第1讲 分子动理论 内能 教案

考情分析高考对本部分知识的考查主要以选择题、实验题和计算题为主,其中计算题以气体实验定律的考查为主,虽然综合性不太强,但学生的得分率较低,应加以重视。

重要考点1.分子动理论的基本观点和实

验依据(Ⅰ)

2.阿伏加德罗常数(Ⅰ)

3.气体分子运动速率分布规律

(Ⅰ)

4.分子动能和分子势能物体

的内能(Ⅰ)

5.温度和温标(Ⅰ)

6.固体的微观结构、晶体和非

晶体(Ⅰ)

7.液晶的微观结构(Ⅰ)

8.液体的表面张力现象(Ⅰ)

9.气体实验定律(Ⅱ)

10.理想气体(Ⅰ)

11.热力学第一定律(Ⅰ)

12.能量守恒定律(Ⅰ)

13.热力学第二定律(Ⅰ)

14.单位制:中学物理中涉及

的国际单位制的基本单位和其

他单位,例如摄氏度、标准大

考点

解读

1.本部分考点内容的要求基本

上是Ⅰ级,即理解物理概念和

物理规律的确切含义,理解物

理规律的适用条件,以及它们

在简单情况下的应用。

2.高考热学命题的重点内容

有:(1)分子动理论要点,分子

力,分子大小、质量、数目估

算;(2)内能的变化及改变内能

的物理过程、气体压强的决定

因素以及气体压强的计算;(3)

气体实验定律、理想气体状态

方程和用图像表示气体状态的

变化;(4)热现象实验与探索过

程的方法。

3.近两年来热学考题中还涌现

出了许多对热现象的自主学习

和创新能力考查的新情景试

题,多以科技前沿、社会热点

气压(Ⅰ)

实验十六:用油膜法估测油酸分子的大小

实验十七:探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系说明:1.知道国际单位制中规定的单位符号。

2.要求会正确使用温度计。及与生产生活联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的

应用。

第1讲分子动理论内能

知识点分子动理论Ⅰ

1.物体是由大量分子组成的

(1)分子的大小

0110-10 m;

②分子质量:数量级是10-26 kg;

③测量方法:油膜法。

(2)阿伏加德罗常数

1 mol任何物质所含有的粒子数,N A026.02×1023mol-1。阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁。

2.分子热运动

(1)扩散现象

03不同种物质能够彼此进入对方的现象。

②实质:不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由物质分子的

04无规则运动产生的。温度越高,扩散现象越明显。

(2)布朗运动

①定义:悬浮在液体中的微粒的永不停息的05无规则运动。

②成因:液体分子无规则运动,对固体微粒撞击作用不平衡造成的。

③特点:永不停息,无规则;微粒06越小,温度07越高,布朗运动越明显。

④结论:反映了08液体分子运动的无规则性。

(3)热运动

①定义:分子永不停息的09无规则运动。

②特点:温度是分子热运动剧烈程度的标志。温度越高,分子无规则运动越激烈。

3.分子间的作用力

(1)分子间作用力跟分子间距离的关系如图所示。

(2)分子间作用力的特点

①r=r0时(r0的数量级为10-10 m),分子间作用力F=0,这个位置称为10平衡位置;

②r

③r>r0时,分子间作用力F表现为12引力。

知识点分子运动速率分布规律Ⅰ

1.气体分子运动的特点

(1)01很大,分子间的作用力很弱,通常认为,气体分子除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外,不受力而做匀速直线运动,气体充满它能达到的整个空间。

(2)气体分子的数密度仍然十分巨大,分子之间频繁地碰撞,每个分子的速度

大小和方向频繁地改变。分子的运动杂乱无章,在某一时刻,向着各个方向运动的分子数目几乎02相等。

2.分子运动速率分布图像

(1)分子做无规则运动,在任一温度下,气体分子的速率都呈“03中间多、两头少”的分布。

(2)温度一定时,某种分子的速率分布是04确定的;温度升高时,速率小的分子数05减少,速率大的分子数06增多,分子的平均速率增大,但不是每个分子的速率都增大。

3.气体压强的微观解释

(1)气体压强的产生原因:由于气体分子无规则的07热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。气体的压强在数值上等于器壁单位面积上受到的压力。

(2)气体压强的决定因素:气体的压强取决于气体分子与器壁的碰撞对器壁的作用力的大小和单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数。所以从微观角度来看,气体压强的大小跟两个因素有关:气体分子的08平均速率,气体分子的09数密度。

知识点分子动能和分子势能物体的内能Ⅰ

1.分子动能

(1)01分子热运动所具有的动能。

(2)02平均值。物体的03温度是它的分子热运动的平均动能的标志。

2.分子势能

(1)定义:由于分子间存在着相互作用力,且分子间的作用力所做的功与路径无关,所以分子组成的系统具有分子势能。

(2)分子势能的决定因素

微观上——04分子间距离;

宏观上——决定于物体的05体积。

3.物体的内能

(1)物体中所有分子的热运动06动能与07分子势能的总和,叫作物体的内能,内能是状态量。

(2)对于给定的物体,其内能大小与物体的08温度和09体积有关。

(3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。

(4)决定内能的因素

①微观上:分子动能、分子势能、分子个数。

②宏观上:温度、体积、物质的量(摩尔数)。

(5)改变物体的内能有两种方式

①做功:当只有做功使物体的内能发生改变时,外界对物体做了多少功,物体内能就增加多少;物体对外界做了多少功,物体内能就减少多少。

②传热:当只有传热使物体的内能发生改变时,物体吸收了多少热量,物体内能就增加多少;物体放出了多少热量,物体内能就减少多少。

一堵点疏通

1.只要知道气体的体积和阿伏加德罗常数,就可以算出分子的体积。() 2.扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,所以扩散现象和布朗运动也叫作热运动。()

3.相同质量和相同温度的氢气和氧气,氢气的内能大,氧气分子的平均动能大,氢气分子的平均速率大。()

4.在阳光照射下的教室里,眼睛直接看到的空气中尘埃的运动属于布朗运动。()

5.分子间作用力随分子间距离的变化而变化,当r>r0时,随着距离的增大,分子间作用力表现为引力且增大。()

6.气体的压强是由气体的自身重力产生的。()

7.分子动能与分子势能的总和叫作这个分子的内能。()

8.分子间作用力减小时,分子势能也一定减小。()

9.物体的机械能减小时,内能不一定减小。()

10.内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同。()

答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×7.×8.×9.√10.×

二对点激活

1.(人教版选择性必修第三册·P6·T3改编)(多选)以下关于布朗运动的说法错误的是()

A.布朗运动证明,组成固体小颗粒的分子在做无规则运动

B.一锅水中撒一点儿胡椒粉,加热时发现水中的胡椒粉在翻滚,这说明温度越高布朗运动越激烈

C.在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动,这说明煤油分子在做无规则运动

D.扩散现象和布朗运动都证明分子在做永不停息的无规则运动

答案AB

解析布朗运动反映了液体分子在做无规则运动,它是固体颗粒的运动,不属于分子运动,故A错误;水中胡椒粉的运动不是布朗运动,故B错误;根据分子动理论可知C、D正确。本题选说法错误的,故选A、B。

2.(多选)对内能的理解,下列说法正确的是()

A.物体的质量越大,内能越大

B.物体的温度越高,内能越大

C.同一个物体,内能的大小与物体的体积和温度有关

D.对物体做功,物体的内能可能减小

答案CD

解析物体的内能是物体内所有分子的热运动动能和分子势能的总和,与物体的温度、体积、分子总数(或物质的量)均有关,故A、B错误,C正确;做功和传热都能改

变物体的内能,对物体做功,若物体同时对外放热,则物体的内能可能减小,

D正确。

3. 如图所示,把一块洗净的玻璃板吊在橡皮筋的下端,使玻璃板水平地接触水面。如果你想使玻璃板离开水面,向上拉橡皮筋的力必须大于玻璃板的重量。请解释为什么。

答案因为玻璃板和水的分子间的分子引力大于斥力。

4.(人教版选择性必修第三册·P6·T1)把铜块中的铜分子看成球形,且它们紧密排列,试估算铜分子的直径。铜的密度为8.9×103kg/m3,铜的摩尔质量为6.4×10-2 kg/mol。

答案 2.84×10-10 m

解析铜的摩尔体积V=M

ρ

一个铜原子的体积V0=V

N A

又V0=πd3

6

联立得d=36M

ρπN A≈2.84×10

-10 m。

考点1微观量的估算

1. 分子模型

物质有固态、液态和气态三种状态,不同物态下应将分子看成不同的模型。

(1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图

所示。分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=36V

π(球体模型)或d

=3V0(立方体模型)。

(2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以计算的一般是每个分子所占据的平均空间大小。如图所示,将每个分子占据的空间视为棱

