10.1 走进分子世界【知识精研精讲】八年级物理下册高效课堂（苏科版2024）

苏科版

八年级下册

第十章

从粒子到宇宙10.1走进分子世界第10章序言世界万物都是由物质组成的。它们有最小的结构吗？摩擦起电的电来自哪里？万物赖以生长的太阳会不会熄灭？天上的银河是一条河吗？…………

自古以来，人们一直在思考物质结构的问题。从外表看，各种形态的物质似乎都是连续的，凭肉眼无法看到它们内部的微小结构，这给人们探索物质结构带来了困难。科学家通常是根据观察到的现象，提出有关物质结构模型的猜想，再收集证据来检验自己的猜想，试图弄清物质的内部结构。情景引入0102030405CONTENTS

分子间有间隙

分子的运动

力的示意图PARTONE分子间有间隙下面，我们就借用科学家采用的这种方法来认识物质的结构。

活动10.1用模型解释现象1.用铅笔在纸上画一条线，再用低倍显微镜观察，如图10-1所示，你看到了什么？做一做图10-1显微镜下的铅笔笔迹现象：木炭形成的笔迹是由一个个小颗粒组成的。说明：物质是由颗粒组成的。2.如图10-2所示，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，将玻璃管反复翻转，使酒精和水充分混合，观察混合前后水和酒精总体积的变化。图10-2酒精与水混合现象：水与酒精混合后的总体积小于混合前的体积之和。说明：水与水（小颗粒）之间有空隙，酒精与酒精之间有空隙。设有如下关于物质微观结构的三种模型。模型1

物质是由微粒组成的，

各个微粒紧靠在一起，形成了我们

所看到的连续体。模型2

固体是由微粒组成的，

液体是连成一片的。模型3物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙。你认为，哪种模型能够解释上述活动中看到的现象？议一议模型3

科学家发现，物质是可分的，许多现象都能用物质的微粒模型来解释。

他们还发现，物质被分到一定程度后，就不再保持其原有的性质了。科学家把能保持物质化学性质的最小微粒称为分子。随着科学技术的进步，人们发明了探测微观世界的工具，如各种显微镜，用它们收集更多的证据，检验科学家提出的猜想。例如，通过光学显微镜可以看到微小的细胞，如图10-3所示；1993年，科学家利用扫描隧道显微镜移动铁原子，拼出了两个汉字，如图10-4所示。图10-3光学显微镜下的微小细胞

图10-4铁原子拼出的汉字科学研究发现，常见的物质是由大量分子组成的，分子间有空隙。分子很小，若把分子看成一个小球，则一般分子直径的数量级为10-10m。例如，水分子的直径约为4×10-10m，氢气分子的直径约为2.3×10-10m。PARTTWO

分子的运动活动10.2收集分子运动的证据1.如图10-5所示，在两个容器中分别倒入醋和酱油，你能通过嗅气味的方法来鉴别它们吗？2.如图10-6所示，将一滴红墨水滴入水中，观察红墨水在水中散开的现象。3.将铅片和金片压紧后放置几年，也能观察到铅和金相互渗入的现象，如图10-7所示。图10-5鉴别醋和酱油

图10-6红墨水在水中散开做一做

图10-7铅和金相互渗入由上述三种现象，你能得出什么结论？

生活中还有哪些证据支持你的结论？议一议大量实验证明：分子处在永不停息的无规则运动中。1.醋和酱油蒸发到空气中，再通过分子运动到人的鼻处；2.红墨水在水中扩散开来，这是由于墨水分子和水分子不停地做无规则运动，彼此进入了对方的分子空隙中。3.铅和金相互渗入，由于铅分子和金分子不停地做无规则运动，彼此进入了对方的分子空隙中。不同的物质在相互接触时，彼此进入对方的现象，叫作扩散。序号1也是扩散现象，醋（或酱油）蒸发到空气中，醋（或酱油）分子和空气（中不同物质的）分子不停地做无规则运动，彼此进入了对方的分子空隙中，再一起运动到人的鼻处。探究气体的扩散说明分子处在永不停息的无规则运动中，且分子间有空隙。现象：上方的空气瓶慢慢地由无色到有色。将一个空玻璃瓶子倒置在一个装着棕色二氧化氮气体的瓶子上面，中间用玻璃板隔开。已知二氧化氮的密度大于空气的密度，当撤去玻璃板后，观察实验现象？1、扩散与温度的关系把蓝墨水分别滴入一杯热水和一杯冷水中，过几分钟发现热水中扩散的快。结论：温度越高，分子无规则运动越剧烈。2、分子热运动因为分子运动快慢和温度有关，把分子的无规则运动叫做分子热运动。拓展：分子热运动因此上述结论也可这样叙述：温度越高，分子热运动越剧烈。PARTTHREE分子间的相互作用既然分子间有空隙，而且分子是运动的，为什么我们看到的物体却没有散开？分子间可能存在引力。活动10.3收集分子间存在引力的证据1.如图10-8（a）所示，将两个端面平整的铅块相互紧压，它们会粘在一起吗？2.如图10-8（b）所示，在两个压紧的铅块下面挂上钩码，试一试，能挂几个？图10-8分子间存在引力生活中还有哪些现象可以说明分子之间存在引力？做一做说一说例，用很大的力也不容易把一根铁条拉断......

