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1、2012高三物理复习课件（导与练福建）第高三物理复习课件（导与练福建）第13章章第一课时分子动理论与统计观点第一课时分子动理论与统计观点实验：用油膜法估测分子的大小实验：用油膜法估测分子的大小1知道分子动理论的基本观点和实验依据，知道阿伏伽德罗常数，并能运用它作为联系宏观与微观的桥梁，进行微观估算2知道温度、分子平均动能、分子势能和物体内能等概念3知道气体分子运动速率的统计分布规律4知道用油膜法估测分子大小的原理，学会间接测量微观量的方法能正确处理实验数据，能够分析误差1分子动理论(1)物体由大量分子组成分子的大小a分子直径：数量级是1010；b测量方法：油膜法阿伏伽德罗常数a1 mol任何物
2、质含有分子的数目都相同，通常取NA6.021023mol1.b阿伏伽德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁(2)分子永不停息地做无规则运动分子的热运动：分子的无规则运动叫热运动扩散现象：a定义：相互接触的不同物质能够彼此进入对方的现象叫做扩散b实质：物质分子的无规则运动布朗运动和分子热运动的比较布朗运动布朗运动分子热运动分子热运动活动主体活动主体固体微小颗粒固体微小颗粒分子分子区别区别是微小颗粒的运动，是比分子大很多的分是微小颗粒的运动，是比分子大很多的分子团的运动，颗粒越小运动越明显，较大子团的运动，颗粒越小运动越明显，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周的颗粒不做布朗运动，但它本身
3、的以及周围的分子仍在做热运动围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到到共同点共同点都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的都是永不停息的无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系联系布朗运动是由于小颗粒受到周围做热运动的液体分子的撞击力而引起的，它是分子做无布朗运动是由于小颗粒受到周围做热运动的液体分子的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映规则运动的反映 (1)布朗运动不是固体分子的运动，也不是液体分子的
4、运动，而是小颗粒的运动，是液体分子无规则运动的反映(2)布朗运动中的颗粒很小，肉眼看不见，需用显微镜才能观察(3)分子间存在着相互作用力概念：分子间同时存在相互作用的引力和斥力，实际表现出来的分子力是分子间引力和斥力的合力特点：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力比引力变化快arr0时(约几个埃，1埃1010 m)，F引F斥，合力F0.brr0时，F引F斥，合力F表现为斥力cr0rF斥，合力F表现为引力，且随r增大，F先增大，后减小dr10r0后，F引、F斥迅速减弱，几乎为零，分子力F0.分子间作用力与分子间距离关系图线如图所示2统计规律气体分子的速率分
5、布具有统计规律，在任意温度下都呈现中间多、两头少的分布规律，即一定温度下，中等速率的分子所占比例最大温度升高，分子平均速率增大，但仍遵循统计规律如图所示3温度和温标(1)热力学温度与摄氏温度的关系热力学温度(T)的单位：开尔文，符号：K摄氏温度(t)的单位：摄氏度，符号：换算关系：Tt273.15温度变化关系：Tt.(2)温度的物理意义从宏观来说，温度是表示物体的冷热程度的物理量；从微观上看，温度是分子热运动的平均动能的标志 热力学温度的零度是低温的极限，不可能达到，即热力学温度无负值；温度是大量分子热运动的集体表现，对单个分子来说温度无意义4内能(1)分子动能分子动能是分子热运动所具有的动能
6、分子热运动的平均动能是大量分子的动能的平均值，物体温度越高，分子的平均动能就越大(2)分子势能定义：相互作用的分子之间由相对位置决定的能，叫做分子势能分子势能的决定因素微观上决定于分子间距离和分子排列情况宏观上决定于体积和物质形态分子势能与分子力做功关系分子势能具有相对性，若取无穷远处为势能零点，则分子势能与分子间距离的关系如图所示由图线可知：rr0时，分子势能最小，为负值rr0时，分子势能随分子间距离的增大而增大rr0时，分子势能随分子间距离的减小而增大分子力做正功，分子势能减小，减小的分子势能等于分子力所做的功；分子力做负功，分子势能增加，增加的分子势能等于分子克服分子力所做的功(3)物体
7、的内能物体中所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能物体的内能大小由物体的质量、温度和体积共同决定，同时与物态相关物体的内能与物体的高度、运动速度无关，它是描述宏观物体的物理量，不存在某个分子内能的说法(2)实验器材注射器(或胶头滴管)、量筒、痱子粉(或滑石粉)、盛水浅盘、试剂瓶、油酸酒精溶液、坐标纸、玻璃板、彩笔(3)实验步骤用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内增加1 mL时的滴数；往盛水浅盘里倒入约2 cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液滴在水面上一滴，油酸就在水面上散开，形成一层纯油酸薄膜；待油