长为d的立方体,所以d=3V0。

2.微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m。

3.宏观量:物体体积V、摩尔体积V mol、物体的质量M、摩尔质量M mol、物体的密度ρ。

4.微观量与宏观量的关系

(1)分子的质量:m=M mol

N A

=ρV mol

N A

(2)分子的体积(或占据的空间):V0=V mol

N A

=M mol

ρN A

对固体和液体,V0表示分子的体积;对气体,V0表示分子占据的空间。

(3)物体所含的分子数:N=

V

V mol·N A=

M

ρV mol·N A,或N=

M

M mol·N A=

ρV

M mol·N A。

例1(2020·黑龙江哈尔滨三中二模改编)(多选)已知铜的摩尔质量为M (kg/mol),铜的密度为ρ(kg/m3), 阿伏加德罗常数为N A(mol-1)。下列判断正确的是()

A.1 kg铜所含的原子数为N A

B.1 m3铜所含的原子数为MN A ρ

C.1个铜原子的体积为

M

ρN A(m

3)

D.铜原子的直径为36M

πρN A(m)

(1)求铜原子的直径把铜原子看成什么模型?提示:球体模型。

(2)用题中已知量表示,1 kg铜的物质的量为多少?

提示:1

M(mol)。

尝试解答选CD。

1 kg铜的物质的量为1

M(mol),所含原子数为

1

M·N A,故A错误;1 m

3铜的质

量为1·ρ(kg),则1 m3铜所含原子数为1·ρ

M·N A,即ρ

M N A,故B错误;1个铜原子的

体积为M

ρN A(m 3),故C正确;设铜原子的直径为d,则有

πd3

6

=M

ρN A

,则d=

36M

πρN A

(m),故D正确。

微观量的求解方法

(1)分子的大小、分子体积、分子质量属微观量,直接测量它们的数值非常困难,可以借助较易测量的宏观量结合摩尔体积、摩尔质量等来估算这些微观量,其中阿伏加德罗常数是联系宏观量和微观量的桥梁和纽带。

(2)建立合适的物理模型,通常把固体、液体分子模拟为球形或立方体形,如例1中将铜原子看成球形;对于气体分子所占据的空间则可建立立方体模型。

[变式1-1]某气体的摩尔质量为M,摩尔体积为V,密度为ρ,每个分子的质量和体积分别为m和V0。则阿伏加徳罗常数N A可表示为____________或________。

答案M

m ρV m

解析摩尔质量M除以每个分子的质量m为N A,即N A=M

m

。气体摩尔体积

为V ,密度为ρ,则摩尔质量为M =ρV ,所以N A =M m =ρV

m 。气体摩尔体积除以阿伏加徳罗常数等于一个气体分子平均占据的空间体积,不等于气体分子体积,所以N A ≠V

V 0

[变式1-2] 某一体积为V 的密封容器,充入密度为ρ、摩尔质量为M 的理想气体,阿伏加德罗常数为N A ,则该容器中气体分子的总个数N =________。现将这部分气体压缩成液体,体积变为V 0,此时分子间的平均距离d =________。(将液体分子视为立方体模型)

答案 ρVN A M

3V 0M

ρVN A 解析 气体的质量为m =ρV

气体分子的总个数为N =nN A =m M N A =ρV

M N A ; 每个液体分子占据空间的体积为V 1=V 0N =V 0M

ρVN A

所以此时分子间的平均距离d =

3

V 1= 3V 0M ρVN A

考点 2 扩散现象、布朗运动与分子热运动

1.扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象。产生原因:分子永不停息地做无规则运动。

2.布朗运动

(1)研究对象:悬浮在液体或气体中的小颗粒。 (2)运动特点:无规则、永不停息。 (3)相关因素:颗粒大小、温度。

(4)物理意义:说明液体或气体分子永不停息地做无规则的热运动。 3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体

分子

微小固体颗粒

分子

区别分子的运动,发生在

固体、液体、气体任

何两种物质之间

比分子大得多的微粒

的运动,只能在液体、

气体中发生

分子的运动,不能通

过光学显微镜直接观

察到

共同点①都是无规则运动;②都随温度的升高而更加激烈

联系扩散现象、布朗运动都反映分子做无规则的热运动

例2(2020·山东泰安三模)布朗运动是1826年英国植物学家布朗用显微镜观察悬浮在水中的花粉时发现的。不只是花粉和小炭粒,对于液体中各种不同的悬浮微粒,例如胶体,都可以观察到布朗运动。对于布朗运动,下列说法正确的是()

A.布朗运动就是分子的运动

B.布朗运动说明分子间只存在斥力

C.温度越高,布朗运动越明显

D.悬浮在液体中的微粒越大,同一瞬间,撞击微粒的液体分子数越多,布朗运动越明显

(1)布朗运动是分子的运动吗?

提示:不是。

(2)颗粒越大,布朗运动越明显吗?

提示:不是。

尝试解答选C。

布朗运动是指悬浮于液体中的微粒所做的无规则运动,不是分子本身的运动,间接反映液体分子在永不停息地做无规则运动,A、B错误;液体温度越高,液体分子运动越激烈,对微粒的撞击也就越激烈,微粒的布朗运动就越明显,C正确;悬浮在液体中的微粒越小,同一瞬间,撞击微粒的液体分子数越少,液体分子对微粒的撞击造成的不平衡性就表现得越明显,布朗运动越明显,D错误。

几点易错提醒

(1)布朗运动不是热运动。

(2)布朗运动肉眼看不见。

(3)固体颗粒不是固体分子,是由大量分子组成的。

[变式2-1](2015·全国卷Ⅱ)(多选)关于扩散现象,下列说法正确的是() A.温度越高,扩散进行得越快

B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应

C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的

D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生

E.液体中的扩散现象是由液体的对流形成的

答案ACD

解析温度越高,分子的热运动越剧烈,扩散进行得越快,A、C正确;扩散现象是一种物理现象,不是化学反应,B错误;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D正确;液体中的扩散现象是由于液体分子的无规则运动而产生的,E错误。

[变式2-2](2020·北京市昌平区二模)某同学在显微镜下观察水中悬浮的花粉微粒的运动。他把小微粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上,如图所示。则该图反映了()

A.液体分子的运动轨迹

B.花粉微粒的运动轨迹

C.每隔一定时间花粉微粒的位置

D.每隔一定时间液体分子的位置

答案 C

解析显微镜能看见悬浮的花粉微粒,而花粉微粒不是液体分子,A、D错误;图中反映的是小微粒每隔一定时间的位置,而不是花粉微粒的运动轨迹,B

错误,C正确。

考点3分子力、分子势能与内能

1. 分子力与分子势能的比较

名称

项目

分子间的相互作用力F 分子势能E p 与分子间距的关系图线

随分子间距的变化情况

r

随距离的减小而增大,F

表现为斥力

r增大,斥力做正功,分

子势能减少

r减小,斥力做负功,分

子势能增加

r0

<10r0

随距离的增大先增大后减

小,F表现为引力

r增大,引力做负功,分

子势能增加

r减小,引力做正功,分

子势能减少

r=r0F=0分子势能最小,但不为零r≥10r0

(10-9m)

十分微弱,可以认为分子

间没有相互作用力

分子势能为零

注:两个邻近的分子间同时存在着引力和斥力,引力和斥力的大小都随分子间距离的增大而减小,但斥力比引力变化快。当r=r0时,F斥=F引;当rF引;当r>r0时,F斥

2.物体的内能与机械能的比较

名称

比较

内能机械能定义物体中所有分子热运动动能物体的动能、重力势能和弹

乙分子只在两分子间的作用力作用下,沿x轴方向靠近甲分子,两分子间的分子势能E p与两分子间距离x的变化关系如图所示。当乙分子运动到P点处时,乙分子所受的分子力________(填“为零”或“最大”),乙分子从P点向Q点运动的过程,乙分子的加速度大小________(填“减小”“不变”或“增大”),加速度方向沿x轴________(填“正”或“负”)方向。

(1)分子力做功与分子势能变化的关系是什么?

提示:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增大。

(2)分子势能最小时,分子力多大?

