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铜山区夹河中学物理学案

1物体是由大量分子组成的

知识导读

1、教学目的

(1)知道物体是由大量分子组成的,知道分子的模型、大小、质量

(2)知道用油膜法测定分子大小的原理

(3)理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁,并会用阿伏加德罗常数进行相关的计算

2、教学重点

知道物体是由大量分子组成的,知道分子的模型、大小、质量

3、教学难点

结合阿伏加德罗常数对分子大小、质量进行计算时分子的排列模型(是球形还是立方体)

知识早知道:

1.物体是由__________组成的

2.分子很小,其直径的数量级为_________

3.阿伏加德罗常数:

___________________

典型例题:

例已知水的摩尔质量为18g/mol,密度是1.0×103kg/m3。

试估算水分子的大小。

解析:

设想水分子是小球,而且是一个挨一个排列的。

这样1mol水有分子的体积为V=18×10-3÷(1.0×103)=1.8×10-5m3

1个水分子的体积为V0=

=1.8×10-5÷(6.0×1023)=3×10-29m3

由球体体积公式V0=

得d=

=4×10-10m

课后练习

1.某种物质的摩尔质量为M,则:

(1)该物质以固态存在时密度为

1,则每个分子的质量为;该物质每立方米中包含的分子数为。

若将分子看作球体形状,并忽略其间隙,则该物质分子的直径约为。

(2)该物质以气态存在时密度为

2,则每立方米中所含的分子数为;此时分子(中心)间的平均距离约为。

2、将宏观与微观联系起来的物理量是()

A.物质的质量B.摩尔质量C.摩尔体积D.阿伏加德罗常数.

3、从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数()

A.水的密度和水的摩尔质量B.水的摩尔质量和水分子的体积

C.水分子的体积和水分子的质量D.水分子的质量和水的摩尔质量

4、若气体摩尔质量用M表示,气体体积用V表示,分子数用n表示,分子体积用V0表示,阿伏加德罗常数用NA表示,现只知道某气体的密度为ρ,要估算该气体分子间的平均距离,下列所给量可行的是()

A、MB、M,NAC、V,nD、V,V0

5.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体中分子间的平均距离()

A.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和质量

B.阿伏加德罗常数,该气体的摩尔质量和密度C.阿伏加德罗常数,该气体的质量和体积

D.该气体的密度,体积和摩尔质量

6、如图7—1,食盐(NaCl)的晶体是由钠离子(图中●)和氯离子(图中○)组成的。

这两种离子在空间中三个互相垂直的方向上等距离交错排列着,已知食盐的摩尔质量是58.5g/mol,食盐的密度是2.2g/cm3,阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1.在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心的距离的数值最接近于下面各值的哪一个()

A.3.0×10-10cm

B.3.5×10-9cm

C.4.0×10-8cm

D.5.0×10-10cm

7、已知标准状况下气体的摩尔体积为22.4L·mol-1,试估算标准状态下气体分子的平均间距。

 

8.体积为1×10-3cm3的一滴油,滴在水面上,形成面积为4m2的油膜,由此估算出油分子的直径是多大?

 

9.水的摩尔质量为0.018kg·mol-1,求1cm3水中含有的水分子的个数.求1个水分子的质量.

 

10、如图7—2是用扫描隧道显微镜拍下的一个“量子围栏”的照片.这个量子围栏是由48个铁原子在铜的表面排列成直径为14.3nm的圆周而组成的.由此可以估算每个铁原子的直径约为_____m.

 

11、在做“用油膜法测分子的大小”实验时,油酸酒精溶液的浓度为每104ml溶液中有纯油酸6mL,用注射器测得1mL上述溶液有液滴75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,在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图7—3所示,坐标中正方形小方格的边长为1cm,问:

(1)油酸膜的面积是多少cm2?

(此问可直接写出答案)

(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是多少?

(3)按以上数据,估测出油酸分子的直径是多少?

