高中體育理論教案

分子動(dòng)理論。

一、教學(xué)目標(biāo)

1．在物理知識(shí)方面要求：

（1）知道分子的動(dòng)能，分子的平均動(dòng)能，知道物體的溫度是分子平均動(dòng)能大小的標(biāo)志。

（2）知道分子的勢能跟物體的體積有關(guān)，知道分子勢能隨分子間距離變化而變化的定性規(guī)律。

（3）知道什么是物體的內(nèi)能，物體的內(nèi)能與哪個(gè)宏觀量有關(guān)，能區(qū)別物體的內(nèi)能和機(jī)械能。

（4）知道做功和熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是等效的，知道兩者的區(qū)別，了解熱功參量的意義。

2．在培養(yǎng)學(xué)生能力方面，這節(jié)課中要讓學(xué)生建立：分子動(dòng)能、分子平均動(dòng)能、分子勢能、物體內(nèi)能、熱量等五個(gè)以上物理概念，又要讓學(xué)生初步知道三個(gè)物理規(guī)律：溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系，分子勢能與分子間距離關(guān)系，做功與熱傳遞在改變物體內(nèi)能上的關(guān)系。因此，教學(xué)中著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理概念和規(guī)律的理解能力。

3．滲透物理學(xué)方法的教育：在分子平均動(dòng)能與溫度關(guān)系的講授中，滲透統(tǒng)計(jì)的方法。在分子間勢能與分子間距離的關(guān)系上和做功與熱傳遞關(guān)系上都要滲透歸納推理方法。

二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．教學(xué)重點(diǎn)是使學(xué)生掌握三個(gè)概念（分子平均動(dòng)能、分子勢能、物體內(nèi)能），掌握三個(gè)物理規(guī)律（溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系、分子勢能與分子之間距離關(guān)系、熱傳遞與功的關(guān)系）。

2．區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量三個(gè)物理量是教學(xué)上的一個(gè)難點(diǎn)；分子勢能隨分子間距離變化的勢能曲線是教學(xué)上的另一難點(diǎn)。

三、教具

1．壓縮氣體做功，氣體內(nèi)能增加的演示實(shí)驗(yàn)：

圓形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2．幻燈及幻燈片，展示分子間勢能隨分子間距離變化而變化的曲線。

四、主要教學(xué)過程

（一）引入新課

我們知道做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有機(jī)械能，那么熱現(xiàn)象發(fā)生過程中，也有相應(yīng)的能量變化。另一方面，我們又知道熱現(xiàn)象是大量分子做無規(guī)律熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。那么熱運(yùn)動(dòng)的能量與大量的無規(guī)律運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系呢？這是今天學(xué)習(xí)的問題。

（二）教學(xué)過程的設(shè)計(jì)

1．分子的動(dòng)能、溫度

物體內(nèi)大量分子不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，對(duì)于每個(gè)分子來說都有無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。由于物體內(nèi)各個(gè)分子的速率大小不同，因此，各個(gè)分子的動(dòng)能大小不同。由于熱現(xiàn)象是大量分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，所以研究個(gè)別分子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是沒有意義的。而研究大量分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，需要將所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的平均值求出來，這個(gè)平均值叫做分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能。

學(xué)習(xí)布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象時(shí)，我們知道布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)系，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，擴(kuò)散也加快。依照分子動(dòng)理論，這說明溫度升高后分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇。用上述分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能來說明，就是溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大。如果溫度降低，說明分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能減小。因此從分子動(dòng)理論觀點(diǎn)來看，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志?！皹?biāo)志”的含義是指物體溫度升高或降低，表示了物體內(nèi)部大量分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大或減小。溫度不變，就表示了分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變。其他宏觀物理量如時(shí)間、質(zhì)量、物質(zhì)種類都不是分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能的標(biāo)志。但是，溫度不是直接等于分子的平均動(dòng)能。

另一方面，溫度只與物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)意義上的平均動(dòng)能相對(duì)應(yīng)，對(duì)于個(gè)別分子或幾十個(gè)、幾百個(gè)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能大小與溫度是沒有關(guān)系的。

我們知道，溫度這個(gè)物理量在宏觀上的意義是表示物體冷熱程度，而它又是大量分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能大小的標(biāo)志，這是溫度的微觀含義。

2．分子勢能

分子間存在著相互作用力，因此分子間具有由它們的相對(duì)位置決定的勢能，這就是分子勢能。

如果分子間距離約為10-10m數(shù)量級(jí)時(shí)，分子的作用力的合力為零，此距離為r0。

既然分子勢能的大小與分子間距離有關(guān)，那么在宏觀上什么物理量能反映分子勢能的大小變化情況呢？如果對(duì)于確定的物體，它的體積變化，直接反映了分子間的距離，也就反映了分子間的勢能變化。所以分子勢能的大小變化可通過宏觀量體積來反映。

3．物體的內(nèi)能

（1）物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體都是由不停地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)并且相互作用著的分子組成，因此任何物體都是有內(nèi)能的。

提問學(xué)生：宏觀量中哪些物理量是分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能和分子勢能的標(biāo)志？

根據(jù)學(xué)生的回答，引導(dǎo)到一個(gè)確定的物體，分子總數(shù)是固定的，那么這物體的內(nèi)能大小是由宏觀量——溫度和體積決定的。如果不是確定的物體，那么物體的內(nèi)能大小是由質(zhì)量、溫度、體積和物態(tài)來決定。

課堂討論題：下列各個(gè)實(shí)例中，比較物體的內(nèi)能大小，并說明理由。

①一塊鐵由15℃升高到55℃，比較內(nèi)能。

②質(zhì)量是1kg50℃的鐵塊與質(zhì)量是0.1kg50℃的鐵塊，比較內(nèi)能。

③質(zhì)量是1kg100℃的水與質(zhì)量是1kg100℃的水蒸氣，比較內(nèi)能。

（2）物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著機(jī)械能，熱運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著內(nèi)能。任何物體都具有內(nèi)能，同時(shí)還可以具有機(jī)械能。例如在空中飛行的炮彈，除了具有內(nèi)能，還具有機(jī)械能——?jiǎng)幽芎椭亓菽堋?/p>

提問學(xué)生：一輛汽車的車廂內(nèi)有一氣瓶氧氣，當(dāng)汽車以60km/h行駛起來后，氣瓶內(nèi)氧氣的內(nèi)能是否增加？

通過此問題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)內(nèi)能是所有分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢能之總和，而不是分子定向移動(dòng)的動(dòng)能。另一方面，物體機(jī)械能增加，內(nèi)能不一定增加。