提示:分子力为0。

尝试解答为零__增大__正。

由图像可知,乙分子在P点(x=x2)时,分子势能最小,此时乙分子处于平衡位置,分子间作用力F=0;乙分子在Q点(x=x1)时,分子间距离小于平衡距离,分子间相互作用力表现为斥力,乙分子从P点向Q点运动的过程,分子间作用力增大,根据牛顿第二定律得乙分子的加速度大小增大,加速度方向沿x轴正方向。

判断分子势能变化的三种方法

方法一:根据分子力做功判断。分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加。

方法二:利用分子势能与分子间距离的关系图线判断。如图所示。

方法三:与弹簧类比。弹簧处于原长时(r=r0)弹性势能最小,在此基础上:r↑,E p↑;r↓,E p↑。

[变式3](2020·贵州省贵阳市高三下学期开学调研改编)(多选)关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是()

A.某种物体的温度为0 ℃,说明该物体中所有分子热运动的动能均为零

B.物体的温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,但内能不一定增大

C.当分子间的距离增大时,分子力表现为引力

D.两个铝块挤压后能紧连在一起,说明分子间有引力

答案BD

解析某种物体的温度为0 ℃,内能不为0,物体中分子热运动的平均动能不为零,故A错误;温度是分子热运动平均动能的标志,故物体的温度升高时,分子热运动的平均动能一定增大,内能的大小还与物质的多少、物体的体积有关,所以内能不一定增大,故B正确;分子力表现为斥力还是引力取决于分子间距离与平衡距离r0的关系,当分子间距小于r0时,分子间作用力表现为斥力,当分子间距大于r0时,分子间作用力表现为引力,故C错误;两个铝块相互挤压后,它们会紧连在一起,说明了分子间有引力,故D正确。

1.(2020·北京高考)分子力F随分子间距离r的变化如图所示。将两分子从相距r=r2处释放,仅考虑这两个分子间的作用,下列说法正确的是()

A.从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在减小

B.从r=r2到r=r1分子力的大小先减小后增大

C.从r=r2到r=r0分子势能先减小后增大

D.从r=r2到r=r1分子动能先增大后减小

答案 D

解析从r=r2到r=r0分子间引力、斥力都在增大,但斥力增大得更快,A 错误;由图可知,在r=r0时分子力为零,从r=r2到r=r1分子力的大小先增大后减小再增大,故B错误;由图可知,从r=r2到r=r0分子力一直表现为引力,一直做正功,则分子势能一直减小,故C错误;由图可知,从r=r2到r=r0,分

子力做正功,分子动能增大,从r=r0到r=r1,分子力表现为斥力,做负功,分子动能减小,故分子动能先增大后减小,故D正确。

2.(2019·江苏高考)(多选)在没有外界影响的情况下,密闭容器内的理想气体静置足够长时间后,该气体()

A.分子的无规则运动停息下来

B.每个分子的速度大小均相等

C.分子的平均动能保持不变

D.分子的密集程度保持不变

答案CD

解析分子的无规则运动则为分子的热运动,由分子动理论可知,分子热运动不可能停止,故A错误;密闭容器内的理想气体,温度不变,所以分子平均动能不变,但并不是每个分子的动能都相等,故B错误,C正确;由于没有外界影响且容器密闭,所以分子的密集程度不变,故D正确。

3.(2018·全国卷Ⅱ)(多选)对于实际的气体,下列说法正确的是()

A.气体的内能包括气体分子的重力势能

B.气体的内能包括分子之间相互作用的势能

C.气体的内能包括气体整体运动的动能

D.气体体积变化时,其内能可能不变

E.气体的内能包括气体分子热运动的动能

答案BDE

解析气体的内能等于所有分子热运动的动能和分子之间势能的总和,故A、C错误,B、E正确;根据热力学第一定律ΔU=W+Q知道,改变内能的方式有做功和热传递,所以体积发生变化对外做功W时,如果吸热Q=W,则内能不变,故D正确。

4.(2018·北京高考)关于分子动理论,下列说法正确的是()

A.气体扩散的快慢与温度无关

B.布朗运动是液体分子的无规则运动

C.分子间同时存在着引力和斥力

D.分子间的引力总是随分子间距增大而增大

答案 C

解析扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散得越快,故A错误;布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的热运动,固体小颗粒运动的无规则性是液体分子运动的无规则性的间接反映,故B错误;分子间斥力与引力是同时存在,而分子力是斥力与引力的合力,分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小;当分子间距小于平衡距离时,表现为斥力,即引力小于斥力,而分子间距大于平衡距离时,表现为引力,即斥力小于引力,但总是同时存在的,故C正确,D错误。

5.(2017·北京高考)以下关于热运动的说法正确的是()

A.水流速度越大,水分子的热运动越剧烈

B.水凝结成冰后,水分子的热运动停止

C.水的温度越高,水分子的热运动越剧烈

D.水的温度升高,每一个水分子的运动速率都会增大

答案 C

解析分子热运动的剧烈程度由温度决定,温度越高,热运动越剧烈,与物体的机械运动无关,A错误,C正确。水凝结成冰后,温度降低,水分子热运动的剧烈程度减小,但不会停止,B错误。水的温度升高,水分子运动的平均速率增大,但并不是每一个水分子的运动速率都增大,D错误。

6.(2020·全国卷Ⅰ) 分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示,r=r1时,F=0。分子间势能由r决定,规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O,另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,势能________(填“减小”“不变”或“增大”);在间距由r2减小到r1的过程中,势能________(填“减小”“不变”或“增大”);在间距等于r1处,势能________(填“大于”“等于”或“小于”)零。

答案减小减小小于

解析另一分子从距O点很远处向O点运动,在两分子间距减小到r2的过程中,分子间作用力表现为引力,故分子间作用力做正功,分子间势能减小;在两分子间距由r2减小到r1的过程中,分子间作用力仍然表现为引力,故分子间作用力做正功,分子间势能减小;在间距减小

到等于r1之前,分子间势能一直减小,由于规定两分子相距无穷远时分子间势能为零,则在间距等于r1处,分子间势能小于零。

7.(2018·江苏高考节选)一定量的氧气贮存在密封容器中,在T1和T2温度下其分子速率分布的情况见下表。则T1________(选填“大于”“小于”或“等于”)T2。若约10%的氧气从容器中泄漏,泄漏前后容器内温度均为T1,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比________(选填“大于”“小于”或“等于”)18.6%。

速率区间(m·s-1)各速率区间的分子数占总分子数的百分比/% 温度T1温度T2

100以下0.7 1.4 100~200 5.48.1 200~30011.917.0 300~40017.421.4 400~50018.620.4 500~60016.715.1 600~70012.99.2 700~8007.9 4.5

800~900 4.6 2.0 900以上

3.9

0.9

答案 大于 等于

解析 分子速率分布与温度有关,温度升高,分子的平均速率增大,速率大的分子数所占比例增加,速率小的分子数所占比例减小,所以T 1大于T 2;泄漏前后容器内温度不变,则在泄漏后的容器中,速率处于400~500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变,仍为18.6%。

8.(2017·江苏高考)科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示,某种蛋白的摩尔质量为66 kg/mol ,其分子可视为半径为3×10-9 m 的球,已知阿伏加德罗常数为6.0×1023 mol -1。请估算该蛋白的密度。(计算结果保留一位有效数字)

答案 1×103 kg/m 3 解析 摩尔体积V =4

3πr 3N A 由密度ρ=M V ,解得ρ=3M

4πr 3N A

代入数据得ρ≈1×103 kg/m 3。

时间:40分钟

满分:100分

一、选择题(本题共11小题,每小题7分,共77分。其中1~3题为单选,4~11题为多选)

1. (2020·江苏省盐城市三模)如图所示,是家庭生活中用壶烧水的情景。下列关于壶内分子运动和热现象的说法正确的是( )

惠来县第八中学九年级物理上册 第一章 分子动理论与内能 1 分子动理论教案 教科版

1.分子动理论 教学目标 知识要点课标要求 1.物体是由大量分子组成的能简单地说明物体是由分子、原子组成的;知道分子的直径大小 2.分子在永不停息地做无规则运动知道一切物质的分子都在不停地做无规则运动;能够识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释常见现象 3.分子之间存在着相互作用力知道分子之间存在着相互作用的引力和斥力 教学过程 情境导入 神奇的“软蛋” 星期天,小明来到爷爷家过周末,发现爷爷家的食品柜里有一瓶醋泡蛋,蛋壳已经泡没了,只剩一层蛋膜包着鸡蛋,爷爷说这是一种保健食品。调皮的小明趁爷爷不注意,将“软蛋”冲洗干净后放在了清水中,奇怪!“软蛋”竟一点点地长“胖”了。这其中的奥妙,你能解释吗? 合作探究 探究点一:物体是由大量分子组成的 提出问题:出示玻璃杯,想一想如果把此杯子打碎,碎片是否还是玻璃?如果经过多次分割,颗粒会越来越小,如果不停地分下去,有没有一个限度? 交流讨论:小组之间交流讨论物质的变化情况以及将物质无限度地分下去时出现的情景。 归纳总结: (1)保持物质化学性质不变的最小微粒叫作分子或者原子。 (2)常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子组成的。 (3)分子的大小用分子的直径来度量,通常用10-10m为单位来度量分子的大小。 探究点二:分子在永不停息地做无规则运动 活动1 演示实验1:教师打开盛有香水的香水瓶,让附近的学生闻一下。 提出问题:能不能闻到香味?为什么? 演示实验2:我们将一个空瓶子,倒扣在一个装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面,抽掉盖在二氧化氮瓶上的玻璃板。

