2020高二物理教学案新人教版选修3

2020高二物理

教学案

新人教版选修3

目录

第七章分子动理论.......................3

第八章气体............................34

第九章固体、液体和物态变化...........70

第十章热力学定律......................89

第七章分子动理论

第1节物体是由大量分子组成的

学习

目标I1.知道物体是由大量分子组成的.2.理解油膜法测分子直径的原理，并能进

行测量和计算.3.知道分子球形模型和分子直径的数量级.4.知道阿伏加德罗常数及

其意义.

预习导学，梳理知识•夯实基础.

一、分子的大小

1.物体是由大量分子组成的,在热学中，组成物质的微粒(如分子、原子或者离子)统

称为分子.

2.用油膜法估测分子的大小

(1)原理：把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，使油酸在水面上形成单分子油膜,如把油

酸分子简化成球形，则油膜的用度即为油酸分子的直径，如图.

油酸分子

三三■三■三三三三三■:-三水

(2)计算：如果测出油酸的体积为匕单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径d金

3.分子大小：除了一些有机物质的大分子外，多数分子大小的数量级为竺2m.

0圜BS期

1.(1)油酸分子的形状是球形的.()

(2)原子或离子不是分子.()

(3)所有分子直径的数量级都是ICT%.()

(4)测定分子大小的方法有多种，油膜法只是其中的一种方法.()

提示：⑴X⑵X⑶X(4)V

二、阿伏加德罗常数

1.定义：1mol的任何物质都含有相同的粒子数,这个数量用阿伏加德罗常数表示.

2.数值：阿伏加德罗常数通常用符号发表示，其值通常可取4=6.02X105。「,在

粗略计算中可取A《=6.OX1023mol-1.

3.意义：阿伏加德罗常数是一个重要的常数，它把摩尔质量、摩尔体积这些宏观量与

分子质量、分子大小等微观量联系起来了,即阿伏加德罗常数儿是联系宏观量与微观量的

桥梁.

少凰0副

2.(1)阿伏加德罗常数与物质的种类、物质的状态无关.()

(2)一个分子的质量等于摩尔质量除以阿伏加德罗常数.()

(3)一个分子的体积等于摩尔体积除以阿伏加德罗常数.()

提示：(1)V(2)V(3)X

多维课堂，®突破疑难•讲练提升♦

知识点1油膜法测分子的大小

1.实验目的：用油膜法估测分子的大小.

2.实验原理:把一定体积的油酸酒精溶液滴在水面上使其形成单分子油膜，如图所示.不

考虑分子间的间隙，把油酸分子看成球形模型，计算出1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体

V

积/并测出油膜面积S,求出油膜的厚度&即4;就是油酸分子的直径.

浮在水面上的痛子粉

膜

3.实验器材：油酸、酒精、注射器或滴管、量筒、浅盘、玻璃板、坐标纸、彩笔、琲

子粉或细石膏粉.

4.实验步骤

(1)在浅盘中倒入约2cm深的水，将酢子粉或细石膏粉均匀撒在水面上.

⑵取1mL(lcn?)的油酸溶于酒精中，制成200mL的油酸酒精溶液.

(3)用注射器往量筒中滴入1mL配制好的油酸酒精溶液(浓度已知1),记下滴入的滴数N,

算出一滴油酸酒精溶液的体积V.

(4)将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上.

(5)待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔画出油酸薄膜的形状.

(6)将玻璃板放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S或者玻璃板上有边长为1cm的方格

的个数，通过数方格个数，算出油酸薄膜的面积S计算方格数时，不足半个的舍去，多于

半个的算一个.

5.数据处理：根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积K

并代入公式算出油酸薄膜的厚度d,即为油酸分子直径的大小.

6.注意事项

(1)油酸酒精溶液配制好后不要长时间放置，以免改变浓度，造成较大的实验误差.

(2)实验前应注意，浅盘是否干净，否则难以形成油膜.

(3)浅盘中的水应保持平衡，琲子粉应均匀撒在水面上.

(4)向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜难以形成.

(5)待测油酸液面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓.

7.误差分析：本实验误差通常来自三个方面：

(1)不能形成单分子油膜；

(2)油滴的体积的测量产生误差；

(3)计算油膜的面积有误差(每个方格面积越小，误差越小).

例1油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.6mL,用滴管向量

筒内滴50滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加1ml,若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘

中，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示.