4．物體的內(nèi)能改變的兩種方式

（1）列舉鋸木頭和用砂輪磨刀具，鋸條、木頭和刀具溫度升高，說明克服摩擦力做功，可以使物體的內(nèi)能增加。如果外力對(duì)物體做功全部用于物體內(nèi)能改變的情況下，外力做多少功，物體的內(nèi)能就改變多少。如果用W表示外界對(duì)物體做的功，用ΔE表示物體內(nèi)能的變化，那么有W=ΔE。功的單位是焦耳，內(nèi)能的單位也是焦耳。

演示壓縮空氣，硝化棉燃燒。說明外力壓縮空氣過程，對(duì)氣體做功，使氣體的內(nèi)能增加，溫度升高到棉花的燃點(diǎn)而使其燃燒。

以上實(shí)例說明做功可以改變物體的內(nèi)能。

（2）在爐灶上燒熱水，火爐烤熱周圍物體，這些物體溫度升高內(nèi)能增加。這些實(shí)例說明依靠熱傳遞方式也可以使物體的內(nèi)能改變。物體吸收熱量，內(nèi)能增加。物體放出熱量，物體的內(nèi)能減少。如果傳遞給物體的熱量用Q表示，物體內(nèi)能的變化量是ΔE，那么，Q=ΔE。

熱量的計(jì)算公式有：Q=mcΔt，Q=ML，Q=mλ（后面的兩個(gè)公式分別是物質(zhì)熔解和汽化時(shí)熱量的計(jì)算式）。熱量的單位是焦耳，過去的單位是卡。

所以做功和熱傳遞是改變物體內(nèi)能的兩種方式。

（3）做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。

一杯水可以用加熱的方法（即熱傳遞方式）傳遞給它一定的熱量，使它從某一溫度升高到另一溫度。這過程中這杯水的內(nèi)能有一定量的變化。也可以采取做功的方式，比如用攪拌器在水中不斷攪拌，也可以使這杯水從相同的初溫度升高到同一高溫度，這樣，水的內(nèi)能會(huì)有相同的變化量。兩種方式不同，得到的結(jié)果是相同的。除非事先知道，否則我們無法區(qū)別是哪種方式使這杯水的內(nèi)能增加的。

因此，做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的。

（4）雖然做功和熱傳遞對(duì)改變物體的內(nèi)能是等效的，但是這兩種方式的物理過程有本質(zhì)的區(qū)別。做功使物體內(nèi)能改變的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。而熱傳遞的過程只是物體之間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，沒有能量形式的轉(zhuǎn)化。

課上練習(xí)：

1．判斷下面各結(jié)論是否正確？

（1）溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。

（2）同樣質(zhì)量的水在100℃時(shí)的內(nèi)能比60℃時(shí)的內(nèi)能大。

（3）內(nèi)能大的物體，溫度一定高。

（4）內(nèi)能相同的物體，溫度一定相同。

（5）熱傳遞過程一定是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞熱量。

（6）溫度高的物體，含有的熱量多，或者說內(nèi)能大的物體含有的熱量多。

（7）摩擦鐵絲發(fā)熱，說明功可以轉(zhuǎn)化為熱量。

答案：（1）、（2）是對(duì)的。

2．在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，100℃的水吸收熱量變成同溫度的水蒸氣的過程，下面的說法是否正確？

（1）分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變，因而物體的內(nèi)能不變。

（2）分子的平均動(dòng)能增加，因而物體的內(nèi)能增加。

（3）所吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加量。

（4）分子的內(nèi)能不變。

答案：以上四個(gè)結(jié)論都不對(duì)。

（三）課堂小結(jié)

（1）這節(jié)課上新建立了三個(gè)物理概念：分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能、分子勢能、內(nèi)能。要知道這三個(gè)概念的確切含義，更為重要的是能夠區(qū)分溫度、內(nèi)能、熱量，知道內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別和聯(lián)系。

（2）要掌握三個(gè)物理規(guī)律：分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與溫度的關(guān)系、分子間的相互作用力與分子間距離的關(guān)系、做功與熱傳遞在使物體內(nèi)能改變上的關(guān)系。

（四）說明

這節(jié)課是概念性很強(qiáng)的課，又不是從物理實(shí)驗(yàn)或物理現(xiàn)象直接得出結(jié)論的課。對(duì)于概念要知道引入的目的、確切含義、與其他概念的區(qū)別和聯(lián)系。所以課上要講分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能、內(nèi)能、熱量等概念的意義，并且要通過實(shí)際例題，讓學(xué)生通過判斷、推理來加深對(duì)這些概念的認(rèn)識(shí)。

相關(guān)知識(shí)

高考物理考點(diǎn)重點(diǎn)分子動(dòng)理論復(fù)習(xí)

第十一章分子動(dòng)理論

1.本章主要是研究物體的組成、分子熱運(yùn)動(dòng)、分子間的作用力以及物體的內(nèi)能。
2.本章主要內(nèi)容為分子動(dòng)理論，以分子動(dòng)理論為基礎(chǔ)，將宏觀物理量溫度和物體的內(nèi)能聯(lián)系起來。屬模塊中高考必考內(nèi)容。
3.高考中以選擇題形式考查對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，以計(jì)算題形式進(jìn)行宏觀量與微觀量間的計(jì)算。