观察并思考:上面空瓶有红色现象说明了什么?将空瓶与装着红棕色二氧化氮气体的瓶子颠倒放置,重做这个实验能否得出相同的结论? 学生回答:上面空瓶有红色,说明二氧化氮气体分子运动到了上面空瓶中,分子是运动的。这个实验是一种扩散现象。颠倒放置时不能得出相同的结论,因为二氧化氮密度比空气大,在重力作用下会向下运动,无法证明分子是运动的。 归纳总结:不同的物质在相互接触时,彼此进入对方的现象,叫作扩散。 交流讨论:在我们日常生活中,扩散现象很常见,小组之间交流讨论一下,能否举出几个例子? 活动2 提出问题:气体可以发生扩散,那么液体和固体是否可以发生扩散呢? 演示实验:向一个盛有水的烧杯中,用滴管滴入两滴红墨水。 观察并思考:观察到什么现象?说明了什么问题? 学生回答:整杯水都变成红色,说明液体之间也可以发生扩散现象。 知识拓宽:结合演示实验,阐述课本P3的图1-1-7中现象说明的问题。实验中如果将水注入硫酸铜溶液的下方,是否能够影响实验效果? 活动3 提出问题:固体分子之间能否发生类似的现象,请同学们交流、讨论并举例说明。 归纳总结: (1)说明了气体、液体、固体在相互接触时,都能彼此进入到对方内部,这种现象叫扩散现象。 (2)扩散现象说明了分子时刻不停地做无规则运动,分子之间存在间隙。 典例剖析:东亚文化之都——泉州,风景秀丽。如图所示的情景,能说明分子无规则运动的是( )

物理《内能》教学设计【5篇】

物理《内能》教学设计【优秀5篇】 内能的教案篇一 教学目标 1.知识与技能 ●了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系. ●知道热传递过程中,物体吸收(放出)热量,温度升高(降低),内能改变.●了解热量的概念,热量的单位是焦耳. ●知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例. 2.过程与方法 ●通过探究找到改变物体内能的多种方法. ●通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少. ●通过学生查找资料,了解地球的“温室效应”. 3.情感态度与价值观 ●通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣. ●通过演示实验,培养学生的观察能力,并使学生通过实验理解做功与内 能变化的关系. ●鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力. 教学重点与难点 重点:探究改变物体内能的多种方法. 难点:内能与温度有关.

教学课时:1时 教学过程: 引入新课 分子动理论告诉我们,分子永不停息地无规则运动着。那么公司也同一切运动物体具有动能一样,也具有动能。分子动理论还告诉我们:分子之间有相互作用力。这又使分子具有势能。 新课教学 (1)物体的内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。物体内部的每一个分子都在运动,都受分子作用力,但每单个分子的动能和势能,不是物体的内能。内能是指物体所有分子无规则运动的动能和势能的总和。内能也不同于机械能。物体的动能跟物体的速度有关,物体的重力势能跟物体被举起的高度有关。一个钢球是否运动,是否被举高,这只能影响钢球的机械能,并不是能改变钢球内分子无规则运动的动能和势能。那么物体的内能跟什么有关呢? (2)内能的变化:物体内能既然是物体内部所有分子无规则运动的动能和势能的总和,那么当分子运动加剧时,物体的内能也就增大。上节课我们曾进过:物体的温度升高,其内部分子的无规则运动加剧。科学的论断,必须要有证据,在物理学中,通常是用实验来证实论断的。今天我们同样用实验来证实上面的论断。 实验演示:取三只烧杯,分别倒入冷水、温水和热水,然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁,观察比较三只杯内墨扩散的快慢。

高考物理一轮复习 第十三章 热学 第1讲 分子动理论 内能 用油膜法估测分子的大小教学案(含解析)

第1讲分子动理论内能用油膜法 估测分子的大小 ➢教材知识梳理 一、分子动理论 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子直径大小的数量级为________ m. (2)一般分子质量的数量级为________ kg. (3)阿伏伽德罗常数N A:1 mol的任何物质所含的分子数,N A=________mol-1. 2.分子永不停息地做无规则热运动 (1)扩散现象:相互接触的物体的分子或原子彼此进入对方的现象.温度越________,扩散越快. (2)布朗运动:在显微镜下看到的悬浮在液体中的颗粒的永不停息的无规则运动.布朗运动反映了________的无规则运动,颗粒越________,运动越明显;温度越________,运动越激烈. 3.分子力 (1)分子间同时存在着________和________,实际表现的分子力是它们的________. (2)引力和斥力都随着距离的增大而________,但分子间距离变化相等时斥力比引力变化得________. (3)分子间的作用力随分子间距离r变化的关系如图13­32­1所示:当r<r0时,表现为________;当r=r0时,分子力为________;当r>r0时,表现为________;当r>10r0时,分子力变得十分微弱,可忽略不计. 13­32­1 二、物体的内能 1.分子的平均动能:物体内所有分子动能的平均值.________是分子平均动能的标志,物体温度升高,表明分子热运动的________增大. 2.分子势能:与分子________有关.分子势能的大小随分子间距离的变化曲线如图

13­32­2所示(规定分子间距离无穷远时分子势能为零). 13­32­2 3.物体的内能:物体中所有分子的热运动________与________的总和.物体的内能跟物体的________、________及物体的________都有关系. 三、用油膜法估测分子的大小 将油酸滴在水面上,让油酸尽可能散开,可认为油酸在水面上形成________油膜,如果把分子看作________,单层分子油膜的厚度就可以看作油酸分子的直径,如图13­32­3所示,测出油酸的体积V和油膜的面积S,就可以算出分子的直径d=________. 图13­32­3 一、1.(1)10-10(2)10-26(3)6.02×1023 2.(1)高(2)液体分子小高 3.(1)引力斥力合力(2)减小快(3)斥力零引力 二、1.温度平均动能 2.间距 3.动能分子势能温度体积摩尔数(或分子数) 三、单层分子球形V S 【思维辨析】 (1)布朗运动是液体分子的无规则运动.( ) (2)温度越高,布朗运动越剧烈.( ) (3)分子间的引力和斥力都随分子间距的增大而增大.( ) (4)-33 ℃=240 K.( ) (5)分子动能指的是由于分子定向移动具有的能.( ) (6)当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的增大而增大.( ) (7)内能相同的物体,它们的分子平均动能一定相同.( ) 答案:(1)(×)(2)(√)(3)(×)(4)(√) (5)(×)(6)(√)(7)(×)【思维拓展】 分子的体积如何表示?