;

(1)若每一小方格的边长为20mm,则油酸薄膜的面积约为________m2；

(2)一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为m；,；

(3)由以上数据，估算出油酸分子的直径.m.

［解析］估测方法是将每个油酸分子视为球形模型：在水面上形成单分子油膜；油膜的

厚度可视为油酸分子的直径.

(1)由题图可知油膜大约占56个方格，所以油膜面积约为S=56X20X20mm2=22400

mm2=2.24XIO-2m2；

(2)一滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积/=白又白mL=1.2X10-5疝=1.2X1。-"

1Ubu

m3；

yi9X10-11

(3)油酸分子的直径m^5X10-1°m.

2>Z.A1U

［答案］(1)2.24X10-2(2)1.2X10-11(3)5X1010

词国国囹)

油膜法估测分子直径问题的关键点

(1)获得一滴油酸酒精溶液，并由配制浓度求出其中所含纯油酸的体积V.

(2)用数格子法(不足半个的舍去，多于半个的算一个，即“四舍五入”法)求出油膜面

积S

(3)由公式d=g卜算结果.其中『和S的单位均采用国际单位制中的单位，即体积「的

单位是小面积S的单位是上

&国筐皿缝(2019•高考全国卷HI)用油膜法估算分子大小的实验中，首先需将纯

油酸稀释成一定浓度的油酸酒精溶液，稀释的目的是

.实验中为了测量出一滴已知浓度的油酸酒精溶液中

纯油酸的体积，可以.为得到油酸分子的直

径，还需测量的物理量是.

解析：由于分子直径非常小，极少量油酸所形成的单分子层油膜面积也会很大，因此实

验前需要将油酸稀释，使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜.可以用累积法测

量多滴溶液的体积后计算得到一滴溶液的体积.油酸分子直径等于油酸的体积与单分子层油

V

膜的面积之比，即d=-,故除测得油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积外，还需要测量单分

子层油膜的面积.

答案：使油酸在浅盘的水面上容易形成一块单分子层油膜把油酸酒精溶液一滴一滴地

滴入小量筒中，测出1mL油酸酒精溶液的滴数，得到一滴溶液中纯油酸的体积单分子层

油膜的面积

知识点2阿伏加德罗常数的应用

1.两种分子模型

固体、液体分子间紧密排列可忽略间隙.可以近似认为气体分子是均匀分布的，每个气

体分子占据一个正方体，其边长即为气体分子间的距离.如表所示.

分子大小或分子间

分子模型意义图例

的平均距离

固体和液体可看成是一个个紧挨着

球形模型的球形分子排列而成的，忽略分子i■1

间的空隙

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，每

立方体模型..

个小立方体是每个分子占有的活动蚪

空间，这时忽略气体分子的大小

2.微观量与宏观量的关系

(1)微观量：分子质量隅，分子体积儿，分子直径d

(2)宏观量：物质的质量肌体积K密度o、摩尔质量肱、摩尔体积L

(3)微观量与宏观量的关系

①分子质量：/商=*=彳郎.

②分子体积：%适用于固体和液体).

APM

MV

③物质所含的分子数：N=

④气体分子间的平均距离："=源=<6(%为气体分子所占据空间的体积).

⑤固体、液体分子直径：(1为分子体积).

□命题视角1微观量与宏观量关系的判断

例2已知阿伏加德罗常数为4(molT),某物质的摩尔质量为M(kg/mol),该物质的

密度为0(kg/nd,则下列叙述中正确的是()

A.1kg该物质所含的分子个数是PM

B.1kg该物质所含的分子个数是4

C.该物质1个分子的质量是£o(kg)

八k

D.该物质1个分子占有的空间是仁加')

［解析］1kg该物质的物质的量为：所含分子数目为4X：=2,故A、B错误；每个

Mir'IM

分子的质量为/7；b=gkg,故C错误；每个分子所占体积为%n?,故D正确.

/恢pP%

［答案］D

□命题视角2微观量的估算

例3己知铜的摩尔质量.#=6.4XICT—g/moi,铜的密度p=8.9X103kg/m3,阿伏

加德罗常数4=6.0义10/。1试估算：(计算结果保留两位有效数字)

(1)一个铜原子的质量；

(2)若每个铜原子可提供两个自由电子，则3.OXlO-m，的铜导体中有多少个自由电子？

［解题探究］(1)铜原子的质量太小，怎样用宏观量材和此去求解这个微观量？

(2)怎样求解3X的铜导体中铜原子的个数？

［解析］(D一个铜原子的质量

M6.4X10-2一

"=『6.0X10"kg七1.1X10kg.