第一課時(shí)分子動(dòng)理論

【教學(xué)要求】
1．知道物體是由大量分子組成的，理解阿伏加德羅常數(shù)。
2．知道分子熱運(yùn)動(dòng)，分子熱運(yùn)動(dòng)與布朗運(yùn)動(dòng)關(guān)系。
3．知道分子間的作用力和一些宏觀解釋。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、物質(zhì)是由大量分子組成的
1．分子體積很小，它的直徑數(shù)量級(jí)是m．
2．油膜法測分子直徑：d=V/S，V是，S是水面上形成成的單分子油膜的面積．
3．分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是
kg
4．分子間有空隙．
5．阿伏加德羅常數(shù)：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)的測量值NA＝mol—1。阿伏加德羅常數(shù)是個(gè)十分巨大的數(shù)字，分子的體積和質(zhì)量都很分小，從而說明物質(zhì)是由大量分子組成的．
二、分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
1．?dāng)U散現(xiàn)象：相互接觸的物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散．
2．布朗運(yùn)動(dòng)：在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，顆粒越小，運(yùn)動(dòng)越；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越．布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)．
三、分子間存在著相互作用力
1．分子間同時(shí)存在相互作用的和
，合力叫分子力．
2．特點(diǎn)：分子間的引力和斥力都隨分子間的
增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化更。
知識(shí)點(diǎn)一微觀量與宏觀量關(guān)系的計(jì)算
微觀量與宏觀量間的關(guān)系,以阿伏加德羅常數(shù)為聯(lián)系的橋梁。解題時(shí)應(yīng)抓住宏觀量中的質(zhì)量、體積、摩爾質(zhì)量、摩爾體積、分子數(shù)目等，微觀量中的分子質(zhì)量、分子大?。w積與直徑），氣體問題一般用正方體模型，固體、液體分子一般用球模型。
【應(yīng)用1】(07南京調(diào)研)銅的摩爾質(zhì)量為，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則下列說法正確的是（）
A．1kg銅所含的原子數(shù)是
B．1m3銅所含的原子數(shù)是
C．1個(gè)銅原子的質(zhì)量是
D．1個(gè)銅原子所占的體積是
導(dǎo)示:1kg銅的量為，原子數(shù)是，A錯(cuò)。1m3銅質(zhì)量為，摩爾數(shù)為，原子數(shù)是，B錯(cuò)。1摩爾銅原子的質(zhì)量是M，1個(gè)銅原子的質(zhì)量是，C對(duì)。1摩爾銅的體積為，一個(gè)銅原子所占的體積為，D對(duì)。故本題選CD。
物質(zhì)密度等于質(zhì)量與體積之比，也等于摩爾質(zhì)量與摩爾體積之比。摩爾質(zhì)量為分子質(zhì)量的6.02×23倍。摩爾體積為分子占據(jù)體積的6.02×23倍。
知識(shí)點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)的理解
布朗運(yùn)動(dòng)是花粉小顆粒的運(yùn)動(dòng)，它體現(xiàn)了分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，不是分子運(yùn)動(dòng)。由于分子運(yùn)動(dòng)，對(duì)花粉小顆粒產(chǎn)生隨機(jī)的碰撞，這種不平衡，使得花粉小顆粒運(yùn)動(dòng)起來。
【應(yīng)用2】(08鎮(zhèn)江調(diào)查)用顯微鏡觀察水中的花粉，追蹤某一個(gè)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(diǎn)，再用直線依次連接這些點(diǎn)，如圖所示，則下列說法中正確的是（）
A．這些點(diǎn)連接的折線就是這一花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的徑跡
B．它說明花粉顆粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．在這六段時(shí)間內(nèi)花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的平均速度大小相等
D．從a點(diǎn)計(jì)時(shí)，經(jīng)36s，花粉顆?？赡懿辉赿e連線上
導(dǎo)示:花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的，10s內(nèi)的徑跡是復(fù)雜的，這些點(diǎn)連接的折線不一定是這一花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的徑跡，A錯(cuò)。它只能說明花粉顆粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B正確。六段時(shí)間的位移大小不等，所以花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的平均速度大小不等，C錯(cuò)。從d點(diǎn)再運(yùn)動(dòng)6s時(shí)間，花粉顆粒可能不在de連線上，體現(xiàn)花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，D正確。故選BD。
知識(shí)點(diǎn)三分子間的作用力與分子勢能
分子間同時(shí)存在相互作用的斥力與引力，它們都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得快。斥力與引力的合力為分子間的作用力，又分別表現(xiàn)為斥力和引力。所以這里的概念容易引起混淆。
【例3】(07新鄉(xiāng)調(diào)研)當(dāng)分子距離r＝r0時(shí)，分子間引力和斥力恰好平衡，若使分子間距離從r1逐漸變?yōu)閞2，(r0r1r2)，在這—變化過程中，下列說法中可能正確的是()
A．分子間的引力比分子間的斥力減小得快，分子力增大
B．分子間的引力比分子間的斥力減小得快，分子力減小
C．分子間的斥力比分子間的引力減小得快，分子力增大
D．分子間的斥力比分子間的引力減小得快，分子力減小
導(dǎo)示:當(dāng)分子距離r＝r0時(shí)，分子間引力和斥力相等，距離再增大時(shí)，表現(xiàn)為引力，斥力減小得快，但分子力減小，ABC錯(cuò)，D對(duì)，故選D。
討論分子間斥力與引力時(shí)，應(yīng)區(qū)別斥力、引力和作用力三者之間的關(guān)系以及它們在不同距離段上的特點(diǎn)。
類型一分子力與宏觀力的關(guān)系
與分子力特點(diǎn)有關(guān)的習(xí)題主要有三類：一是判斷對(duì)分子力特點(diǎn)的描述是否正確．二是利用分子力特點(diǎn)研究分子力做功，分子的加速度．三是與實(shí)際相關(guān)聯(lián)的問題．要正確分析這些問題，必須準(zhǔn)確把握分子力的特點(diǎn)，熟知分子間斥力、引力及合力隨分子間距離的變化規(guī)律．應(yīng)弄清楚是分子力原因還是其它力作用的結(jié)果，切不可見了相斥、相吸就與分子力聯(lián)系．
【例1】如圖所示，使玻璃板的下表面與水接觸，再向上用力把玻璃板緩慢拉離水面，當(dāng)玻璃板離開水面時(shí)()
A．玻璃板只受重力和拉力作用，所以對(duì)玻璃板的拉力與玻璃板的重力大小相等
B．因?yàn)椴ＡО宓南卤砻娓街艘粚铀?，所以?duì)玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些，大的值與這層水的重力相當(dāng)
C．玻璃板受重力、拉力和浮力作用，所以對(duì)玻璃板的拉力小于玻璃板的重力
D．玻璃板離開水面時(shí)，水層發(fā)生了分裂，為了克服大量水分子間的引力和大氣壓力，拉力明顯大于玻璃板的重力
導(dǎo)示:本實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的拉力明顯大于玻璃板的重力。形成這種現(xiàn)象的原因就是璃板離開水面時(shí)，水層發(fā)生了分裂，為了克服大量水分子間的引力和大氣壓力而產(chǎn)生的。答案D。
宏觀力現(xiàn)象往往與微觀分子間的作用力有關(guān)，例如固體抗壓、抗拉等，是由分子力而產(chǎn)生的，而氣體的壓強(qiáng)則是由分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。
類型二估算題的解題思路
估算題解題時(shí)，要抓住對(duì)應(yīng)物理量之間的關(guān)系，建立要近似的模型，列出相關(guān)等式來求解。
【例2】將0.01mol的香水散在12×7×3.5m3的教室空間，那么每立方米空間有多少個(gè)香水分子？
導(dǎo)示:香水分子的總數(shù)為：0.01×6.02×1023個(gè)，每立方米空間有個(gè)香水分子。
在宏觀環(huán)境下計(jì)算出的微觀量，其數(shù)值是一個(gè)較大的值，這也是粗略判斷結(jié)果是否正確的方法之一。
類型三宏觀現(xiàn)象與微觀理論的對(duì)應(yīng)關(guān)系
【例3】將下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來。
導(dǎo)示:水與酒精混合體積變小是因?yàn)榉肿娱g存在間隙，則A與e對(duì)應(yīng)。固體很難被壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在斥力，B與d對(duì)應(yīng)。細(xì)繩不易被拉斷是因?yàn)榉肿娱g存在引力C與c對(duì)應(yīng)。糖在熱水中溶解很快
是因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)劇烈程度與溫度有關(guān),D與b對(duì)應(yīng)。凍食品也會(huì)變干是因?yàn)楣腆w分子也在不停地運(yùn)動(dòng),E與a對(duì)應(yīng)。
1．(07靖江聯(lián)考)下列敘述正確的是()
A．只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù)
B．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大
C．懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
D．吸熱的物體，其內(nèi)能一定增加
2．(07廣東普寧)一艘油輪裝載著密度為9×102kg/m3的原油在海上航行。由于故障而發(fā)生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上風(fēng)平浪靜時(shí)，這些原油造成的污染面積最大可達(dá)到（）
A.108m2B.109m2C.1010m2D.1011m2
3．(07啟東)在用油膜法估測分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油滴質(zhì)量為m，油滴在液面上擴(kuò)散后的最大面積為S，阿伏加德羅常數(shù)為N，以上各量均為國際單位．則()
A．油滴分子直徑d＝
B．油滴分子直徑d＝
C．油滴所含分子數(shù)n＝
D．油滴所含分子數(shù)n＝
4．如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于x軸上不同位置處。圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力和吸力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則（）
A、ab表示吸力，cd表示斥力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-15m
B、ab表示斥力，cd表示吸力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-10m
C、ab表示吸力，cd表示斥力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-10m
D、ab表示斥力，cd表示吸力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-15m
參考答案：1．AB2．D3．BC4．C