九年级物理上-第一章--分子动理论与内能教案

一. 教学内容: 第一章分子动理论与内能 2. 内能和热量(2) 3. 比热容 二. 重点、难点: 1. 知道改变物体内能的方法 2. 知道燃料热值及相关计算 3. 理解比热容概念、物理意义及有关的因素 4. 能用比热容来解释生活中的一些现象,进行热量的计算 三. 具体内容: (一)物体内能的改变 1. 两个温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低。这个过程,叫做热传递。 在热传递过程中,低温物体温度升高,内能增加;高温物体温度降低,内能减少。 在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量。单位是焦耳,符号J。 物体吸热,内能增加;物体放热,内能减少。 物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。 特别说明:热量是过程量,只能说“吸收”或“放出”,不能说“具有”、“含有”或“××的”。就是说热量的大小与物体内能的多少,物体温度的高低没有关系。 2. 除了热传递外,做功也可以改变物体内能。 冬天搓手可使双手变得暖和,是因为做功,使手的内能增加,温度升高。

对物体做功,使物体内能增加。 物体对外做功,本身的内能会减少。 例如:暖瓶塞被顶起后,瓶口出现白雾是因为:水蒸气顶起瓶塞做功,内能减少,发生液化现象,形成白雾。 总结一下: (二)燃烧的热值 1. 燃料燃烧时能的转化 燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能,也就是常说的释放能量。 2. 定义 1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。 热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引入的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。燃料的热值是燃料本身的一种燃烧特性,不同燃料的热值一般是不同的,同种燃料的热值是一定的,它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。 3. 在学习热值的概念时,应注意以下几点: (1)“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。 (2)强调所取燃料的质量为“1kg”,要比较不同燃料燃烧本领的不同,就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。 (3)“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。 热值的单位J/kg,读作焦每千克。还要注意,气体燃料有时使用J/m3 4. 热值的物理意义 表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。同种燃料热值相同,不同燃料的热值不同。

教科版九年级上册物理第1章《分子动理论与内能》教案

第一章分子动理论与内能 第一节分子动理论 【学习目标】 1.知道物质是由分子、原子组成的,知道一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 2.能够识别扩散现象,并能用分子动理论的观点进行解释。 3.知道分子之间存在相互作用力,能利用分子之间的相互作用力解释固、液、气三态之间的关系。 一、情景导入生成问题 二、自学互研生成能力 知识板块一物体是由大量分子组成的 的内容,独立思考并完成: 自主阅读教材P2 ~3 1.物质是由大量的分子组成的,它能保持物质原来的性质。 2.分子非常小,如果把分子看成小球,那么,一般分子的直径大约只有10-10m,分子肉眼不能(选填“能”或“不能”)看见。雪花、柳絮、灰尘不是(选填“是”或“不是”)单个的分子。 知识板块二分子在永不停息地做无规则运动 自主阅读教材P3 的内容,独立思考并完成: ~4 3.什么是扩散现象? 答:由于分子的运动,某种物质进入另一种物质的现象。 4.请你举出两个扩散现象的实例。 答:①八月桂花遍地香;②墙角堆煤,墙内变黑。 知识板块三分子之间存在着相互作用力 的内容,独立思考并完成: 自主阅读教材P4 ~5 5.将两个铅柱的底面削平,削干净,然后紧紧地压在一起就结合起来了,下面吊一重物都不能把它们分开,这是为什么? 答:因为分子间有引力。 6.为什么固体和液体不容易被压缩? 答:因为分子间有斥力。 对照学习目标思考: 1.今天我学到了些什么知识?

2.我掌握了哪些研究方法? 3.我还存在的疑惑是什么? 1.对学 分享独学1~6题:①对子之间检查独学成果,用红笔互相给出评定等级。②对子间针对独学的内容相互解疑,并标注对子间不能解疑的内容。 2.群学 研讨:①小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题,并解疑。②针对展示的方案内容进行小组内的交流讨论,共同解决组内疑难。 三、交流展示生成新知 方案把一块表面很干净的玻璃板水平地挂在弹簧测力计下,手持弹簧测力计上端,读出测力计示数。将玻璃板放到恰好与水槽内水面相接触,并慢慢向上提起弹簧测力计,弹簧测力计示数有什么变化?请你试着解释产生这个现象的原因是什么? 四、当堂演练达成目标 见学生用书 五、课后反思查漏补缺 第二节内能和热量 第一课时内能 【学习目标】 1.了解物体的温度与热运动的关系。 2.知道内能的概念和影响物体内能的因素。 3.知道改变物体内能的方式。 一、情景导入生成问题 观察上面插图思考:冬天手冷时为什么搓手能取暖?为什么从滑梯上滑下时臀部有灼热感?钻木为什么可以取火? 认真学习本节内容,我们自然可以找到答案。 二、自学互研生成能力 知识板块一温度与热运动 自主阅读教材P7的内容,独立思考并完成: 1.把两滴墨水同时滴入10℃的冷水和50℃的热水中,出现的现象如图所示,根据实验现象可

热学第一讲分子动理论内能

第一讲分子动理论内能 一、分子动理论 1.物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径(视为球模型):数量级为10-10 m; ②分子的质量:数量级为10-26 kg. (2)阿伏加德罗常数 ①1 mol的任何物质都含有相同的粒子数.通常可取N A=6.02×1023 mol-1; ②阿伏加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 (1)扩散现象 ①定义:不同物质能够彼此进入对方的现象; ②实质:扩散现象并不是外界作用引起的,也不是化学反应的结果,而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象,温度越高,扩散现象越明显. (2)布朗运动 ①定义:悬浮在液体中的小颗粒的永不停息地无规则运动; ②实质:布朗运动反映了液体分子的无规则运动; ③特点:颗粒越小,运动越明显;温度越高,运动越剧烈. (3)热运动 ①分子永不停息地做无规则运动叫做热运动; ②特点:分子的无规则运动和温度有关,温度越高,分子运动越激烈. 3.分子间同时存在引力和斥力 (1)物质分子间存在空隙,分子间的引力和斥力是同时存在的,实际表现出的分子力是引力和斥力的合力; (2)分子力随分子间距离变化的关系:分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但斥力比引力变化得快;

图1 (3)分子力与分子间距离的关系图线 由分子间的作用力与分子间距离关系图线(如图1所示)可知: ①当r=r0时,F引=F斥,分子力为零; ②当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为引力; ③当r<r0时,F引<F斥,分子力表现为斥力; ④当分子间距离大于10r0(约为10-9 m)时,分子力很弱,可以忽略不计. [深度思考]当两个分子之间的距离大于r0时,分子间只有引力,当小于r0时,分子间只有斥力,这种说法是否正确? 二、温度和内能 1.温度 一切达到热平衡的系统都具有相同的温度. 2.两种温标 摄氏温标和热力学温标.关系:T=t+273.15 K. 3.分子的动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能; (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动动能的平均值,温度是分子热运动的平均动能的标志; (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和. 4.分子的势能 (1)意义:由于分子间存在着引力和斥力,所以分子具有由它们的相对位置决定的能. (2)分子势能的决定因素 ①微观上:决定于分子间距离和分子排列情况; ②宏观上:决定于体积和状态. 5.物体的内能 (1)概念理解:物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,是状态量;

分子动理论教案分子动理论和理想气体的内能计算

分子动理论教案分子动理论和理想气体的内 能计算 分子动理论教案 一、引言 在物理学中,分子动理论是一种解释物质微观结构和热力学性质的理论。它认为物质由不断运动的微观粒子(分子或原子)组成,并通过它们的运动转化为宏观的热力学性质。分子动理论的应用范围广泛,其中理想气体的内能计算是其中一个主要的研究方向。 二、分子动理论简介 分子动理论是基于统计力学和热力学的理论。它假设气体由大量的微小粒子组成,这些粒子之间相互碰撞,从而导致气体的压力、体积和温度等宏观性质。根据分子动理论,气体的内能主要由其分子的运动以及分子内部的能量转化所决定。 三、理想气体的内能计算方法 在分子动理论中,理想气体被定义为具有以下几个特点的气体: 1. 分子之间无相互作用力。 2. 分子体积可以忽略不计。 3. 分子之间碰撞完全弹性,能量损失可以忽略不计。 对于理想气体,其内能可以通过以下两个方面进行计算:

1. 转动动能的计算: 气体分子的转动动能可以通过统计力学中的配分函数计算得到。对于理想气体,转动配分函数可以简化为只考虑转动能级的简并度。 通过计算转动能级的简并度以及转动常数,可以得到气体分子的平均 转动动能。 2. 振动动能的计算: 气体分子的振动动能可以通过振动配分函数进行计算。对于理 想气体,振动配分函数可以简化为只考虑振动能级的简并度。通过计 算振动能级的简并度以及振动频率,可以得到气体分子的平均振动动能。 将转动动能和振动动能相加,即可得到理想气体的总内能。 四、应用举例 以二氧化碳(CO2)为例,我们可以计算它的内能。 1. 转动动能的计算: CO2分子是线性分子,其转动能级的简并度为2。根据转动能 级的简并度和转动常数,可以计算出CO2分子的平均转动动能。 2. 振动动能的计算: CO2分子的振动能级的简并度可以根据分子的振动模式和对称 性进行计算。通过计算振动能级的简并度以及振动频率,可以得到 CO2分子的平均振动动能。