(2)铜导体的物质的量

PV8.9X10：'X3.OX1()T

mol^4.2mol

=丁=6.4X10T

铜导体中含有的自由电子数

.仁2〃25.0X10”(个).

［答案］(1)1.1X10“kg(2)5.0X10”个

回回回陶

(1)分子体积外的意义：玲=9，对于固体和液体指分子的体积，对于气体则指每个分

子所占据空间的体积.

⑵物体的密度P的计算：0d=斗，但要切记。=多是没有物理意义的.

VVAKO

【通关练习】

1.仅利用下列某一组数据，可以计算出阿伏加德罗常数的是()

A.水的密度和水的摩尔质量

B.水分子的体积和水分子的质量

C.水的摩尔质量和水分子的体积

D.水的摩尔质量和水分子的质量

解析：选I).知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，不能计算出阿伏加德

罗常数，故A错误；知道水分子的体积和水分子的质量可求水的密度，不能求出阿伏加德罗

常数，故B错误；若知道水的摩尔质量和水分子的体积，不知道密度，故不能求出阿伏加德

罗常数，选项C错误；用水的摩尔质量除以水分子的质量可以求解阿伏加德罗常数，故D

正确.

2.据统计“酒驾”是造成交通事故的主要原因之一，交警可以通过手持式酒精测试仪

很方便地检测出驾驶员呼出的气体中的酒精含量，以此判断司机是否饮用了含酒精的饮

料.当司机呼出的气体中酒精含量达2.4X1。-'g/L时，酒精测试仪开始报警.假设某司机

呼出的气体刚好使酒精测试仪报警，并假设成人一次呼出的气体体积约为300mL,试求该

司机一次呼出的气体中含有酒精分子的个数(已知酒精分子的摩尔质量为46g-moP1,M

=6.02X1023mol-1).

解析：该司机一次呼出气体中酒精的质量为

m=2.4X10-4X300X1()7g=7.2XlC)fg

一次呼出酒精分子的个数为

N^'2^10-X6.02XIO*个49.42X10"个.

M46

答案：9.42X1。”个

第2节分子的热运动

［目标I1.了解扩散现象是由分子的运动产生的.2.知道什么是布朗运动，理解布朗

运动产生的原因.3.知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系.

预习导学，梳理知识•夯实基础♦

一、扩散现象

1.定义：不同物质彼此进入对方的现象.

2.产生原因：物质分子的无规则运动.

3.应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散在纯净半导体材料中掺入

其他元素.

4.意义：反映分子在做永不停息的无规则运动.

1.(1)将一碗小米倒入一碗大米中，发现小米进入了大米的间隙之中，这属于扩散现

象.()

(2)扩散现象不能发生在固体之间.()

(3)温度越高，扩散现象越明显.()

提示：⑴X(2)X(3)V

二、布朗运动

1.定义：悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动叫做布朗运动.

2.产生原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的丕壬衡性造成的.

3.运动特点

(1)运动永不停息;

(2)轨迹无规则.

4.影响因素：微粒的大小和温度的高低.若微粒越小，温度越窟，布朗运动就越激烈.

5.意义：布朗运动虽然不是分子的运动，但它间接反映了液体(或气体)分子运动的无规

则性.

少蒯ES聊

2.(1)布朗运动就是液体分子的无规则运动.()

(2)液体中悬浮的微粒越大，布朗运动越明显.()

(3)布朗运动的剧烈程度与温度有关.()

提示：⑴X(2)X(3)V

三、热运动

1.定义：分子永不停息的无规则运动.

2.特点

(1)永不停息；

(2)运动无规则;

(3)温度越高，分子的热运动越激烈.

个圜EO

3.(1)温度越高，分子热运动越剧烈.()

(2)扩散现象和布朗运动都能证明分子在永不停息地做热运动.()

(3)布朗运动就是分子的热运动.()

提示：(1)V(2)J(3)X

》多维课堂•@川目⑥突破疑难•讲练提升♦

知识点1扩散现象

1.影响扩散现象明显程度的因素

(1)双方的物态：扩散现象发生时，气态物质的扩散现象最快最显著，液态物质次之，

固态物质的扩散现象最慢，短时间内非常不明显.

(2)双方的温度：在两种物质一定的前提下，扩散现象发生的明显程度与物质的温度有

关，温度越高，扩散现象越显著.