2分子的热运动

知识导读

1、教学目标

 

(1)知识与技能

   1)明确物质是由分子组成的,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,并能用分子热运动的观点进行解释。

   3)明确分子热运动的快慢与温度有关。

   

(2)过程与方法

   1)通过实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

   2)通过实验使学生推测出物体温度越高,热运动越剧烈。

 2、教学重点与难点

   分子的热运动是本节的重点。

通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实是本节课的难点。

知识早知道:

1.一切__________都在不停地做___________的运动

2.__________能够彼此进入对方的现象,在物理学中叫做扩散,扩散现象并不是外界作用(例如对流、重力作用等)引起的,也不是化学反应的结果,而是由__________产生的。

3.我们把分子________的__________运动叫做热运动。

典型例题:

例题1、下列所述物理现象中,属于布朗运动的是()

A、刮风时,空气分子的运动

B、在阳光射入教室时,眼睛直接看到的空气中尘粒的运动

C、花粉在水中的运动

D、稀释了的墨汁中的小碳粒的运动

解析:

布郎运动是颗粒的运动,因而A错;布朗运动的颗粒很小,眼睛不能直接看见,B、D错;只有C符合实际情况。

例题2、下列现象中,哪些可用分子的热运动来解释()

A、长期放煤的地方,地面下1cm深处的泥土变黑

B、炒菜时,可使满屋子嗅到油香味

C、大风吹起地上的尘土到处飞扬

D、食盐颗粒沉在杯底,水也会变咸

解析:

大风吹起,尘土是在风力作用下飞起来的,而不是由于分子的热运动,其余几种情况都是因为分子热运动导致的。

故答案为:

ABD

课后练习

1、关于布朗运动的下列说法中正确的是()

A.所谓布朗运动是指液体分子的无规则运动

B.所谓布朗运动是指悬浮在液体中的固体分子的无规则运动

C.布朗运动产生的条件是液体温度足够高D.布朗运动产生的条件是悬浮的固体微粒足够小

2、下列说法中,正确的是()

A.液体的温度越低,布朗运动越显著.B.液体的温度越高,布朗运动越显著.

C.悬浮微粒越小,布朗运动越显著.D.悬浮微粒越大,布朗运动越显著.

3、下列现象中不能说明分子无规则运动的是() 

A.香水瓶打开盖,香味充满房间B.汽车驶过后扬起灰尘

C.糖放入水中,一会儿整杯水变甜了D.衣箱里卫生球不断变小,衣服充满卫生球味

4、图7—4是观察布朗运动时记录的图象即显微镜下看到的三颗微粒运动位置的连线。

该图是()

A.分子运动的轨迹

B.做布朗运动微粒的运动轨迹

C.分子每隔一段时间位置的连线

D.做布朗运动微粒每隔一段时间位置的连线

5、气体的扩散现象具有性,两种气体均匀的混合在一起后(选填“会”或“不会”)自发地分成两种气体。

6、5克水中含有个水分子;一个水分子的体积为;水分子间的平均距离为。

7、为什么说做布朗运动的小颗粒虽然不是分子,但它的无规则运动却是液体分子无规则运动的反映?

 

3分子间的作用力

知识导读

1、教学目标

知识与技能

(1)知道分子间的相互作用力有引力和斥力,引力和斥力是同时存在的,实验表现出来的分子力是引力和斥力的合力。

(2)知道什么叫做平衡位置,知道分子间实际表现出来的作用为零时,分子间距离r0的数量级。

(3)知道当分子间的距离r

(4)知道当分子间的距离r>r0时,分子间的引力和斥力都随分子间的距离增大而减小,而且斥力总比引力小,分子间的作用力表现为引力。

(5)知道分子力是短程力,当分子间距离的数量级大于分子大小的10倍时,分子力已很微弱,可忽略不计。

2、过程与方法

通过对宏观现象的观察与思考,理解分子间存在相互作用力的实验依据。

2、重难点

分子间的引力和斥力是同时存在的,并且随着分子间的距离改变而改变。

知识早知道:

1.气体很容易被压缩,水和酒精混合后总体积变小,压在一起的金片和铅片,能扩散到对方的内部,这都说明分子之间是存在着间隙的。

扩散现象又说明分子是运动的。

2.坚硬的固体很难被拉伸,伸长的橡皮条,松手后能够回复原状,两块铅压紧后能连成一块,说明分子间有引力;但是用力压缩物体,物体内会产生反抗压缩的弹力,这说明分子之间还存在斥力。

3.根据F—r图象填下表

分子间距离

作用力

小于

平衡距离

r<r0

等于

平衡距离

r=r0

大于

平衡距离

r>r0

大于10倍

平衡距离

r>10r0

引力与斥力大小关系

合力

4.分子动理论的主要内容是:

物体是由________组成的,分子在做____________运动,分子之间存在着___________。

5.由于物体是由数量极多的分子组成的,这些分子并没有统一的运动步调,单独来看,各个分子的运动都是__________、带有_______性的,但从总体来看,大量分子的运动却有一定的规律,这种规律叫做__________。