高考物理備考復(fù)習(xí)分子動(dòng)理論教案

§X7.《分子動(dòng)理論》章末測試
一、選擇題
1.下列說法中正確的是（AC）
A.物質(zhì)是由大量分子組成的，分子直徑的數(shù)量級(jí)是10-10m
B.物質(zhì)分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，布朗運(yùn)動(dòng)就是分子的運(yùn)動(dòng)
C.在任何情況下，分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的
D.1kg的任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同，都是6.02×1023個(gè)，這個(gè)數(shù)叫阿伏加德羅常數(shù)
2.關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(BC)
A.布朗運(yùn)動(dòng)是在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映
C.懸浮在液體中的微粒越小，液體溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著
D.布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了小顆粒內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性
3.以下說法中正確的是(BCD)
A.分子的熱運(yùn)動(dòng)是指物體的整體運(yùn)動(dòng)和物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的總和
B.分子的熱運(yùn)動(dòng)是指物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C.分子的熱運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)：溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈
D.在同一溫度下，不同質(zhì)量的同種液體的每個(gè)分子運(yùn)動(dòng)的激烈程度可能是不相同的
4.在一杯清水中滴一滴墨汁，經(jīng)過一段時(shí)間后墨汁均勻地分布在水中，只是由于（C）
A.水分子和碳分子間引力與斥力的不平衡造成的
B.碳分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的
C.水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)造成的
D.水分子間空隙較大造成的
5.下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是（D）
A.將碳素墨水滴入清水中，觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)是碳分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映
B.布朗運(yùn)動(dòng)是否顯著與懸浮在液體中的顆粒大小無關(guān)
C.布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān)
D.微粒的布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，反映了液體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性
6.下面證明分子間存在引力和斥力的試驗(yàn)，錯(cuò)誤的是（D）
A.兩塊鉛壓緊以后能連成一塊，說明存在引力
B.一般固體、液體很難被壓縮，說明存在著相互排斥力
C.拉斷一根繩子需要一定大小的力說明存在著相互吸引力
D.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子間存在著斥力
7.關(guān)于分子間相互作用力的以下說法中，正確的是（CD）
A.當(dāng)分子間的距離r=r0時(shí)，分子力為零，說明此時(shí)分子間既不存在引力，也不存在斥力
B.分子力隨分子間的距離的變化而變化，當(dāng)rr0時(shí)，隨著距離的增大，分子間的引力和斥力都增大，但引力比斥力增大的快，故分子力表現(xiàn)為引力
C.當(dāng)分子間的距離rr0時(shí)，隨著距離的減小，分子間的引力和斥力都增大，但斥力比引力增大的快，故分子力表現(xiàn)為斥力
D.當(dāng)分子間的距離r=10-9m時(shí)，分子間的作用力可以忽略不計(jì)
8.兩個(gè)分子從相距較遠(yuǎn)（分子力忽略）開始靠近，直到不能再靠近的過程中（BCD）
A.分子力先做負(fù)功后做正功
B.分子力先做正功后做負(fù)功
C.分子間的引力和斥力都增大
D.兩分子從r0處再靠近，斥力比引力增加得快
9.質(zhì)量相等的氫氣和氧氣，溫度相同，不考慮分子間的勢能，則（B）
A.氧氣的內(nèi)能較大
B.氫氣的內(nèi)能較大
C.兩者內(nèi)能相等
D.氫氣分子的平均動(dòng)能較大
10.以下說法中正確的是（D）
A.溫度低的物體內(nèi)能小
B.溫度低的物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的平均速率小
C.物體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度越來越大，物體內(nèi)分子的平均動(dòng)能也越來越大
D.以上說法都不對(duì)
二、填空題
11.在做“用油膜法估測分子直徑的大小”的實(shí)驗(yàn)中，試驗(yàn)簡要步驟如下：
A.將畫有油膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，數(shù)出輪廓內(nèi)的方格數(shù)（不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè)），再根據(jù)方格的邊長求出油膜的面積S。
B.將一滴酒精油酸溶液滴在水面上，帶油酸薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆將薄膜的形狀描畫在玻璃板上。
C.用淺盤裝入約2cm深的水，然后用痱子粉或石膏粉均勻地撒在水面上。
D.用公式d=求出薄膜厚度，即油酸分子的大小。
E.根據(jù)酒精油酸溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。
F.用注射器或滴管將事先配置好的酒精油酸溶液一滴一滴地滴入量筒，記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù)。
上述試驗(yàn)步驟的合理順序是。（答案：CFBAED）
12.已知一滴水的體積是6×10-8m3,則這滴水中含有的水分子數(shù)為個(gè)。
（答案：2×1021）
13.如果取分子間距離r=r0(r0=10-10m)時(shí)為分子勢能的零勢能點(diǎn)，則rr0時(shí)，分子勢能為值；rr0時(shí)，分子勢能為值。如果取r→∞遠(yuǎn)時(shí)為分子勢能的零勢能點(diǎn)，則rr0時(shí)，分子勢能為值；rr0時(shí)，分子勢能可以為值。（填“正”、“負(fù)”或“零”）（答案：正；正；負(fù)；負(fù)或零或正）
14.某人做一次深呼吸，吸進(jìn)400cm3的空氣，據(jù)此估算他所吸進(jìn)的空氣分子的總數(shù)約為個(gè)。（保留一位有效數(shù)字）（答案：1×1022）
三、計(jì)算題
15．在做“用油膜法估測分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用油酸酒精溶液的濃度為每104mL溶液中有純油酸6mL，用注射器測得1mL上述溶液有75滴，把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水面穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標(biāo)紙上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標(biāo)中正方形方格的邊長為2cm，試求
（1）油酸膜的面積是多少cm2；
（2）每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積；
（3）按以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估測出油酸分子的直徑。