(3)双方的浓度差:扩散现象发生的明显程度还与两种物质的浓度差有关，浓度差越大，

扩散现象越明显.

2.成因分析：扩散现象不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的，也不是化学反

应的结果，而是分子无规则运动的直接结果，是分子无规则运动的宏观表现.

砌(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.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的

［解析］扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行得越快，选项A正确；扩散现象是

由于分子的无规则运动引起的，不是一种化学反应，选项B、D错误，选项C正确.

［答案］AC

限回回陶

(D扩散现象在任何情况下都可以发生，与外界因素无关.

(2)当两部分的分子分布浓度相同时，浓度不再变化，宏观上扩散停止，但分子运动并

没有停止，这种状态是一种动态平衡.

M项冲唾(多选)下列四种现象中属于扩散现象的有()

A.雨后的天空中悬浮着很多的小水滴

B.粉笔吸墨水

C.在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸

D.把一堆煤放在白色墙角，几年后铲下煤后发现墙中有煤

解析：选CD.扩散现象是指两种不同的分子互相渗透到对方的现象，它是分子运动引

起的，天空中的小水滴不是分子，小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，选项A错误；粉

笔吸墨水是毛细现象，不是扩散现象，选项B是错误的；整杯水变咸是盐分子渗透到水分子

之间的结果，墙中有煤是煤分子渗透的结果，选项C、D是正确的.

知识点2布朗运动

1.微粒的大小：能做布朗运动的微粒是由许多分子组成的颗粒（注意不是分子），大小

数量级为10-6m,人眼直接观察看不到，但在光学显微镜下可以看到.

2.无规则性：悬浮微粒受到液体分子在各个方向上撞击的不平衡是形成布朗运动的原

因.由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动

是无规则的.

3.影响布朗运动显著程度的因素

（1）微粒越小，布朗运动越明显：悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自

各方向的冲击力越不易平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度

越大.因此，微粒越小，布朗运动越明显.

（2）温度越高，布朗运动越激烈：温度越高，液体分子的运动（平均）速率越大，对悬浮

于其中的微粒的撞击作用也越大，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈.

4.实质：布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动.布朗运动的无规则性反映

了液体分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体分子运动的激烈程度与温度有

关.

□命题视角1对布朗运动的理解

例2（多选）下列关于布朗运动的说法，正确的是（）

A.布朗运动是液体分子的无规则运动

B.液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈

C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的

I）.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的

什么是布布朗运动产生布朗运动

朗运动？有何特点？的原因是什么？

［解析］布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A选项错误；布朗运

动的影响因素是温度和颗粒大小，温度越高、颗粒越小，布朗运动越明显，故B选项正确;

布朗运动是由于固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，而不是由液体各部分的

温度不同而引起的，故C选项错误，D选项正确.

［答案］BD

□命题视角2布朗运动观测记录图象

例3做布朗运动实验，得到某个观测记录如图.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一时间图线

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］布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A

项错误；既然无规则，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误；对于某个微粒而言在不

同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法

描绘其速度一时间图线，故C项错误；故只有D项正确.

［答案］D

口命题视角3布朗运动与扩散现象的比较

例4(多选)下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是()

A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生

B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动

C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显

D.布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的

［解析］布朗运动可以在气体和液体中发生，但不能在固体中进行;而扩散现象在气体、

液体和固体中都能发生.布朗运动是微小固体颗粒的运动，而扩散现象是分子的运动.由于

温度越高，分子的无规则运动越剧烈，自然扩散现象在温度越高时越明显，而液体(或气体)

分子的无规则运动加剧加快了它们对布朗颗粒的碰撞频率，所以布朗运动也是温度越高越明

显.由于分子的热运动是永不停息的、无规则的，所以布朗运动和分子扩散的运动都能说明

分子的运动是永不停息的.故选C、D.

［答案］CD

回回固陶

对布朗运动的三点说明

(1)布朗运动是固体微粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，也不是微粒内分

子的无规则运动.

(2)微粒悬浮在气体、液体内，在任何温度下都会做布朗运动.

(3)微粒悬浮在气体中，在气流作用下做的无规则运动不是布朗运动.