第1讲 分子动理论 内能教案

第一讲分子动理论内能 适用学科高中物理适用年级高三 适用区域全国人教版课时时长(分钟)120 知识点 1.扩散现象 2.布朗运动 3.热运动 4.分子间的作用力 5.分子动理论 6.分子间的作用力与分子距离的关系 7.分子动能 8.分子势能 9.物体的内能 教学目标一、知识与技能 1.了解扩散现象是由分子的热运动产生的. 2.知道什么是布朗运动,通过实验和分析、逻辑推理的过程,使学生理解布朗运动的 成因.培养学生勤于观察、勇于探究、善于思考的良好学习习惯. 3.知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素. 4.知道分子间存在空隙;且同时存在着引力和斥力,实际表现出来的分子力是引力和 斥力的合力。 5.了解分子力为零时,分子间距离r0的数量级。 6.知道分子间的距离r<r0时,实际表现的分子力为斥力,这个斥力随r的减小而迅 速增大。 7.知道分子间的距离r>r0时,实际表现的分子力为引力,这个引力随r的增大而减 小。 8.了解r增大到什么数量级时,分子引力已很微弱,可忽略不计。 9.知道分子热运动的动能跟温度有关,知道温度是分子热运动平均动能的标志. 10.知道什么是分子势能;知道改变分子间的距离必须涉及分子力做功,因而分子势 能发生变化;知道分子势能跟物体体积有关. 11.知道什么是内能,知道物体的内能跟温度和体积有关. 二、过程与方法 1.通过扩散现象和布朗运动,让学生认识分子的无规则运动,掌握分子热运动的概念. 2.通过实验探究从而认识分子动理论的基本观点. 3.建立:分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理 概念

4.知道三个物理规律:温度与分子平均动能关系,分子势能与分子间距离关系, 做功与热传递在改变物体内能上的关系。 三、情感、态度与价值观 1.注重理论联系实际,勤观察、多思考,养成良好的学习习惯。 2.物理离不开生活,能用分子力解释日常生活中一些常见的现象。培养学生物理 就在身边的发现精神。 3.在分子平均动能与温度关系的讲授中,渗透统计的方法。在分子间势能与分子 间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。教学中着重培养 学生对物理概念和规律的理解能力。 教学重点 1.了解扩散现象和布朗运动. 2.理解布朗运动的成因和分子热运动. 3.分子间的作用力和分子间作用力的变化. 4.分子的平均动能与温度的关系. 5.分子势能的概念. 7.内能的概念及物体的内能与哪些因素有关. 教学难点 1.布朗运动和分子热运动的区别. 2.用分子动理论解释有关现象。 3.分子势能与分子力做功、分子间距离的关系. 教学过程 一、复习预习 提出问题:飞机从地面起飞,随后在高空做高速航行,有人说:“在这段时间内,飞机中乘 客的势能、动能都增大了,他们身上所有分子的动能和势能也都增大了,因此乘客的内能也 增大了”.这种说法对吗?为什么? 二、知识讲解 课程引入:我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应 的能量变化。另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热 运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢?这是今天学习的问题。

教科版九年级物理上册第1章第1节分子动理论教案 (1)

《分子动理论》教学设计 一、教学目标 1、知识与技能 (1)知道物体是由大量分子组成的。 (2)知道分子都在不停地做无规则运动。 (3)知道分子间存在相互作用的引力和斥力。 2、过程与方法 (1)经历对扩散现象的探究、讨论,并借助生活经验,知道分子在永不停息地做无规则的运动。 (2)通过演示,了解分子之间既存在引力又存在斥力。 (3)用分子动力论观点解释某些生活、生产及大自然中的现象。 3、情感、态度与价值观 (1)通过演示实验,激发学生探究物质组成奥秘的兴趣。 (2)通过探究的过程,培养科学思维能力及表达能力,渗透科学方法的教育。 二、教材分析 《分子动理论》是九年级物理第一章第一节,本章的重点是内能,本节是这一章的基础,旨在揭示人类认识物质结构的过程。教材从宏观扩散现象出发,通过观察实验认识分子动理论的观点,通过推理去探索微观世界。依次介绍了分子动理论的三个内容。为学生探究温度和内能的关系打下伏笔,为从分子结构观点理解物体内能的本质奠定基础。 三、学情分析 学情分析: 九年级的学生对初中物理知识已有一定的了解,好奇心强,但缺乏小组合作意识,已经具备一定的实验操作能力和推理能力,对物理实验很感兴趣,本课力求通过多设置实验,激发学生的学习兴趣,初步感受科学探究的方法和过程。 四、重点与难点 重点:知道分子都在不停地做无规则运动。 难点:会用分子动理论解释某些相关现象。 五、教学过程 新课导入 通过两种无色液体混合变色导入新课,引发学生的学习兴趣,也为后面的演示实验打下基础。

新课讲授 (一)物质是由大量分子组成的 学生动手实验: 通过撕纸游戏,鼓励学生大胆的发表见解,引导学生提出与分子有关的问题,从而过渡到新课内容的讲授。 通过一滴水中含有的分子数,可供十亿人日夜不停来数这些水分子,每人每分钟数100个,需要大约3万年才能数完。说明组成物质的分子数目多、分子体积小。 (二)分子在做无规则运动 通过向教室前喷香水,教室后面的学生过一会儿也能闻到香味,说明分子在运动。 学生实验:把品红倒入冷水、热水中,学生观察扩散现象,从宏观上认识到分子在做无规则运动,且分子无规则运动的剧烈程度与温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈。 演示实验:把酚酞溶液滴在纸上,把纸放在没有盖盖子的浓氨水瓶子上,纸变成红色,说明分子在做无规则运动。 (三)分子间存在间隙 学生观察水分子图片,引导学生说出分子之间没有紧密相连,而是存在间隙的。 演示实验:把50ml水和50ml酒精混合在一块,观察它们的总体积变小,从而证明分子之间存在间隙。 (四)分子之间存在着相互作用力 学生实验:将注射器吸进少量空气,用橡皮帽堵住出口,把活塞外拉,学生感到越向外拉越费力。松开手,活塞又回到原位置。说明分子间存在引力。 学生实验:将注射器吸进大量空气,用橡皮帽堵住出口,把活塞里推,学生感到越向里推越费力。松开手,活塞又回到原位置。说明分子间存在斥力。 讨论:为什么固体、液体很难被压缩和拉伸呢? 固体和液体分子间存在着相互作用的引力和斥力比气体间相互作用的引力和斥力大。 总结:分子之间存在着相互作用的引力和斥力,且引力和斥力是同时存在的。 六、本课小结 1、物质是由大量分子组成的; 2、分子都在不停地做无规则运动; 3、分子间存在着引力和斥力。 七、板书设计

教科版九年级物理《第1章分子动理论与内能》教案

九年级物理(教科版)上册 教 学 设 计 第一章分子动理论与内能

目录 1 分子动理论 (1) 第一课时 (1) 第二课时 (4) 2 内能和热量 (6) 第一课时 (6) 第二课时 (10) 3 比热容 (12) 第一课时 (12) 第二课时 (14) 第三课时 (16)

第一章分子动理论与内能 1 分子动理论 第一课时 教学目标 1.明白物质是由分子组成,知道分子特点。 2.掌握扩散现象的实质,哪些现象属于分子扩散现象。 教学重难点 扩散现象的实质及影响扩散快慢的因素既是重点又是难点。 教学过程 由课本P2引言引出本节新课。 一、物体是由大量分子组成的 1.概念:能够保持物质原来性质不变的最小微粒,我们称它为分子。分子直径极小,通常用10-10m来量度。 2.分子的特点:体积小、质量小、数量多 3.剖析说明: (1)分子用肉眼是看不到的; (2)分子还可以再分,但再分就不能保持物质原来的性质; (3)物质原来性质是指化学性质; (4)一切物质都是由分子组成的。 例:下列关于物质组成的说法中正确的是() A.原子是保持物质化学性质不变的最小微粒 B.水和冰是由同种分子组成的 C.干冰和冰是由同种分子组成的 D.铜块和铜球是由不同分子组成的 二、分子在永不停息地做无规则运动 1.由不同物质三态时的扩散现象引出: 由于分子运动,某种物质逐渐进入到另一种物质中的现象,叫做扩散。 的有效例证,也是分子做无规则运 动的一种宏观表现。