解：（1）油膜的面積S=72×4cm2=288cm2
(2)每滴溶液中含有的純油酸體積V=mL=8×10-6mL
（3）油酸分子的直徑3×10-8cm=3×10-10m
16．一個(gè)截面積為S的圓形絕熱容器裝有質(zhì)量為m的水。已知水的比熱容為c，水的溫度為t1，在陽光下照射時(shí)間為T后，溫度升高到t2。若照射時(shí)陽光與水平方向的夾角為α，試算出陽光垂直照射時(shí)單位面積熱輻射的功率。
解：水的溫度從t1升高到t2過程中，吸收的熱量：
Q吸=cm(t2-t1)
太陽光垂直熱輻射的功率為P,則：
Q輻射=PTSsinα
由Q吸=Q輻射得：
17．如圖所示，在質(zhì)量為M的細(xì)玻璃管中盛有少量乙醚液體，用質(zhì)量為m的軟木塞將管口封閉，加熱玻璃管使軟木塞在乙醚蒸汽的壓力下水平飛出，玻璃管懸于長為L的輕桿上，細(xì)桿可繞上端軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，欲使玻璃管在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在忽略熱量損失的條件下，乙醚最少要消耗多少內(nèi)能？
解：設(shè)軟木塞水平飛出時(shí)M和m的速率分別為v1和v2,由動(dòng)量守恒定律得：mv2=Mv1(1)
細(xì)玻璃管恰越過最高點(diǎn)的條件是速度為零，由機(jī)械能守恒定律得：
Mv12=Mg*2L(2)
由能量守恒定律知，管塞分離時(shí)二者動(dòng)能之和等于乙醚消耗的內(nèi)能E內(nèi)，
即：E內(nèi)=Mv12+mv22(3)
聯(lián)立（1）（2）（3）式，可得E內(nèi)=2MgL

高考物理基礎(chǔ)知識(shí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)分子動(dòng)理論內(nèi)能

20xx屆高三物理一輪復(fù)習(xí)全案：第一章分子動(dòng)理論內(nèi)能（選修3-3）

【高考目標(biāo)定位】

考綱點(diǎn)擊

熱點(diǎn)提示

1.分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)根據(jù)Ⅰ

2.阿伏伽德羅常數(shù)0℃沸點(diǎn)是：100℃

（2）熱力學(xué)溫標(biāo)T單位：K（SI制的基本單位之一）把－273℃作為0K絕對(duì)零度（是低溫的極限，只能無限接近、不能達(dá)到）

【要點(diǎn)名師精解】

類型一：阿伏伽德羅常數(shù)及微觀量的計(jì)算

【例1】已知水的密度A．當(dāng)r大于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為引力B．當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力C．當(dāng)r等于r2時(shí)，分子間的作用力為零D．在r由r1變到r2的過程中，分子間的作用力做負(fù)功【答案】BC

【解析】分子間距等于r0時(shí)分子勢能最小，即r0=r2。當(dāng)r小于r1時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r1小于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為斥力；當(dāng)r大于r2時(shí)分子力表現(xiàn)為引力，A錯(cuò)BC對(duì)。在r由r1變到r2的過程中，分子斥力做正功分子勢能減小，D錯(cuò)誤。

【命題意圖與考點(diǎn)定位】分子間距于分子力、分子勢能的關(guān)系

2.（20xx·上海物理·14）分子間的相互作用力由引力與斥力共同產(chǎn)生，并隨著分子間距的變化而變化，則

（A）分子間引力隨分子間距的增大而增大

（B）分子間斥力隨分子間距的減小而增大

（C）分子間相互作用力隨分子間距的增大而增大

（D）分子間相互作用力隨分子間距的減小而增大

答案：B

解析：根據(jù)分子力和分子間距離關(guān)系圖象，如圖，選B。

本題考查分子間相互作用力隨分子間距的變化，圖象的理解。

難度：中等。

3.（09·北京·13）做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測記錄如圖。圖中記錄的是（D）

A．分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況

B．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡

C．某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度——時(shí)間圖線

D．按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置的連線

解析：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而非分子的運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；既然無規(guī)則所以微粒沒有固定的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B項(xiàng)錯(cuò)誤，對(duì)于某個(gè)微粒而言在不同時(shí)刻的速度大小和方向均是不確定的，所以無法確定其在某一個(gè)時(shí)刻的速度，故也就無法描繪其速度-時(shí)間圖線，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；故只有D項(xiàng)正確。

4.（09·上海物理·2）氣體內(nèi)能是所有氣體分子熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和勢能的總和，其大小與氣體的狀態(tài)有關(guān)，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能與分子間勢能分別取決于氣體的（A）

A．溫度和體積B．體積和壓強(qiáng)