【通关练习】

1.关于布朗运动，下列说法正确的是（）

A.布朗运动是液体分子的无规则运动

B.布朗运动证明了组成固体小颗粒的分子在做无规则运动

C.布朗运动可以发生在气体、液体中

D.PM2.5——空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，它在空气中的运动属于

分子运动

解析：选C.布朗运动是指悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，

故A错误；布朗运动证明了液体分子在做无规则运动，不能证明固体小颗粒的运动，故B

错误；布朗运动可以发生在气体、液体中，故C正确；PM2.5（直径等于或小于2.5微米的

悬浮颗粒物）属于固体颗粒，其运动不是分子热运动，故D错误.

2.（多选）下列说法正确的是（）

A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动

B.液体分子的无规则运动称为布朗运动

C.扩散现象表明，分子在永不停息地运动

D.在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素

解析：选ACD.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动，选项A正确，B错误；扩

散现象表明，分子在永不停息地做无规则运动，选项C正确；在真空、高温条件下，可以利

用分子扩散向半导体材料中掺入其他元素，选项D正确.

知识点3分子热运动

i.对热运动的理解

（1）所谓分子的“无规则运动”，是指由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度

无论是方向还是大小都在不断地变化.标准状况下，一个空气分子在1S内与其他空气分子

的碰撞高达65亿次，所以大量分子的运动是十分混乱的，也就是说是无规则的.

（2）热运动是对大量分子而言的，对个别分子无意义.

（3）分子热运动的剧烈程度虽然受到温度影响，温度高运动快，温度低运动慢，但分子

的运动永远不会停息.

2.布朗运动与热运动的区别与联系

布朗运动热运动

研究对象悬浮于流体中的微粒分子

不同点

观察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到

相同点（1）运动无规则；（2）永不停息地运动；（3）温度越高越激烈

周围液体（气体）分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗

联系

运动反映了分子的热运动

例5（多选）关于布朗运动和分子的热运动，下列说法正确的是（）

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，它反映了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.物体的温度越高，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，故A、

C错误，B、D正确.

［答案］BD

陶囤翳陶

分子热运动的“热”字，应该赋予其两层含意：

(1)指分子无规则运动，不是宏观物体的机械运动.

(2)温度越高分子运动越激烈，与何种分子无关.

M跟踪跳练(多选)下面所列举的现象，能说明分子是不断运动着的是()

A.将香水瓶盖打开后能闻得到香味

B.汽车开过后，公路上尘土飞扬

C.洒在地上的水，过一段时间就干了

D.悬浮在水中的花粉做无规则的运动

解析：选ACD.将香水瓶盖打开后能闻到香味，是香水的分子做扩散运动的结果，能说

明分子是不断运动着，故A正确；汽车开过后，公路上尘土飞扬，是由于尘土受到风的吹动，

与分子的运动无关，故B错误；洒在地上的水，过一段时间就干了说明水分子扩散到了其他

的地方，能说明分子是不断运动着，故C正确；悬浮在水中的花粉做无规则的运动是布朗运

动，它是分子的无规则运动的反映，故D正确.

第3节分子间的作用力

1.知道分子间存在空隙.2.知道分子间同时存在着引力和斥力，分子力是引

力与斥力的合力.知道分子间的作用力随分子间距离变化而变化的规律.能用分子力解释有

关现象.3.了解分子动理论的内容.

预习导学，梳理知识•夯实基础.

一、分子间的作用力

i.分子间有空隙

(1)气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着很大的空隙.

(2)水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子之间存在着空隙.

(3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能近散到对方的内部，说明固体分子之间也存

在着空隙.

2.分子间的相互作用

(1)分子引力和斥力同时存在,分子力是指分子引力和斥力的合力.

(2)分子引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随距离的减小而增大.

(3)当分子间距离变化时，分子斥力比引力变化的快.

①当时，尸引三尸斥，分子力表现为斥力；

②当r=ro时，Gi三厂斥，分子力为0；

③当r>ro时，用自尸斥，分子力表现为引力；

④当r>lOro时，A.j|-*0,b斥一0,分子力为零.

(1)固体和液体分子之间没有空隙，气体分子间有空隙.()

(2)分子间的引力随分子间距离的增大而增大，而斥力随距离的增大而减小.()

(3)当两分子间距为打时，分子力为零，没有引力也没有斥力.()

(4)当分子间的距离达到无穷远时，分子力为零.()

提示：⑴X(2)X(3)X(4)V

二、分子动理论

1.分子动理论的内容：物体是由大量分子组成的,分子在做永不停息的无规则运动,

分子之间存在着引力和斥力.

2.统计规律：物体是由大量的分子组成的，每个分子的运动都是无规则的、带有偶然

性的，但大量分子的运动却有一定的规律，这种由大量偶然事件的整体所表现出来的规律叫

做统计规律.