8、酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盛水浅盘上，然后在玻璃板上用彩笔画下油酸薄膜的形状；将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓所围正方形的个数，算出油膜的面积根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积V，由d求出油酸分子的直径d.2关于分子的热运动，下列说法正确的是_B_.A分子的热运动就是布朗运动B布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它反映液体分子的无规则运动C温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越激烈D物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈解析：分子的热运动是分子的无规则运动，布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它是由液体分子的无规则运动引起的，温度越高，布朗运动越激
9、烈，微粒越小，液体分子撞击的不平衡性越明显，布朗运动越激烈，分子热运动的激烈程度由温度决定，与物体的宏观速度无关综上所述，只有B正确3下面证明分子间存在引力和斥力的实验，哪个是错误的_D_.A两块铅块压紧以后连在一起，说明分子间存在引力B一般固体、液体难压缩，说明分子间存在相互排斥力C拉断一根绳子需要一定大小的力说明分子间存在引力D碎玻璃不能拼在一起，是由于分子间存在斥力解析：D错，碎玻璃不能拼在一起，是因为玻璃分子间距离大于10r0，还未达到引力范围内，而不是斥力作用的结果【例1】 要估算气体分子间的平均距离，需选用_组物理量A阿伏伽德罗常数，气体的摩尔质量和质量B阿伏伽德罗常数，气体的摩尔
10、质量和密度C阿伏伽德罗常数，气体的质量和体积D气体的密度、体积和摩尔质量答案：B. 微观量的估算问题的关键是：(1)牢牢抓住阿伏伽德罗常数是联系微观物理量和宏观物理量的桥梁(2)找出相关物理量之间的关系针对训练11：纳米材料具有很多优越性能，有着广阔的应用前景已知1 nm(纳米)109 m，边长为1 nm的立方体内可容纳的液态氢分子的个数最接近下面的_A103 B102 C101 D100答案：A. 分子动理论及内能的理解内能内能机械能机械能定义定义物体内所有分子热运动的动能和物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和分子势能的总和物体的动能、重力势能和弹性势物体的动能、重力势能和弹性势能的总
11、和能的总和决定因素决定因素由物质的量、温度和体积共同决由物质的量、温度和体积共同决定，同时与物态相关定，同时与物态相关跟宏观运动状态、参考系和零势跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关能点的选取有关量值可能性量值可能性任何物体都有内能任何物体都有内能可以为零可以为零可测量性可测量性无法测量无法测量可测量可测量本质本质微观分子的热运动和相互作用的微观分子的热运动和相互作用的结果结果宏观物体的运动和相互作用的结宏观物体的运动和相互作用的结果果【例2】 (2010年福建省厦门市模拟)下列关于分子动理论说法中正确的是_A分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大B分子间的相互作用力随着分子间距
12、离的增大，一定先减小后增大C物体温度越高，该物体内所有分子运动的速率都一定越大D显微镜下观察到墨水中的小颗粒在不停地做无规则运动，这就是液体分子的运动解析：逐项分析如下：选项选项诊断诊断结论结论A分子势能的变化由分子力做功决定，当分子间距从小于分子势能的变化由分子力做功决定，当分子间距从小于r0增大时，增大时，分子间作用力先表现为斥力，后表现为引力分子势能则先减小分子间作用力先表现为斥力，后表现为引力分子势能则先减小后增大后增大B分子间距从分子间距从r0开始增大时，分子力先增大后减小开始增大时，分子力先增大后减小C物体温度越高，物体分子平均动能增大，但并不是所有分子的运物体温度越高，物体分子平
13、均动能增大，但并不是所有分子的运动速率都增大动速率都增大D显微镜下观察到的墨水中小颗粒的无规则运动是布朗运动，不是显微镜下观察到的墨水中小颗粒的无规则运动是布朗运动，不是液体分子的运动液体分子的运动答案：A. 分子势能与物体体积密切相关，但并不是物体的体积增大，分子势能就一定增大例如：水变成冰，体积增大，分子势能却减小针对训练21：(2010年上海十三校高三联考改编)关于温度和内能的说法中正确的是_A一个分子的运动速度越大，它的温度越高B物体的内能发生变化时，它的温度可以不变C物体的内能等于物体的动能和势能的总和D温度是分子热运动剧烈程度的反映，当温度升高时物体内部的分子的动能都增加解析：温度
14、是分子热运动的集体表现，对单个分子无意义，A错误；有些物质如水结成冰时内能变化但温度保持不变，B正确；物体的内能是所有分子动能与分子势能的总和，与机械能是不同概念，C错误；温度升高物体内分子平均动能增大，但不表示每个分子动能都增加，D错误答案：B. 用油膜法估测分子的大小1注意事项(1)实验前，必须将所有的实验用具擦洗干净，实验时，吸取油酸、酒精和溶液的仪器要分别专用，不能混用否则会增大实验误差(2)痱子粉和油酸的用量都不可太大，否则不易成功(3)油酸酒精溶液的浓度以小于0.1%为宜不宜长时间放置(4)浅盘中的水离盘口面的距离应较小，并要水平放置，以便准确地画出薄膜的形状，画线时视线应与板面垂
15、直(5)在水面撒痱子粉后，再不要触动盘中的水(6)利用坐标纸求油膜面积时，以边长1 cm(或其他合理长度)的正方形为单位，计算轮廓内正方形的个数，不足半个的舍去，多于半个的算一个【例3】 在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器测得1 mL上述溶液中有液滴50滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示坐标纸中正方形方格的边长为20 mm.求：根据上述数据估测出油酸分子的直径是_ m.A1109 B21010 C5.51010 D81011答