C．溫度和壓強(qiáng)D．壓強(qiáng)和溫度

解析：由于溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，所以氣體分子的動(dòng)能宏觀上取決于溫度；分子勢能是由于分子間引力和分子間距離共同決定，宏觀上取決于氣體的體積。因此答案A正確。

5.（09·江蘇卷物理·12.A）（選修模塊3—3）（12分）（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是。（填寫選項(xiàng)前的字母）（A）氣體分子間的作用力增大（B）氣體分子的平均速率增大（C）氣體分子的平均動(dòng)能減?。―）氣體組成的系統(tǒng)地熵增加（2）若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對(duì)外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡（填“吸收”或“放出”）的熱量是J。氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過程中，又對(duì)外界做了0.1J的功，同時(shí)吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了J。（3）已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù)，取氣體分子的平均直徑為，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請估算液體體積與原來氣體體積的比值。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

答案：A.(1)D；(2)吸收；0.6；0.2；(3)設(shè)氣體體積為，液體體積為，

氣體分子數(shù),(或)

則（或）

解得(都算對(duì))

解析：（1）掌握分子動(dòng)理論和熱力學(xué)定律才能準(zhǔn)確處理本題。氣泡的上升過程氣泡內(nèi)的壓強(qiáng)減小，溫度不變，由玻意爾定律知，上升過程中體積增大，微觀上體現(xiàn)為分子間距增大，分子間引力減小，溫度不變所以氣體分子的平均動(dòng)能、平均速率不變，此過程為自發(fā)過程，故熵增大。D項(xiàng)正確。

（2）本題從熱力學(xué)第一定律入手，抓住理想氣內(nèi)能只與溫度有關(guān)的特點(diǎn)進(jìn)行處理。理想氣體等溫過程中內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律，物體對(duì)外做功0.6J，則一定同時(shí)從外界吸收熱量0.6J，才能保證內(nèi)能不變。而溫度上升的過程，內(nèi)能增加了0.2J。

（3）微觀量的運(yùn)算，注意從單位制檢查運(yùn)算結(jié)論，最終結(jié)果只要保證數(shù)量級(jí)正確即可。設(shè)氣體體積為，液體體積為，氣體分子數(shù),(或)

則（或）

解得(都算對(duì))

6.（08北京卷）15．假如全世界60億人同時(shí)數(shù)1g水的分子個(gè)數(shù)，每人每小時(shí)可以數(shù)5000個(gè)，不間斷地?cái)?shù)，則完成任務(wù)所需時(shí)間最接近(阿伏加德羅常數(shù)NA取6×1023mol－1)()

A．10年B．1千年C．10萬年D．1千萬年

答案：C

[解析]：1g水的分子個(gè)數(shù)個(gè)，則完成任務(wù)所需時(shí)間t==6×1018小時(shí)，約為1000年。

7.（08天津卷）下列說法正確的是()

A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

B．沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C．知道某物質(zhì)的摩爾質(zhì)量和密度可求出阿伏加德羅常數(shù)

D．內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相同

答案：D

[解析]：布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，他反映的是液體無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，所以A錯(cuò)誤；沒有摩擦的理想熱機(jī)不經(jīng)過做功是不可能把吸收的能量全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的B錯(cuò)誤，摩爾質(zhì)量必須和分子的質(zhì)量結(jié)合才能求出阿伏加德羅常數(shù)C錯(cuò)；溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，只要溫度相同分子的平均動(dòng)能就相同，物體的內(nèi)能是勢能和動(dòng)能的總和所以D正確

【考點(diǎn)精題精練】

1．（20xx·福建省龍巖二中高三摸底考試)一定質(zhì)量的氣體(分子力及分子勢能不計(jì))處于平衡狀態(tài)Ⅰ，現(xiàn)設(shè)法使其溫度升高同時(shí)壓強(qiáng)減小，達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，則在狀態(tài)Ⅰ變?yōu)闋顟B(tài)Ⅱ的過程（BD）A．氣體分子的平均動(dòng)能必定減小

B．單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少C．氣體的體積可能不變D．氣體必定吸收熱量

2、（20xx·吉林市普通中學(xué)高三下學(xué)期期中）下列說法中正確的是

A．?dāng)U散運(yùn)動(dòng)向著更為無序的方向進(jìn)行，是可逆過程

B．物體的內(nèi)能取決于溫度、體積和物質(zhì)的量

C．分子間作用力隨分子間距離的增大而減小

D．液晶對(duì)不同顏色光的吸收強(qiáng)度隨電場強(qiáng)度的變化而變化

3、（20xx·江蘇鹽城中學(xué)高三一模）下列說法正確的是

A．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映

B．沒有摩擦的理想熱機(jī)可以把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C．浸潤與不浸潤均是分子力作用的表現(xiàn)

D．熱力學(xué)溫標(biāo)的最低溫度為0K，它沒有負(fù)值，它的單位是物理學(xué)的基本單位之一

4、（20xx·江蘇鹽城中學(xué)高三一模）質(zhì)量m=0.1kg的氫氣在某狀態(tài)下的體積V=1.92m3，則此時(shí)氫氣分子的平均間距為。（已知?dú)錃獾哪栙|(zhì)量M=2g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1．）5、（20xx·山東省德州市高三一模）對(duì)一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是:A.氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B.氣體溫度越高，氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)就越劇烈C.氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對(duì)容器不斷碰撞而產(chǎn)生的D.當(dāng)氣體膨脹時(shí)，氣體分子的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能一定減少

答案：BC

6．下列說法中正確的是（D）

（A）布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

（B）液體很難被壓縮的原因是：當(dāng)液體分子距離減小時(shí)，分子間斥力增大，分子間的引力減小，所以分子力體現(xiàn)為斥力

（C）每個(gè)分子的內(nèi)能等于它的勢能和動(dòng)能的總和

（D）物體的內(nèi)能大小與其溫度、體積及所含物質(zhì)的量三者有關(guān)

7．下列說法中正確的是(CD)A．理想氣體在等溫變化時(shí)，內(nèi)能不改變，因而與外界不發(fā)生熱量交換B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的運(yùn)動(dòng)，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)量一定的理想氣體，壓強(qiáng)不變時(shí)，溫度越高，體積越大D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體8、（20xx·山東省濟(jì)南市高三期末檢測考試）為保證環(huán)境和生態(tài)平衡，在生產(chǎn)活動(dòng)中嚴(yán)禁污染水源。在某一水庫中，一艘快艇在水面上勻速行駛，速度為8m/s。油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，從漏油開始到船員堵住漏油共用1.5分鐘。漏出的油在水面上形成寬約為100m的長方形油層，漏出油的體積1.44×10－3m3.則該油層的厚度約為分子直徑的多少倍？