Q麴0圈

物体是由大量分子组成的，分子又在永不停息地做无规则运动，那么为什么大量分子能

聚在一起形成液体或固体而不散开？

提示：由于分子间存在引力，引力使分子聚集在一起不分开.

多维课堂，伽@@。

知识点1分子力与分子间距离变化的关系

1.分子力：在任何情况下，分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的是

分子力，分子力是分子引力和斥力的合力.

2.分子力与分子间距离变化的关系

(1)平衡位置：分子间距离「=费时，引力与斥力大小相等，分子力为零.平衡位置即

分子间距离等于ZD(数量级为10-wm)的位置.

(2)分子间的引力和斥力随分子间距离r的变化关系：分子间的引力和斥力都随分子间

距离r的增大而减小，但斥力减小得更快.

(3)分子力弹簧模型:分子间的相互作用力像弹簧连接着的两个小球间的相互作用力.小

球代表分子，弹簧的弹力代表分子斥力和分子引力的合力，如表所示：

分子力尸随分子间距

分子间距离分子力分子力弹簧模型

离「的变化关系图象

OOoooooooMD

h-Z=Zo,F=0-H

r=ra零弹簧原长

象征分子力合力为零

，/F引

正―OWMtffiO*尸

表现为斥力，且分子—HZ<Z0,F|pj外1**—

弹簧压缩

Xzb力随分子间距的增大

象征分子力的合力为

而减小

斥力

*

旦E

O-^ooooooo^-G

表现为引力，且分子向里T

，/尸引弹簧拉伸

r>zo力随分子间距的增

象征分子力的合力为

大，先增大后减小

引力

□命题视角1分子力与分子距离的关系

例1(多选)两个分子从靠近得不能再靠近的位置开始，使二者之间的距离逐渐增大,

直到大于分子直径的10倍以上，这一过程中关于分子间的相互作用力的下列说法中正确的

是()

A.分子间的引力和斥力都在减小

B.分子间的斥力在减小，引力在增大

C.分子间相互作用的合力在逐渐减小

D.分子间相互作用的合力，先减小后增大，再减小到0

［解析］分子间同时存在着引力与斥力，当距离增大时，引力和斥力都在减小，只是斥

力减小得比引力快.当分子间距离二打时，分子间的斥力大于引力，因而表现为斥力；当

时，分子间的斥力小于引力，因而表现为引力；当r=?b时，合力为0；当距离大于10人

时，分子间的相互作用力可视为0.所以分子力的变化是先减小后增大，再减小到0.选项A、

D正确.

［答案］AD

陶囤翳陶

(1)无论分子间的距离如何，分子引力和分子斥力都是同时存在的，不会出现只有引力

或只有斥力的情况.

(2)要注意“分子力表现为引力或斥力”与“分子引力”和“分子斥力”不是同一个概

念.

13命题视角2分子在分子力作用下的运动分析

例2在使两个分子间的距离由很远(n变到很难再靠近的过程中，分子间的

作用力大小将()

A.先减小后增大

B.先增大后减小

C.先增大后减小再增大

D.先减小后增大再减小

［解析］分子间同时存在引力和斥力，当两个分子间的距离由很远(rAlO'm)变到很难

再靠近的过程中，引力和斥力同时增加，但斥力增加的更快；故其合力先表现为引力，后表

现为斥力，但引力有一个最大值，故选C.

［答案］C

□命题视角3分子力做功分析

例3甲、乙两个分子相距较远，若把甲固定，使乙逐渐向甲移动，直到不能再靠近

为止.在这一过程中，下列有关分子力对乙做功的说法中正确的是()

A.分子力对乙总是做正功

B.分子力对乙总是做负功

C.先是乙克服分子力做功，然后分子力对乙做正功

D.先是分子力对乙做正功，然后乙克服分子力做功

［解析］分子间的距离大于八时，分子力表现为引力，分子乙在靠近平衡位置的过程

中，分子力对乙做正功；当分子间距离小于气时，分子力表现为斥力，当分子乙继续向分

子甲靠近的过程中，分子力做负功.选项D正确.

［答案］D

回回第陶

分子力问题的分析方法

(1)首先要分清分子力是引力还是斥力.

(2)分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小.

