是因为分子间有 。水不容易被压缩,说明分子间存在 。过一会儿整杯水都变甜,这说明了 。如果水温越高,水变甜越快,说明分子的运动快慢与 有关。
14.表面光滑的两铅块紧压后会粘在一起,说明分子间有 。如图所示,排尽轻质吸盘内空气使之与水平固定的玻璃板完全贴合,贴合面积为0.9cm2,将质量均为423g的两铅块压紧后用细线悬挂在吸盘下方,此时吸盘恰好不脱落且两铅块也未分离,则细线中的拉力为 N,此时大气压强为 Pa.g取10N/kg,不考虑吸盘与玻璃板间的分子相互作用。
15.如图所示,把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,读出测力计的示数。使玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉玻璃板,弹簧测力计的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是 。
三.实验探究题(共2小题)
16.为探究分子动理论规律,进行了如图所示的实验。
(1)图甲中,将体积相同的水和酒精充分混合后总体积变小,说明分子间存在 。
(2)图乙中,用注射器抽取适量的水,用手指堵住注射器孔,然后用力推入活塞,发现水很难被 ,这个现象说明分子间存在 力。
(3)往两个相同的水杯中分别装入等量的冷水和热水,再用滴管向两个水杯中同时轻轻滴入等量的蓝墨水,观察到图丙所示的扩散现象,这说明扩散的快慢与 有关。
17.如图是一组实验,观察实验完成填空
(1)如图1,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入酒精直至充满。封闭管口,并将玻璃管反复翻转,使水和酒精充分 ,观察液面的位置,混合后与混合前相比,总体积变 。
(2)图2是扩散现象,说明 。图3是把墨水滴入冷水和热水的情况,此实验还说明温度越 ,分子无规则运动越剧烈。
(3)如图4,把一块玻璃板用弹簧测力计拉出水面,在离开水面时,观察到弹簧测力计示数变 离开水面后变 ,说明了 。固体和液体很难被压缩说明 。
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:A、糖分子在水中不停地做无规则运动,扩散到整杯水中,使水变甜,与题干中花香扩散的原理相同,都属于分子的热运动现象,故A正确。
B、树叶是宏观物体,树叶飞舞是风的作用力使树叶运动,属于机械运动,与分子热运动无关,故B错误。
C、炊烟是细小的固体颗粒(烟尘)随空气流动形成的,属于机械运动,不是分子的热运动,故C错误。
D、尘土是宏观的固体小颗粒,尘土飞扬是外力(如扫帚、空气流动)使尘土运动,属于机械运动,与分子热运动无关,故D错误。
故选:A。
2.【解答】解:A.油茶飘香是香气分子扩散到空气中,是由分子热运动导致的,说明分子在不停地做无规则运动,是扩散现象,故A符合题意;
B.雨滴是肉眼可见的宏观物体,下落是宏观机械运动,不是分子运动,故B不符合题意;
C.雪花是肉眼可见的宏观物体,飘落是宏观机械运动,不是分子运动,故C不符合题意;
D.余音绕梁描述的是声音的反射现象,和分子运动无关,故D不符合题意。
故选:A。
3.【解答】解:便利贴能粘贴在书本上,可以减小分子之间的距离,使分子间作用力变大,从而产生更大的吸引力。
故选:B。
4.【解答】解:由题意可知,图甲中,虽然二氧化氮的密度大于空气密度,但是它也会运动到上面的瓶子内,这说明气体分子在不停地做无规则运动,最有说服力;
图乙中,密度大的二氧化氮气体在上方,抽去玻璃板后,由于重力的作用,二氧化氮气体会向下运动,所以不能完全说明气体分子在不停地做无规则运动,最不合理;
图丙中,瓶子水平放置,抽开隔板,气体可以自由运动,互相进入对方,能说明气体分子在不停地做无规则运动,但与甲相比,仍不够典型。
综上所述,最合理的是甲图,最不合理的是乙图。
故选:B。
5.【解答】解:A、液体很难被压缩,说明分子间有斥力,故A正确;
B、用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明力可以改变物体的形状,不能说明分子间有空隙,故B错误;
C、尘土飞扬是固体小颗粒的运动,属于机械运动,不是分子的运动,故C错误;
D、扩散现象能在固体中发生,比如长时间紧挨在一起的金板和铅板,金中有铅,铅中有金,故D错误。
故选:A。
6.【解答】解;A、“破镜难重圆”是因为分子间的间隙太大已经失去了相互的作用力,故A不符合题意;
B、松软的大馍用手一捏体积会大大缩小,这是物体结构松散,不能说明分子间存在间隙,故B不符合题意;
C、在空调房间吸烟时,会看到烟雾在空中弥漫,因空调房内有风,则不能排除空气流动对烟雾(固体颗粒的运动)的影响,所以不能说明分子的无规则运动,故C不符合题意;
D、用热水相比较冷水更容易去掉衣物上污渍说明温度高分子动能大,分子运动剧烈,故D符合题意。
故选:D。
7.【解答】解:
将两个铅柱的底面削平、削干净、然后紧紧地压在一起,两铅块就会结合起来,甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开,说明了分子之间存在吸引力,故C正确。
故选:C。
8.【解答】解:
A、分子之间同时存在相互作用的引力和斥力,属于分子动理论的基本观点。不符合题意;
B、物体由物质组成,物质由分子或原子组成,属于分子动理论的基本观点。不符合题意;
C、构成物质的分子永不停息地做无规则运动,属于分子动理论的基本观点。不符合题意;
D、改变内能有两种方法:做功和热传递,与分子动理论没有关系。符合题意。
故选:D。
9.【解答】解:A、一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,当水珠静止不动时,水珠中的水分子仍在运动,故A错误;
B、分子十分微小,它的直径的数量级一般10﹣10m,是肉眼看不见的,水珠是看得见的物体,不是分子,故B错误;
C、荷叶不沾水,是因为水对荷叶是不浸润的,而此时水珠与荷叶的分子之间有斥力和引力的作用,且分子间的作用力很小,故C错误;
D、两滴水珠相遇后之所以会合成一滴是因为当分子相互靠近时分子间存在着相互作用的引力,将两滴水珠合成了一滴,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:
A、一切物体都是由大量分子组成的,故A正确;
B、不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动,故B正确;
C、阳光下看到漂动的灰尘,是固体小颗粒的运动,不是分子的运动,故C错误;
D、分子在永不停息地做无规则运动,并且温度越高分子的运动越剧烈,故D正确。
故选:C。
二.填空题(共5小题)
11.【解答】解:将装满水的矿泉水瓶用乒乓球堵住瓶口,乒乓球受到向上的大气压,由于大气压的作用,乒乓球不掉落。
两个铅块挤压后“吸”在一起,吊上重物也不能分开,是因为分子间有引力。
故答案为:大气压;引力。
12.【解答】解:酒精和水都是由分子构成的物质,它们的分子之间都存在一定的空隙。当把酒精和水混合以后,两种分子不发生化学反应,两种物质的分子相互穿插渗透,进入彼此的分子空隙,所以总体积会小于二者的体积之和。
故答案为:小于;空隙。
13.【解答】解:由于水分子间存在空隙,白糖加入水中后,白糖溶解,白糖分子化扩散到水分子空隙里去,糖水总体积不变,水不会溢出;
水不容易被压缩,说明分子间存在相互作用的斥力。
水变甜了,是因为糖分子不停地做无规则运动,扩散到水中,与水分子混合在了一起;
水温越高糖溶得越快,这说明温度越高,分子运动越剧烈。
故答案为:间隙;斥力;分子在运动;温度。
14.【解答】解:
(1)把两块表面干净的铅块紧压在一起,两块铅块就结合在一起,这说明分子间存在相互作用的引力。
(2)细线受到的拉力为F=G=mg=2×0.423kg×10N/kg=8.46N;
(3)因为此时吸盘恰好不脱落且两铅块也未分离,所以铅块对吸盘的拉力和大气对吸盘的压力是一对平衡力,由此得出大气对吸盘产生的压力为8.46N;
大气压为p9.4×104Pa。
故答案为:引力;8.46;9.4×104。
15.【解答】解:因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大。
故答案为:变大;分子间存在引力。
三.实验探究题(共2小题)
16.【解答】解:(1)将体积相同的水和酒精充分混合后总体积变小,是因为水分子和酒精分子进入了彼此分子间的空隙,这个现象说明分子间存在间隙。
(2)用注射器抽取适量的水,堵住注射器孔后用力推活塞,水很难被压缩,这是因为水分子之间存在相互排斥的力,说明分子间存在斥力。
(3)冷水和热水中同时滴入蓝墨水,热水中的墨水扩散更快,说明温度越高,分子的无规则运动越剧烈,扩散速度越快,因此扩散的快慢与温度有关。
故答案为:(1)间隙;(2)压缩;斥;(3)温度。
17.【解答】解:
(1)因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了;
(2)图2中,能闻到气味,是发生了扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动;
图3中,由于热水的温度高,分子运动剧烈,在冷水杯和热水杯中滴入两滴墨水,会看到热水中的墨水扩散的快,这表明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈;
(3)因为玻璃和水接触在一起,并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大;固体和液体很难被压缩,是因为组成物质的分子间存在斥力。
故答案为:(1)混合;小;(2)说明分子在永不停息地做无规则运动;高;(3)大;小;分子间存在引力;分子间存在斥力
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