（油分子的直徑約為10—10m）答案:油層長度①

油層厚度②

（倍）③

9、（20xx·山東省東營市一模）一種油的密度為，摩爾質(zhì)量為M。取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴。將其中一滴滴在廣闊水面上形成面積為S的單分子油膜，求阿伏加伽德羅常數(shù)。

解：（1）一個(gè)分子的直徑…………1分由題意得或…………2分解得：…………1分10、（20xx·山東省聊城市一模）一種油的密度為，摩爾質(zhì)量為M。取體積為V的油慢慢滴出，可滴n滴。將其中一滴滴在廣闊水面上形成面積為S的單分子油膜，求阿伏加伽德羅常數(shù)。

解：一個(gè)分子的直徑…………1分由題意得或…………2分解得：…………1分

高考物理分子動(dòng)理論第一輪復(fù)習(xí)學(xué)案

第十一章分子動(dòng)理論

1.本章主要是研究物體的組成、分子熱運(yùn)動(dòng)、分子間的作用力以及物體的內(nèi)能。
2.本章主要內(nèi)容為分子動(dòng)理論，以分子動(dòng)理論為基礎(chǔ)，將宏觀物理量溫度和物體的內(nèi)能聯(lián)系起來。屬模塊中高考必考內(nèi)容。
3.高考中以選擇題形式考查對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，以計(jì)算題形式進(jìn)行宏觀量與微觀量間的計(jì)算。