(3)分子力比较复杂，要抓住两个关键点：一是r=n时，分子力为零但引力和斥力均

不为零.二是r210人时•，分子力以及引力、斥力都可忽略，可以看做是零.所以当

时，分子力随分子间距离增大而减小；当费时，分子间距由增大到10n的过程中，分

子力先增大后减小.

【通关练习】

1.固态物体中分子间的引力和斥力是同时存在的，则对其中的引力和斥力，下列说法

中正确的是()

A.当物体被压缩时，斥力增大，引力减小

B.当物体被压缩时，斥力、引力都增大

C.当物体被拉伸时，斥力减小，引力增大

D.当物体被拉抻时，斥力、引力都增大

解析：选B.依据分子力随距离的变化关系可知，引力和斥力都随距离的减小而增大，

随距离的增大而减小.当物体被压缩时，斥力和引力均增大，故A错误、B正确.当物体被

拉伸时，斥力和引力均减小，故C、D均错误.

2.(多选)如图所示，甲分子固定在坐标原点0,乙分子位于r轴上，甲、乙两分子间

作用力与分子间距离关系图象如图.现把乙分子从△处由静止释放，贝I")

A.乙分子从2到八一直加速

B.乙分子从四到八过程中呈现引力，从上到八过程中呈现斥力

C.乙分子从M到八过程中，两分子间的分子力先增大后减小

D.乙分子从人到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先减小后增大

解析：选AC.乙分子从八到八一直受甲分子的引力作用，且分子间作用力先增大后减

小，故乙分子做加速运动，A、C正确；乙分子从工到八过程中一直呈现引力，B错误；乙

分子从八到距离甲最近的位置过程中，两分子间的分子力先增大后减小再增大，D错误.

知识点2用分子动理论解释热现象

分子间有相互作用力的宏观表现

(1)当外力欲使物体拉伸时，组成物体的大量分子间将表现为引力以抗拒外界对它的拉

伸.

(2)当外力欲使物体压缩时，组成物体的大量分子间将表现为斥力以抗拒外界对它的压

缩.

(3)大量的分子能聚集在一起形成固体或液体,说明分子间存在引力.固体有一定形状，

液体有一定的体积，而固体、液体分子间有空隙，却没有紧紧地吸在一起，说明分子间还同

时存在着斥力.

例4(多选)对下列现象的解释正确的是()

A.两块铁经过高温加压将连成一整块，这说明铁分子间有吸引力

B.一定质量的气体能充满整个容器，这说明在一般情况下，气体分子间的引力很微弱

C.电焊能把两块金属连接成一整块是分子间的引力起作用

I).破碎的玻璃不能把它们拼接在一起是因为其分子间斥力作用的结果

［解析］高温下铁分子运动非常激烈，两铁块上的铁分子间距很容易充分接近到分子力

起作用的距离内，所以两块铁经过高温加压将很容易连成一整块，电焊也是相同的原理，所

以A、C项正确；通常情况下，气体分子间的距离大约为分子直径的10倍，此种情况下分子

间引力非常微弱，气体分子可以无拘无束地运动，从而充满整个容器，所以B项正确；玻璃

断面凹凸不平，即使用很大的力也不能使两断面间距接近到分子引力作用的距离，所以碎玻

璃不能接合，若把玻璃加热，玻璃变软，即可重新接合，所以D项错误.

［答案］ABC

回回第陶

分子动理论是在大量实验观察的基础上，通过分析推理总结形成的一种科学理论，反过

来，利用它又能说明生活实践中与之相关的许多实际问题.

&埋型■将下列实验事实与产生的原因对应起来.

A.水与酒精混合体积减小

B.固体很难被压缩

C.细绳不易被拉断

D.糖在热水中溶解得快

E.冰冻食品也会变干

a.固体分子也在不停地运动

b.分子运动的剧烈程度与温度有关

c.分子间存在空隙

d.分子间存在着引力

e.分子间存在着斥力

它们之间的对应关系分别是：(1)_,(2),(3)

(4),(5).(在横线上填上实验事实与产生原因的符号)

解析：A.水和酒精混合后体积变小，说明分子间有空隙；B.固体很难被压缩说明分子

间有斥力；C.细绳不易被拉断，说明分子间有引力；D.糖在热水中溶解得快，说明温度越

高，分子热运动越剧烈；E.冷冻食品也会变干，说明固体分子也在做无规则运动.

答案：(l)Ac(2)Be(3)Cd(4)Db(5)Ea

第4节温度和温标

1.知道什么是状态参量，什么是平衡态.2.了解热平衡的概念及热平衡定律.