如图，用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记住测力计的读数。使玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板。弹簧测力计的示数有什么变化？解释产生这个现象的原因。弹簧测力计的示数变大。探究分子间存在引力实验证明：分子间存在引力。既然分子间有空隙，且分子间存在引力，那么物体应该很容易被压缩。

但事实上，固体和液体都很难被压缩。这又是为什么？上图中气体容易被压缩，说明气体分子间隙较大，但压到一定程度就压不动了，说明分子间存在斥力。大量的事实和研究表明，分子间不仅存在引力，而且还存在斥力。

科学家把关于分子、分子运动和分子间相互作用的认识，称为分子动理论。用分子动理论可以解释自然界和生活中的许多现象。例如，

解释固体、

液体和气体的物质状态，如图10-9所示。（a）固体分子间的距离较小（b）液体分子间的距离比

固体分子间的距离略大（c）气体分子间的距离更大图10-9分子间有空隙

固体分子间作用力较大，能够将固体分子有规律地排列在一起，并且绝大多数分子只能在固定位置附近振动。因此，

固体有一定的体积和形状。

固体分子间距离的数量级一般为10-10m。

液体分子间作用力比固体小，因此无法将液体分子紧密束缚在一起。

液体分子间距离比固体分子间距离略大，液体分子可以在一定范围内运动。

因此，液体有一定的体积，但没有一定的形状。

气体分子间作用力最小，所以气体分子能自由地在空间运动，并充满它所能到达的全部空间。气体分子间距离通常为固体分子间距离的10倍左右。因此，气体既没有固定的形状，也没有固定的体积。

固体分子模型

液体分子模型

气体分子模型

固体、液体和气体的特性小结物质状态固态液态气态分子间距离小较大很大分子间作用力大小很小有无一定体积有有无有无一定形状有无无注：绝大多数固体分子只能在固定位置附近振动；液体分子可以在一定范围内运动；气体分子能自由在空间到处运动。3.液体和气体都具有流动性，气体能够迅速填满其所在的空间。4.液体和气体都没有一定的形状，它们总能保持与盛液体和气体的容器形状相同。

纳米（符号为nm）是长度单位，1nm等于1×10-9m。纳米

材料是由纳米量级（1~100nm）结构构成的固体材料。在如此小的

尺度上，材料的性质与宏观状态下大相径庭。例如，用纳米量级的

陶土粉末烧结成的陶瓷制品具有良好的韧性，不会像普通陶瓷制品

那样一摔就碎。

纳米材料的特殊性质使其在众多领域都具有广阔的应用前景。将用纳米碳薄膜制成的材料涂覆在飞机、导弹、舰艇等的外表面，能有效吸收来自雷达的电磁波，起到隐身作用。用纳米氧化铝陶瓷制造的汽车发动机，可在更高温度下运行，使燃料燃烧的效率更高。石墨烯（图10-10）是已知的厚度最薄、强度

最高的纳米材料，具有超强的导

电性、优异的透光性和导热性，

在电子产品的快充电池、散热薄

膜的制作中有着广泛的应用。图10-10石墨烯结构1.如图10-11所示，将一勺糖放入一杯水中，稍等片刻后描述并解释你所观察到的现象。实践与练习提示：糖的体积减小；水（或糖水混合物）的体积也减小。2.放在衣柜里的樟脑丸过一段时间会变小，并且在空气中能够嗅到它的味道，请解释这一现象。樟脑丸固体

升华樟脑丸气体与空气中的不同分子相互渗入无规则运动分子间有间隙无规则运动人的鼻子①②③无规则运动④参考答案：用合理的文字+物理术语阐述上图。可答①②③；或者①④。3.宋代诗人陆游在《村居书喜》中写道：“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”试解释“花气袭人”的原因。“花气袭人”的原因：提示：分子处在永不停息的无规则运动中。1

．下列美景中，能说明分子在不停运动的是(

)A

．春天，螺湖湖畔柳枝摇曳B

．夏天，涪江之上云雾润蒸

C

．秋天，双江画廊百花飘香

D

．冬天，金华山顶雪花飘飘C课堂练习2

．下列对分子的认识，说法正确的是(

)A

．用普通放大镜观察炭笔的笔迹，可直接观察到炭分子B

．水与酒精混合后总体积变小，可说明分子间有引力C

．物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙D

．海绵受挤压后体积变小，可说明分子间有空隙C3

．如图所示是航天员桂海潮在空间站用水球打“乒乓”的画面，水形成一个球而不会散开，这说明

(

)A

．分子之间存在引力B

．分子之间存在斥力C

．分子在不停地做无规则的运动D

．分子间存在间隙A4

．如图所示，向配有活塞的厚玻璃筒注入一些水，用力压活塞，发现水的体积没有明显变小。这是由于水分子之间(

)A

．没有空隙

B

．无相互作用力

C

．存在排斥力

D

．存在吸引力C5.打碎的玻璃靠在一起不能“破镜重圆”原因是（）A.、分子间的作用力因玻璃被打碎而消失B、玻璃的分子之间只有斥力而没力C.、玻璃表面太光滑D、碎片间的距离大于分子发生相互吸引的距离D6.下列说法正确的是（

）A、科学家把保持物质化学性质最小的微粒称为离子B、分子的直径很小,一般分子直径的数量级为10-10mC、分子是组成物质的微粒,它时刻在保持静止

D、构成物质的分子之间只存在排斥力B7．用细线把干净的玻璃板挂在弹簧测力计的下面，读出弹簧测力计的读数。使玻璃板水平接触水面，然后用力向上拉玻璃板，而玻璃板未离开水面时，如图所示。弹簧测力计的读数(

)A

．不