第一課時(shí)分子動(dòng)理論

【教學(xué)要求】
1．知道物體是由大量分子組成的，理解阿伏加德羅常數(shù)。
2．知道分子熱運(yùn)動(dòng)，分子熱運(yùn)動(dòng)與布朗運(yùn)動(dòng)關(guān)系。
3．知道分子間的作用力和一些宏觀解釋。
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、物質(zhì)是由大量分子組成的
1．分子體積很小，它的直徑數(shù)量級(jí)是m．
2．油膜法測分子直徑：d=V/S，V是，S是水面上形成成的單分子油膜的面積．
3．分子質(zhì)量很小，一般分子質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是
kg
4．分子間有空隙．
5．阿伏加德羅常數(shù)：1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個(gè)數(shù)的測量值NA＝mol—1。阿伏加德羅常數(shù)是個(gè)十分巨大的數(shù)字，分子的體積和質(zhì)量都很分小，從而說明物質(zhì)是由大量分子組成的．
二、分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)
1．?dāng)U散現(xiàn)象：相互接觸的物質(zhì)彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，溫度越高，擴(kuò)散．
2．布朗運(yùn)動(dòng)：在顯微鏡下看到的懸浮在液體中的的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，顆粒越小，運(yùn)動(dòng)越；溫度越高，運(yùn)動(dòng)越．布朗運(yùn)動(dòng)不是液體分子的運(yùn)動(dòng)．
三、分子間存在著相互作用力
1．分子間同時(shí)存在相互作用的和
，合力叫分子力．
2．特點(diǎn)：分子間的引力和斥力都隨分子間的
增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化更。
知識(shí)點(diǎn)一微觀量與宏觀量關(guān)系的計(jì)算
微觀量與宏觀量間的關(guān)系,以阿伏加德羅常數(shù)為聯(lián)系的橋梁。解題時(shí)應(yīng)抓住宏觀量中的質(zhì)量、體積、摩爾質(zhì)量、摩爾體積、分子數(shù)目等，微觀量中的分子質(zhì)量、分子大小（體積與直徑），氣體問題一般用正方體模型，固體、液體分子一般用球模型。
【應(yīng)用1】(07南京調(diào)研)銅的摩爾質(zhì)量為，密度為，阿伏加德羅常數(shù)為，則下列說法正確的是（）
A．1kg銅所含的原子數(shù)是
B．1m3銅所含的原子數(shù)是
C．1個(gè)銅原子的質(zhì)量是
D．1個(gè)銅原子所占的體積是
導(dǎo)示:1kg銅的量為，原子數(shù)是，A錯(cuò)。1m3銅質(zhì)量為，摩爾數(shù)為，原子數(shù)是，B錯(cuò)。1摩爾銅原子的質(zhì)量是M，1個(gè)銅原子的質(zhì)量是，C對(duì)。1摩爾銅的體積為，一個(gè)銅原子所占的體積為，D對(duì)。故本題選CD。
物質(zhì)密度等于質(zhì)量與體積之比，也等于摩爾質(zhì)量與摩爾體積之比。摩爾質(zhì)量為分子質(zhì)量的6.02×23倍。摩爾體積為分子占據(jù)體積的6.02×23倍。
知識(shí)點(diǎn)二布朗運(yùn)動(dòng)的理解
布朗運(yùn)動(dòng)是花粉小顆粒的運(yùn)動(dòng)，它體現(xiàn)了分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，不是分子運(yùn)動(dòng)。由于分子運(yùn)動(dòng)，對(duì)花粉小顆粒產(chǎn)生隨機(jī)的碰撞，這種不平衡，使得花粉小顆粒運(yùn)動(dòng)起來。
【應(yīng)用2】(08鎮(zhèn)江調(diào)查)用顯微鏡觀察水中的花粉，追蹤某一個(gè)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(diǎn)，再用直線依次連接這些點(diǎn)，如圖所示，則下列說法中正確的是（）
A．這些點(diǎn)連接的折線就是這一花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的徑跡
B．它說明花粉顆粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．在這六段時(shí)間內(nèi)花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的平均速度大小相等
D．從a點(diǎn)計(jì)時(shí)，經(jīng)36s，花粉顆?？赡懿辉赿e連線上
導(dǎo)示:花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)是雜亂無章的，10s內(nèi)的徑跡是復(fù)雜的，這些點(diǎn)連接的折線不一定是這一花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的徑跡，A錯(cuò)。它只能說明花粉顆粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B正確。六段時(shí)間的位移大小不等，所以花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的平均速度大小不等，C錯(cuò)。從d點(diǎn)再運(yùn)動(dòng)6s時(shí)間，花粉顆?？赡懿辉赿e連線上，體現(xiàn)花粉顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，D正確。故選BD。
知識(shí)點(diǎn)三分子間的作用力與分子勢能
分子間同時(shí)存在相互作用的斥力與引力，它們都隨分子間距離的增大而減小，斥力減小得快。斥力與引力的合力為分子間的作用力，又分別表現(xiàn)為斥力和引力。所以這里的概念容易引起混淆。
【例3】(07新鄉(xiāng)調(diào)研)當(dāng)分子距離r＝r0時(shí)，分子間引力和斥力恰好平衡，若使分子間距離從r1逐漸變?yōu)閞2，(r0r1r2)，在這—變化過程中，下列說法中可能正確的是()
A．分子間的引力比分子間的斥力減小得快，分子力增大
B．分子間的引力比分子間的斥力減小得快，分子力減小
C．分子間的斥力比分子間的引力減小得快，分子力增大
D．分子間的斥力比分子間的引力減小得快，分子力減小
導(dǎo)示:當(dāng)分子距離r＝r0時(shí)，分子間引力和斥力相等，距離再增大時(shí)，表現(xiàn)為引力，斥力減小得快，但分子力減小，ABC錯(cuò)，D對(duì)，故選D。
討論分子間斥力與引力時(shí)，應(yīng)區(qū)別斥力、引力和作用力三者之間的關(guān)系以及它們在不同距離段上的特點(diǎn)。
類型一分子力與宏觀力的關(guān)系
與分子力特點(diǎn)有關(guān)的習(xí)題主要有三類：一是判斷對(duì)分子力特點(diǎn)的描述是否正確．二是利用分子力特點(diǎn)研究分子力做功，分子的加速度．三是與實(shí)際相關(guān)聯(lián)的問題．要正確分析這些問題，必須準(zhǔn)確把握分子力的特點(diǎn)，熟知分子間斥力、引力及合力隨分子間距離的變化規(guī)律．應(yīng)弄清楚是分子力原因還是其它力作用的結(jié)果，切不可見了相斥、相吸就與分子力聯(lián)系．
【例1】如圖所示，使玻璃板的下表面與水接觸，再向上用力把玻璃板緩慢拉離水面，當(dāng)玻璃板離開水面時(shí)()
A．玻璃板只受重力和拉力作用，所以對(duì)玻璃板的拉力與玻璃板的重力大小相等
B．因?yàn)椴ＡО宓南卤砻娓街艘粚铀?，所以?duì)玻璃板的拉力比玻璃板的重力稍大一些，大的值與這層水的重力相當(dāng)
C．玻璃板受重力、拉力和浮力作用，所以對(duì)玻璃板的拉力小于玻璃板的重力
D．玻璃板離開水面時(shí)，水層發(fā)生了分裂，為了克服大量水分子間的引力和大氣壓力，拉力明顯大于玻璃板的重力
導(dǎo)示:本實(shí)驗(yàn)中，彈簧秤的拉力明顯大于玻璃板的重力。形成這種現(xiàn)象的原因就是璃板離開水面時(shí)，水層發(fā)生了分裂，為了克服大量水分子間的引力和大氣壓力而產(chǎn)生的。答案D。
宏觀力現(xiàn)象往往與微觀分子間的作用力有關(guān)，例如固體抗壓、抗拉等，是由分子力而產(chǎn)生的，而氣體的壓強(qiáng)則是由分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的。
類型二估算題的解題思路
估算題解題時(shí)，要抓住對(duì)應(yīng)物理量之間的關(guān)系，建立要近似的模型，列出相關(guān)等式來求解。
【例2】將0.01mol的香水散在12×7×3.5m3的教室空間，那么每立方米空間有多少個(gè)香水分子？
導(dǎo)示:香水分子的總數(shù)為：0.01×6.02×1023個(gè)，每立方米空間有個(gè)香水分子。
在宏觀環(huán)境下計(jì)算出的微觀量，其數(shù)值是一個(gè)較大的值，這也是粗略判斷結(jié)果是否正確的方法之一。
類型三宏觀現(xiàn)象與微觀理論的對(duì)應(yīng)關(guān)系
【例3】將下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與產(chǎn)生的原因?qū)?yīng)起來。
導(dǎo)示:水與酒精混合體積變小是因?yàn)榉肿娱g存在間隙，則A與e對(duì)應(yīng)。固體很難被壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在斥力，B與d對(duì)應(yīng)。細(xì)繩不易被拉斷是因?yàn)榉肿娱g存在引力C與c對(duì)應(yīng)。糖在熱水中溶解很快
是因?yàn)榉肿舆\(yùn)動(dòng)劇烈程度與溫度有關(guān),D與b對(duì)應(yīng)。凍食品也會(huì)變干是因?yàn)楣腆w分子也在不停地運(yùn)動(dòng),E與a對(duì)應(yīng)。
1．(07靖江聯(lián)考)下列敘述正確的是()
A．只要知道水的摩爾質(zhì)量和水分子的質(zhì)量，就可以計(jì)算出阿伏伽德羅常數(shù)
B．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大
C．懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯
D．吸熱的物體，其內(nèi)能一定增加
2．(07廣東普寧)一艘油輪裝載著密度為9×102kg/m3的原油在海上航行。由于故障而發(fā)生原油泄漏。如果泄漏的原油有9t，海面上風(fēng)平浪靜時(shí)，這些原油造成的污染面積最大可達(dá)到（）
A.108m2B.109m2C.1010m2D.1011m2
3．(07啟東)在用油膜法估測分子的大小的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)油的摩爾質(zhì)量為M，密度為ρ，油滴質(zhì)量為m，油滴在液面上擴(kuò)散后的最大面積為S，阿伏加德羅常數(shù)為N，以上各量均為國際單位．則()
A．油滴分子直徑d＝
B．油滴分子直徑d＝
C．油滴所含分子數(shù)n＝
D．油滴所含分子數(shù)n＝
4．如圖所示，設(shè)有一分子位于圖中的坐標(biāo)原點(diǎn)O處不動(dòng)，另一分子可位于x軸上不同位置處。圖中縱坐標(biāo)表示這兩個(gè)分子間分子力的大小，兩條曲線分別表示斥力和吸力的大小隨分子間距離的變化關(guān)系，e為兩曲線的交點(diǎn)，則（）
A、ab表示吸力，cd表示斥力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-15m
B、ab表示斥力，cd表示吸力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-10m
C、ab表示吸力，cd表示斥力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-10m
D、ab表示斥力，cd表示吸力，e點(diǎn)坐標(biāo)可能為10-15m
參考答案：1．AB2．D3．BC4．C