3.知道温度与温标的定义，理解温度意义以及热力学温度的表示，理解摄氏温度与热

力学温度的关系.

》预习导学，明也俯留梳理知识•夯实基础

一、状态参量与平衡态

1.热力学系统和外界

(1)热力学系统：在热学中，把某个范围内大量分子组成的研究对象叫做热力学系统,

简称系统.

(2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称为外界.

2.状态参量：描述系统热学性质的物理量，在热学中常用的状态参量有体积K压强0、

温度7•等.

3.平衡态：在没有外界影响的情况下，系统所有性质都不随时间而变化的稳定状态.

Q麴O圈

1.一根长铁丝，一端插入100℃的沸水中，另一端放入0℃恒温源中，经过足够长的

时间，温度随铁丝有一定的分布，而且不再随时间变化，这种状态是否为平衡态？

提示：这种状态不是平衡态，只是一种稳定状态，因为存在外在因素的影响.

二、热平衡与温度

1.热平衡：如果两个系统相互接触而传热，它们的状态参量将改变.但是经过一段时间

以后，状态参量就不再变化了,即这两个系统达到了热平衡.

2.热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到妣衡，那么这两个系统彼此之间

也必定处于热平衡.

3.温度：处于热平衡的系统之间有一“共同热学性质”，即温度.这就是温度计能够用

来测量和比较温度高低的基本原理.

4.热平衡的性质：一切达到热平衡的系统都具有相同的温度.

Q霸。圈

2.“平衡态”就是“热平衡”吗？

提示：不是.“平衡态”指的是一个系统的状态，“热平衡”指的是两个系统之间的关

系，二者的本质不同.

三、温度计与温标

1.温度计

名称原理

水银温度计根据水银的热膨胀的性质来测量温度

金属电阻温度计根据金属伯的电阻随温度的变化来测量温度

气体温度计根据气体压强随温度的变化来测量温度

热电偶温度计根据不同导体因温差产生电动势的大小来测量温度

2.温标：定量描述温度的方法.

(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0℃,水

的沸点为100℃.在0℃刻度与100℃刻度之间均匀分成幽等份，每份算作1°C.

(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”.

(3)摄氏温度与热力学温度

摄氏温度摄氏温标表示的温度，用符号二表示，单位是摄氏度,符号为七

热力学温度热力学温标表示的温度，用符号工表示，单位是开尔文(开),符号为K

换算关系7=r+273.15K

少圆on

(1)27℃的温度可以用热力学温度粗略地表示为300K.()

(2)摄氏温度和热力学温度都是从零开始的.()

(3)温度升高20℃也就是升高了20K.()

(4)热力学温度是国际单位制中基本物理量之一.()

提示：(1)J(2)X(3)V(4)V

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知识点1平衡态与热平衡的比较

1.平衡态的理解

(1)热力学的平衡态与力学的平衡态的意义不同，热力学的平衡态是一种动态平衡，组

成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系

统的宏观性质不随时间变化.

(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的.

2.热平衡的理解

(1)平衡态与热平衡的区别：平衡态是对某一系统而言的，是系统的状态，热平衡是对

两个接触的系统之间的关系而言的.分别处于平衡态的两个系统在相互接触时，它们的状态

可能会发生变化，直到温度相同时，两个系统便达到了热平衡.达到热平衡的两个系统都处

于平衡态.

(2)热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统，只要两个系统在接触时它们

的状态不发生变化，那么这两个系统原来是处于热平衡的.

3.热平衡定律的意义：决定两个系统是否达到了热平衡的最主要参量是温度.因为互

为热平衡的物体具有相同的温度，所以在比较各物体的温度时，不需要将各物体直接接触，

只需将温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低.

©特别提醒(1)热平衡的特征方面：温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平

衡状态的物理量.

(2)热平衡的条件方面：达到热平衡的两个系统一定具有相同的温度.

例1(多选)关于平衡态和热平衡，下列说法中正确的是()

A.只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态

B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化，说明这两个系统原来的温度是相等的

C.热平衡就是平衡态

D.处于热平衡的几个系统都处于平衡态

［审题突破］(1)一个系统的温度、压强、体积都不再变化，该系统处于何种状态？

(2)若两个系统的什么相等，则两个系统已达到热平衡？

［解析］一般来说，描述系统的状态参量不止一个，仅仅根据温度不变且处处相等不能

得出系统一定处于平衡态的结论，选项A