16、案：C 本题常见的错误是格子数目数错，纯油酸体积运算错误，没有注意到各物理量的单位等为避免失误，应认真审题，弄清溶质和溶剂的关系，同时分子直径的数量级为1010，也是检测运算结果的一种重要方法针对训练31：(2010年山东省济南市模拟)为保证环境和生态平衡，在生产活动中严禁污染水源在某一水库中，一艘快艇在水面上匀速行驶，速度为8 m/s.油箱突然破裂，柴油迅速流入水中，从漏油开始到船员堵住漏油共用1.5分钟漏出的油在水面上形成宽约为100 m的长方形油层，漏出油的体积为1.44103 m3.则该油层的厚度约为分子直径的_倍(油分子的直径约为1010 m)A100 B150 C200 D250答
17、案：C. 考点：分子动理论【例题】 (基础题)做布朗运动实验时，得到某个观测记录如图所示，图中记录的是_A分子无规则运动的情况B某个微粒做布朗运动的轨迹C某个微粒做布朗运动的速度时间图线D按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析：结合布朗运动的特点来回答问题图中的折线记录的是某个做布朗运动的微粒按相等时间间隔依次记录的位置连线，不是分子无规则运动的情况，也不是微粒做布朗运动的轨迹，更不是微粒运动的vt图线，故D对，A，B，C错故正确答案为D.答案：D.【测控导航】考点考点题号题号1.分子动理论分子动理论1、32.阿伏伽德罗常数的应用阿伏伽德罗常数的应用63.分子力、分子势能、内能、统计
18、规律分子力、分子势能、内能、统计规律2、44.用油膜法估测分子的大小用油膜法估测分子的大小51.(2010年四川卷)下列现象中不能说明分子间存在分子力的是(D)A两铅块能被压合在一起B钢绳不易被拉断C水不容易被压缩D空气容易被压缩解析：两铅块能被压合在一起，是靠分子间的引力钢绳不易被拉断，说明分子间存在着相互作用的引力水不容易被压缩，说明分子间存在着相互作用的斥力空气容易被压缩，说明空气分子间距比较大，D符合题意2(2010年全国卷改编)如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线下列说法错误的是_A_.A当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥
19、力C当r等于r2时，分子间的作用力为零D当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功解析：由题图知r2r0，当rr0时，分子力表现为引力，rr0时，分子力表现为斥力r1r0，所以，当rr1时，分子力可能表现为引力，可能表现为斥力，A错误，B、C都正确在r由r1变到r2的过程中，分子力表现为斥力，分子力做正功D正确3分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质，据此可判断下列说法中错误的是_B_.A显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大D在真空、高温
20、条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其他元素解析：显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这是布朗运动，它间接反映了液体分子运动的无规则性，A正确在rr0时，r增大，分子间的相互作用力是先变到最大，然后开始变小，最后为零，故B错误分子间距离从小于r0变到大于r0的过程中，分子势能就是先减小后增大，C正确；利用分子扩散可以向半导体材料掺入其他元素，D正确4(2010年福建卷)1859年麦克斯韦从理论上推导出了气体分子速率的分布规律，后来有许多实验验证了这一规律若以横坐标v表示分子速率，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比下面四幅图中能正确表示某一温度下气体分子速率
21、分布规律的是_D_(填选项下的字母)5某同学在实验室做“用油膜法估测分子的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL.用注射器抽得上述溶液2 mL，现缓慢地滴出1 mL溶液，共有液滴数为50滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘上，在刻有小正方形坐标的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示)若图中油膜面积为22 400 mm2；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是1.2105 mL；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是_C_m.A1109 B21010C51010 D810116(拓展探究题)要落实好国家提出的“以人为本，创建和谐社会”的号召，不只是政府的事，要落实到我们每个人的生活中比如说公共场所禁止吸烟，我们知道被动吸烟比主动吸烟害处更多试估算一个高约2.8 m，面积约10 m2的两人办公室，若只有一人吸了一根烟(人正常呼吸一次吸入气体300 cm3，一根烟大约吸10次)(1)估算被污染的空气(在标准状况下)分子间的平均距离约为_B_ m.A6108 B7108C8107 D9107(2)另一不吸烟者一次呼吸大约吸入被污染过的空气分子为_D_个A6.51016 B71016C8.11017 D8.71017