2.剖析说明 (1)扩散现象发生的条件:两种不同的物质必须互相接触。如果两种物质相同或不互相接触都不能发生扩散现象或发生的不是扩散现象,如热水和冷水属于布朗运动。 (2)扩散现象并不是某种物质的分子单向进入另一种物质,而是彼此同时进入对方的现象。 (3)扩散现象可以发生在不同物质的不同状态之间,即在气体和液体、气体和固体、液体和固体之间都可以发生扩散现象,如蒸发、糖的溶解。 (4)扩散现象说明了: ①分子在永不停息地做无规则运动; ②分子之间有间隙; ③分子具有动能。 (5)影响扩散快慢的因素: ①物体的状态,在相同条件下,气体扩散最快,固体扩散最缓慢; ②温度,在相同条件下,温度越高,扩散越快。 注:判断某些现象是否为扩散现象时,关键看这些现象是自发形成的,还是在重力、风力等外力作用下形成的,前者是扩散现象,后者属于机械运动。 例1:在栀了花开的时候,校园里都能闻到栀子花的清香,这是一种扩散现象,以下分析错误的是() A.扩散现象只发生在气体、液体之间 B.扩散现象说明分子在不停地做无规则运动 C.温度越高时,扩散现象越剧烈 D.扩散现象说明分子间存在着间隙。 例2:花香扑鼻尘土飞扬

九年级物理上册 第一章 第1节 分子动理论教案 教科版

第1节分子动理论 ┃教学过程设计┃

——甜味,就再往下分,假设分到某种程度而取一粒再分时就失去了糖的本质,那么这个最小的颗粒就是糖分子。 这个问题,早在2000多年前人类就已经提出,从古到今,人们一直在探索研究物体组成的奥秘。请同学们自学教材“物质是由大量分子组成的”这一部分,并交流讨论。 二、进行新课。 (一)物质是由大量分子组成的。 问题:1.物质是由大量的________组成的,它能够保持物质原来的性质。(分子) 2.分子非常小,如果把分子看成小球,它的直径用________m来度量。(10-10) 为了进一步让学生认识组成物质的分子的数目是“大量的”,也就是感知分子是非常小的,除了阅读讨论教材第3页中“草叶上的一颗小露珠,就有1021个水分子”以外,还可以提供以下事例材料: 物质是由分子组成的,分子是极小的微粒。如果把分子看做球形,它的直径约10-10m。这是一个极小的长度,不仅肉眼看不到,即使用现代的显微镜也看不清分子。由于分子极小,所以物体含分子数目大得惊人。通常情况下,1cm3空气里大约有2.7×1019个分子,如果人数数的速度能达到每秒数100亿个,要数完这个数,也得用80多年。 (二)分子在永不停息地做无规则运动。 1.趣味演示:教师用毛笔蘸酒精在黑板上书写问题:“我现在用什么写字?” 生:酒精。 师:你们是根据什么来判断的? 生:闻到酒精的气味。 等黑板上的字迹消失以后,教师再提问。 师:请看,写在黑板上的字迹慢慢消失了,用来写字的酒精到哪里去了? 生:被蒸发到空气中去了。 小结:酒精是由酒精分子构成的,本实验表明酒精分子在不停息地做无规则的运动。 2.演示:气体扩散实验。 操作:如图1-1-1所示,上、下两个广口瓶分别装有空气和二氧化氮气体,中间用玻璃板隔开,抽去玻璃板。

高中物理 第一章 分子动理论 第一讲 物体是由大量分子组成的教案3物理教案

第一讲 物体是由大量分子组成的 [目标定位] 1.知道物体是由大量分子组成的.2.知道分子的简化模型,即球形模型或立方体模型,知道分子直径的数量级.3.知道阿伏加德罗常数是联系宏观世界和微观世界的桥梁,记住它的物理意义、数值和单位,会用这个常数进行有关的计算和估算. 一、分子的大小 1.分子:物体是由大量分子组成的,分子是构成物质并保持物质化学性质的最小微粒. 2.除了一些有机物质的大分子外,多数分子尺寸的数量级为10-10 m. 二、阿伏加德罗常数 1.定义:1mol 物质所含有的粒子数为阿伏加德罗常数,用符号N A 表示. 2.数值:阿伏加德罗常数通常取N A =6.02×1023 mol -1 ,粗略计算中可取N A =6.0×1023 mol -1 . 3.意义:阿伏加德罗常数是一个重要的常数,它是联系微观量和宏观量的桥梁,阿伏加德罗常数把物体的体积V 、摩尔体积V m 、物质的质量m 、摩尔质量M 、物质的密度ρ等宏观物理量和分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0等微观物理量都联系起来了. 一、分子的两种模型 1.球体模型 对固体和液体,分子间距比较小,可以认为分子是一个一个紧挨着的球. 设分子的体积为V ,由V =43π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 23 ,可得分子直径d =36V π. 2.立方体模型 图1 由于气体分子间距比较大,是分子直径的10倍以上,此时常把分子占据的空间视为立方体,认为分子处于立方体的中心(如图1所示),从而计算出气体分子间的平均距离为a =3 V . 例1 现在已经有能放大数亿倍的非光学显微镜(如电子显微镜、场离子显微镜等),使得人们观察某些物质内的分子排列成为可能.如图2所示是放大倍数为3×107 倍的电子显微镜拍摄的二硫化铁晶体的照片.据图可以粗略地测出二硫化铁分子体积的数量级为m 3 ,(照片下方是用最小刻度为毫米的刻度尺测量的照片情况) 图2 答案 10 -29 解析 由题图可知,将每个二硫化铁分子看做一个立方体,四个小立方体并排边长之和为4d ′=4cm ,所以平均每个小立方体的边长d ′=1cm.又因为题图是将实际大小放大了3×10 7

2020版高考物理一轮复习第1讲分子动理论内能教案新人教版选修3_3

第1讲分子动理论内能 考点1 微观量的估算 1.分子的两种模型 (1)球体模型直径d=36V π .(常用于固体和液体) (2)立方体模型边长d=3 V0.(常用于气体) 对于气体分子,d=3 V0的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平 均距离. 2.与阿伏加德罗常数有关的宏观量和微观量的计算方法 (1)宏观物理量:物体的质量m,体积V,密度ρ,摩尔质量M mol,摩尔体积V mol. (2)微观物理量:分子的质量m0,分子的体积V0,分子直径d. (3)宏观量、微观量以及它们之间的关系.

1.(多选)钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料,设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3 ),摩尔质量为M (单位为g/mol),阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉=0.2克,则( ACE ) A .a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN A M B .a 克拉钻石所含有的分子数为 aN A M C .每个钻石分子直径的表达式为36M ×10-3 N A ρπ(单位为m) D .每个钻石分子直径的表达式为6M N A ρπ (单位为m) E .每个钻石分子的质量为M N A 解析:a 克拉钻石的摩尔数为 0.2a M ,则所含分子数为0.2a M N A ,A 正确,B 错误;每个钻石 分子的体积为M ×10-3ρN A =16πd 3 ,则其直径为36M ×10-3 N A ρπ(m),C 正确,D 错误;每个钻石分子 质量为M N A ,E 正确. 2.很多轿车为了改善夜间行驶时的照明问题,在车灯的设计上选择了氙气灯,因为氙气灯灯光的亮度是普通灯灯光亮度的3倍,但是耗电量仅是普通灯的一半,氙气灯使用寿命则是普通灯的5倍,很多车主会选择含有氙气灯的汽车.若氙气充入灯头后的容积V =1.6 L ,氙气密度ρ=6.0 kg/m 3 ,氙气摩尔质量M =0.131 kg/mol ,阿伏加德罗常数N A =6×1023 mol -1 .试估算:(结果保留一位有效数字) (1)灯头中氙气分子的总个数N ; (2)灯头中氙气分子间的平均距离. 解析:(1)设氙气的物质的量为n , 则n = ρV M ,氙气分子的总个数N =ρV M N A ≈4×1022 个. (2)每个分子所占的空间为V 0=V N 设分子间平均距离为a ,则有V 0=a 3 ,

第一章 《分子动理论与内能》—教科版九年级物理上册学案

课题:九年级物理第一章《分子动理论与内能》复习 学习 预设 问题与活动 教学(学习)目标认真阅读明确目标 导入新课 自主学习 合作探究第一节:分子动理论 一:分了动理论的内容: 1.物体是由大量分子组成的。 2.一切物体的分子都在不停地做无规则运动。 扩散现象表明了分子永不停息地做无规则运动, 3.分子间存在着引力和斥力。 第二节:内能和热量 一:温度与热运动 1.物体的温度越高,扩散越快,构成物体的大量分子做无规则运动越 剧烈。 二:物体的内能 1.内能的定义:物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的 总和。 3.内能与温度有关;温度是内能改变的标志。 内能还和物体内部分子的多少、种类、结构、状态等 因素有关。 三:改变内能的方式 4.改变内能的方式有:做功、热传递。 热传递的实质:内能的转移, 做功改变物体内能的实质:能量的转化 做功和热传递对改变物体的内能是等效的 四:燃烧:放出热量 5.燃料的热值:燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量的比,叫做这 种燃料的热值。符号: q 单位: J/kg 6. 公式:q = Q/m 燃料燃烧放出热量计算: Q = mq 变形式: m = Q/q 7.燃料的热值是燃料的一种特性. 同种燃料的热值相同 要求: 1、先独立 思考 2、组内交 流讨论, 补充完善 3、三分钟 后小组展 示。 其他小 组质疑, 老师完 善,评价 激励 第三节:比热容 一:物体的吸热能力 1.物体吸热量的多少与质量、温度的变化量、物质的种类有关。 二:比热容 1.定义:物体吸收的热量Q吸与m.Δt的比值,叫物质的比热容。符号是 c 2.比热容的单位: J/(kg·℃) 3.比热容是物质本身的一种特性,与物体吸收(放出)热量的多少、质量 (体积)、温度变化量无关。 三:热量的计算 4.Q吸= cm(t-t0) Q放= cm(t0-t) 盘点 收获 绘制 思维 导图 分子动理论 内能和热量 比热容 学生小 结,然后 绘制思维 导图。 达标 检测 一、分子动理论 1.于关于分子动理论的描述,下列说法中错误的是( C ) A.物体是由分子构成的 B.体里含有的分子数通常是很多的。 C.温度越高,分子运动越快,0O C时分子运动停止了。 D.分子间引力和斥力是同时存在的。 2.下列现象中不能 ..用分子动理论的观点解释的是( B ) A.酒香不怕巷子深 B.沙尘暴起,尘土满天 C. 衣橱里的樟脑球会逐渐变小 D.金块和铅块紧压在一起,过几年后发现铅中有金,金中有铅。 要求: 独立完 成。积极 动脑, 做完后, 举手回 答。让思 路方法不 一致同学 装订 线 第 一 章 分 子 动 理 论 与 内 能 1 /

九年级物理上册 1.1《分子动理论》教案 (新版)教科版-(新版)教科版初中九年级上册物理教案

《分子动理论》 【知识与能力目标】 成的,分子在不停地做无规则运动;知道分子的体积和质量都非常小,一般物体含有的分子数非常多。 2.了解扩散现象的重要意义,能识别扩散现象,并会解释扩散现象。 道分子间存在相互作用的引力和斥力;并知道一些分子间相互作用力的事例。 【过程与方法目标】 观察气体和液体的扩散现象,尝试将生活和自然界中的一些现象与扩散现象联系起来。学会从观察实验、分析宏观现象出发,通过推理探索微观世界的方法。 【情感态度价值观目标】 关心生活中的一些自然现象,乐于用学过的知识解释生活中的扩散现象。 【教学重点】 分子热运动的初步知识 【教学难点】 用宏观的物理现象提示物质的微观结构 1.多媒体课件。 2.实验器材:墨水温度不同的水分子引力演示器试管酒精水等。 一、新课引入 在17世纪和18世纪期间,人们开始习分子动理论和内能的知识,首先来看第一节分子动理论。打开ppt 我们生活在一个物质的世界,周围的空气、水、木头等等它们都是物质,那么物质是由什么组成的呢?这是一个古老的话题,我们来看看人类对物质世界的认识历程。出示ppt 二、新课教学 (一)物体是由大量分子组成的。分子是一种非常小的微粒。(展示ppt)

1、提问:一个分子有多大? 如果把分子看做球形,那么一般分子的直径只有几亿分之几米,也就是说,分子的直径是以10-10m来量度的。由于分子很小,物体里含有的分子数通常是很多的。 2、例如,草叶上的一颗小露珠,就有1021个水分子。假如有一个微小动物,每秒钟喝去1万个水分子,喝完这滴露珠,要用30亿年! (二)活动1、将墨水滴入水中,观察到什么现象?说明了什么? 教师演示,同时出示ppt, 学生观察 1气体的扩散(二氧化氮与空气) 2液体的扩散(硫酸铜水溶液与水) 3固体的扩散(铅块与金块) 再回到活动1 总结:二、分子不停地做无规则运动 出示ppt (三)活动2、把水和酒精倒在一块,观察它们的总体积变化情况。该实验说明了什么? 展示ppt 总结:分子之间存在着间隙 (四)阶段小结(出示ppt) 1、现象1、 2、3叫做什么? 你能举出类似的现象吗? 不同物质接触时,彼此进入对方的现象, 叫做扩散。 2、扩散现象说明了什么呢? 扩散现象说明: ①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。 ②分子之间有间隙。 (五)想一想? 1、既然分子在运动,那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开,而总是聚合在一起,保持一定的体积呢? 展示一块铁,问:既然分子是运动的且分子间有空隙,那么谁能将铁块捏小或拉大一些?为什么铁块分子没有跑掉而还是保持了原有形状?( ppt) 视频展示:切割后的铅块紧压在一起后能悬挂钩码(这个现象能说明分子间的什么作用)

教科版九上第一章《分子动理论与内能》教案

教科版九上第一章《分子动理论与内能》教案 第一节分子动理论 教学目标 a. 知道物质是由分子构成的;分子不停地做无规则运动;分子的体积和质量都非常小,在一般物体里含有的分子数非常多. b. 能识别并会解释扩散现象,知道扩散现象表明了分子不停地做无规则运动. c. 知道分子间存在作用力,分子间作用力与分子间距离有关,知道一些分子间相互作用力的实例. d. 理论联系实际,培养学生用所学知识解决实际问题的能力. 教学建议 “分子动理论”教材分析 分析一:本节首先介绍了有关分子和分子运动的初步知识,并对分子大小进行了讨论,使学生对分子体积小、数量大留下深刻印象。然后从观察实验,分析宏观现象出发,通过推理去探索微观世界的思路,依次介绍了分子的无规则运动和相互作用力。 分析二:分子运动论是从本质上认识各种热现象的理论。按照分子运动论的观点,一切热现象都是由构成物体的大量分子无规则运动引起的,温度就是大量分子无规则运动剧烈程度的标志。利用分子运动论,可以成功地解释大量的热现象。 分析三:分子运动论的基本内容:物质由大量分子构成,分子体积极小,直径只有10-10米左右,一滴水约含有1.6×1021个水分子,分子之间有空隙,气体分子的间隙最大,液体次之,固体分子间隙最小;分子做永不停息的无规则运动,这种运动与温度有关,一般温度高的物体内部分子运动剧烈,所以人们把分子的这种无规则运动叫做热运动,扩散现象是分子无规则运动的例证;分子之间有引力和斥力同时存在,分子间距离小于平衡位置时,斥力大于引力,分子间作用力表现为斥力,分子间距离等于平衡位置时,斥力等于引力,分子间作用力为零,分子间距离大于平衡位置时,斥力小于引力,分子间作用力表现为引力,由于分子间的引力,使固体能保持一定的形状和体积,而由于分子间的斥力,使分子间保持一定的空隙,也使得固体和液体较难压缩。 “分子动理论的初步知识”教法建议 建议一:可以从机械能向内能的转化的实验引入课题,例如关掉动力的汽车慢慢停下来,掉到地面的乒乓球最终停在地面,它们的机械能到哪儿去了?从而将学生注意力从宏观分析转移到微观分析上来。 建议二:分子运动论从“微观”的角度认识热现象,即从物体内部微小粒子的运动情况分析问题,可以从本质上解释有关的热现象。进行解释时,要认真分析题意,明确与题目相关的物理知识,然后在用分子运动论的相应观点,特别是分子间的相互作用力、分子无规则运动这两个观点进行解释。 建议三:根据分子运动论的观点,物质由大量分子构成,这一点可以借用化学里的一些知识加以说明。另外,构成物质的分子直径非常小,肉眼无法直接观察到,为了形象地说明这一点,可以用宏观物体间的尺寸比来说明。 建议四:构成物体的分子在不停地做无规则运动,这也是我们肉眼无法观测到地,因此要做好演示实验,例如打开香水瓶瓶盖后,满教室都能闻到香味;红墨水在水中的扩散等。另外,我们还可以用课件来模拟气体分子的无规则运动和扩散现象,使这种看不见的运动在学生心目中形象化、具体化,有利于学生的理解和记忆。我们还可以比较不同温度下的扩散快慢,如观察红墨水滴入冷水和热水中扩散的快慢。 建议五:分子间作用力较难、较复杂,尤其是分子间引力与斥力同时存在,学生较难理解,因此教学时要求不要太高,只要学生能知道分子间引力与斥力同时存在,且知道什么时候分子间表现出引力,什么时候分子间表现出斥力即可。另外要做好两个铅块间的分子引力实验。

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