大量分子的集体行为受到__________的支配。

典型例题:

例题1、固体和液体都很难被压缩的本质原因是()

A、分子都做无规则运动B、分子间的间隙小

C、分子本身不能被压缩D、分子间斥力随距离减小而剧增

解析:

液体和固体分子间距离接近平衡距离,当压缩时,距离减小,引力和斥力剧变,但斥力变化更快,因而分子力表现为斥力。

故选D。

例题2、分子间相互作用力由两部分F引和F斥组成,则()

A、F引和F斥同时存在B、F引和F斥都随分子间距增大而减小

C、分子力指F引和F斥的合力D、随分子间距增大,F斥减小,F引增大

解析:

根据分子间作用力的特点知道D是错的,其余ABC均正确

课后练习

1、设处于平衡状态时相邻分子间的距离是r0,则关于分子力的下列说法中错误的是()

A、分子间距离由r0逐渐减小时,分子力表现为斥力并逐渐增大

B、分子间距离由r0逐渐增大时,分子力表现为引力力并逐渐增大

C、当分子间距离大于10r0以后,分子力变得十分微弱,可以忽略不计了

D、分子间的这样复杂的作用力其本质是组成分子的带电粒子间的电场力引起的

2、分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成,则下列说法不正确的是()

A.f斥和f引是同时存在的B.当r<r0时,f引总是小于f斥,其合力总表现为斥力 

C.分子之间的距离越小,f引越大,f斥越大D.分子之间的距离越大,f引越大,f斥越小

3、通常情况下的固体在拉力的作用下发生拉伸形变时,关于分子间的作用力的变化,下列说法正确的是()

A.分子间的斥力增大,引力减小,分子力为斥力

B.分子间的引力增大,斥力减小,分子力为引力

C.分子间的引力和斥力都增大,但斥力比引力增加得快,分子力为斥力

D.分子间的引力和斥力都减小,但斥力比引力减小得快,分子力为引力

4、两个分子之间的距离

,开始增大距离,直至相距

的过程中()

A.分子力先为引力,后为斥力B.分子力的大小是先变小后变大

C.先是克服分子力做功,后是外力做功D.先是分子力做功,后是外力克服分子力做功

5、以下现象能说明分子间有斥力的是()

A.一根细铅丝很难被拉断B.沾在物体上的灰尘能被抖掉

C.液体很难被压缩D.用浆糊很难把两块木头粘合在一起

6.两块光滑、干燥的玻璃,能紧贴在一起却不能结合成一块,原因是()

A.两块玻璃分子间距离太大,作用力太小了

B.两块玻璃分子间距离太小,斥力起主要作用了

C.两块玻璃分子间不存在作用力D.两块玻璃中的分子运动太慢了

7、液体、固体很难被压缩,这是因为()

A.分子间有间隙B.分子间有引力C.分子间有斥力D.分子在不停地做无规则运动

8、下列说法中哪些是正确的()

A、碎玻璃不能拼在一起,说明分子间存在斥力B、焊接是利用分子间的引力

C、粉笔在黑板上一画,就留下痕迹,是利用分子间的引力

D、面粉搀水后能揉成团,是因为分子间的引力

9、物质是由_______组成的,它们都在做_________运动;它们之间有相互作用的______力和______力,这就是分子运动理论的初步知识。

10、气体压缩到一定程度时也很难继续压缩,这是什么原因?

 

4、温度和温标

知识导读

1、教学目标:

(1)知识与技能:

1)知道温度表示物体的冷热程度。

2)理解摄氏温度的规定。

3)了解自然界的一些温度值。

4)学会温度计的正确使用方法。

(2)过程、能力与方法:

1)通过阅读、观察,知道温度计的原理、构造等,培养学生的阅读能力、语言表达能力。

2)通过学习活动,培养学生设计实验、动手实验、观察实验的能力。

培养学生的分析概括能力。

3)通过阅读、讨论、交流、动手实验,使学生学会温度计的正确使用方法。

(3)态度与价值观:

1)通过实验活动,培养学生的团队合作精神、实事求是的科学态度。

2)通过实验探究培养学生勇于探索、勇于创新的精神。

3)通过实验培养学生使用物理仪器测量的良好习惯。

2、教学重点:

1)理解摄氏温度的规定。

2)学会温度计的正确使用方法。

3、教学难点:

1)理解摄氏温度。

2)如何做到读数既快又准确。

知识早知道:

1.在物理学中,通常把所研究的对象称为系统。

2.体积、压强、温度等描述系统状态的物理量,叫做系统的__________。

为了描述系统的状态,用体积描述它的__________性质,用压强描述__________性质,用温度描述__________性质。

3.如果两个系统相互接触而达到了某个“共同性质”,此时我们说两个系统达到了__________。

如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,这个结论称为__________,也叫__________。

4.两个系统处于热平衡时,它们具有一个“共同性质”,我们就把表征这一“共同性质”的物理量定义为__________。

如果要定量地描述温度,就必须有一套方法,这套方法就是__________。

制作温度计也要先确定温标。

5.摄氏温标的规定:

把冰水混合物的温度规定为__________,沸水温度规定为__________。

0℃和100℃之间分成100等份,每一等份算做__________。

6.热力学温标:

它是国际单位制中七个基本量之一,简称__________,又称__________,用T表示。

单位是__________,简称__________,符号为__________。

它与摄氏温标的关系T=t+273.15K

典型例题:

例题1、观察温度计,回答下列问题:

(1)测温物质是什么?

答:

水银或者酒精或煤油等

(2)测温原理是什么?

答:

液体的热胀冷缩性质

(3)是如何分度的?

对于摄氏温度,先确定0℃和100℃,然后在0℃和100℃之间100等分,每一份为1℃。

例题2、一根长铁丝,一端插入100℃的沸水中,另一端放在0℃恒温源中,经过足够长的时间,温度沿铁丝有一定的分布,而且不会随时间变化。

这时候铁丝的状态是平衡态吗?

解析:

这种状态不是平衡态,只是一种稳定状态,因为存在外界的影响。

当撤去外界影响,系统各部分的状态参量就会变化。

课后练习

1、广州市某天记录得到中午气温28℃的最高气温,在夜晚又记录得到11℃的最低气温,则该天最大气温差是___________℃。

2、下列使用温度计的步骤,按正确的操作顺序排列应为____________________。

(A)让温度计的玻璃泡全部浸没在被测液体中(B)取量程适宜的温度计

(C)取出温度计(D)估计被测物体的温度(E)让温度计与被测物体接触一段时间

(F)观察温度计的读数

3、下列有关热力学温度和摄氏温度的关系中,正确的是()

A.10℃用热力学温度表示是10K

B.10℃用热力学温度表示是263K

C.升高10℃用热力学温度表示升高10K

D.升高10℃用热力学温度表示升高283K

4、什么是热力学温标?

什么是热力学温度?

二者有何联系?

二者有何区别?

 

5、热力学温度与摄氏温度有什么相同之处?

有什么不同之处?

它们之间如何进行换算?

 

5、内能

知识导读

1、知识与技能

   1.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。

   2.知道热传递可以改变物体的内能。

   3.知道热传递过程中,所传递内能的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。

   4.知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。

2、过程与方法

  1.通过类比加深理解分子势能。

 3、情感态度与价值观

   通过分析、类比、学会用类比的方法研究问题。

培养良好的科学态度和求实精神,帮助学生树立勇攀科学高峰的理想和志向。

 4、重点和难点

   重点、难点:

正确理解内能的概念。

知识早知道

__________是物体分子平均动能的标志。

一个物体温度越高,它的分子的无规则运动越______,物体的______就越大。

分子势能的大小是由分子间__________所决定的。

物体内部大量分子做无规则运动所具有的能的总和,叫做物体的______。

典型例题

例题1、相同质量的0℃的水与0℃的冰相比较()

  A、它们的分子平均动能相等  B、水的分子势能比冰的分子势能大

  C、水的分子势能比冰的分子势能小 D、水的内能比冰的内能多

解析:

质量相同的水和冰,它们的分子个数相等;温度相等,所以分子平均动能相等,因此它们总的分子动能相等。

由水结成冰,需要释放能量,所以相同质量、温度的水比冰内能多,由于它们总的分子动能相等,所以水比冰的分子势能大。

本题很容易误认为水结成冰,体积增大,所以内能增大。

答案:

ABD

例题2、下面有关机械能和内能的说法中正确的是

  A、机械能大的物体,内能一定也大

  B、物体做加速运动时,其运动速度越来越大,物体内分子平均动能必增大

  C、物体降温时,其机械能必减少

  D、摩擦生热是机械能向内能的转化

解析:

机械能与内能有着本质的区别,对于同一物体,机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的,而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定的。

答案:

D

例题3、有两瓶质量和温度都相等的氢气和氧气,则()

A、两瓶中每个分子运动的动能都相等

B、两瓶中分子运动的总动能相等

C、氢气内部分子的总动能大于氧气内部分子的总动能

D、氢气内部分子的总动能小于氧气内部分子的总动能

解析:

温度是分子平均动能的标志,氢气和氧气温度相等,所以分子平均动能相等;而两者质量相同,则氢气分子数目远大于氧气分子数,因而氢气分子的总动能大于氧气分子的总动能,选项C正确。

而拿出个别分子来看,动能的大小是没法比较的,不一定谁的大。

A错,B、D也错。

答案:

C

例题4、当物体的温度升高时,下列说法中正确的是()

A、每个分子的温度都升高B、每个分子的热运动都加剧

C、每个分子的动能都增大D、物体分子的平均动能增大

解析:

温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子平均动能增加;温度降低,分子平均动能减少;但并不是每个分子的动能都变化,温度是大量分子的统计结果,对少数几个分子谈温度是没有意义的。

答案:

D

课后练习

1.关于内能,下列说法正确的是()

A.一个分子做无规则运动所具有的能B.大量分子做无规则运动所具有的能

C.0℃物体内能为零D.温度高的物体具有的内能多

2.气体膨胀对外做功的过程是()

A.机械能转化为内能,气体温度升高B.内能转化为机械能,气体温度降低

C.气体内能增加,是消耗了内能D.内能转化为机械能,气体温度升高

3.一个物体温度升高了,则()

A.它一定吸收了热量B.一定是对它做功

C.它含有的热量增加D.它的内能可能增加

4.在国际单位制中规定,各种形式能的单位都是______。

5.用打气筒给自行车胎打气时,胎内气的______能增大。

6.用铁锤多次敲打铁块后,铁块的温度会升高,这是通过______的方法增加了它的内能。

7.煮稀饭时,锅盖被水蒸气顶起来,水蒸气对锅盖做______,水蒸气的内能______。

 

本章小结

 

第七章单元检测

1.只要知道下列哪一组物理量,就可以估算出气体中分子的平均距离()

A.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和质量

B.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和密度

C.阿伏加德罗常数、该气体的摩尔质量和体积

D.该气体的密度、体积和摩尔质量

2.分子间的相互作用力由引力f引和斥力f斥两部分组成,则()

A.f引和f斥是同时存在的B.当f引大于f斥时,其合力表现为引力

C.分子间的距离越小,f引越小,f斥越大D.分子间的距离越小,f引越大,f斥越小

3.如图7—7中关于布朗运动的实验,下列说法正确的是()

A.图中记录的是分子无规则运动的情况

B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹

C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显

D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越激烈

4.比较100℃时,18克的水、18克的水蒸气和32克氧气可知()

A.分子数相同,分子的平均动能相同

B.分子数相同,分子的内能也相同

C.分子数相同,分子的平均动能不相同D.分子数不同,分子的平均动能相同

5.在测定分子大小的油膜实验中,下列假设与该实验无关的是()

A.油膜中分子沿长度方向排列B.油膜为单层分子且都是球形

C.油膜的体积等于分子体积之和D.分子是一个挨一个排列的,间隙可忽略

6.关于内能的概念,下列说法中正确的是()

A.温度高的物体,内能一定大B.物体吸收热量,内能一定增大

C.0℃的冰熔解为0℃的水,内能一定增大D.质量大的物体,内能一定增大

7.在图7—8中,容器A、B各有一个可自由移动的轻活塞。

活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A、B的底部由带有阀门K的管道相连,整个装置与外界无热交换。

原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐流向B中,最后达到平衡。

在这个过程()

A.大气压力对水做功,水的内能增加

B.水克服大气压力做功,水的内能减少

C.大气压力对水不做功,水的内能不变

D.大气压力对水不做功,水的内能增加

8.物质是由组成的,一般分子直径的数量级是。

9.在平均深度是10m、水面面积为10km2的湖里投入1g食盐,假设食盐均匀地溶解在湖水里,那么1cm3的水里所含食盐分子的个数为。

(食盐的摩尔质量为58.5g,结果保留两位有效数字)

10.将1cm3油酸溶于酒精,制成200cm3的油酸酒精溶液,已知1cm3溶液有

50滴,现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上,随着酒精溶于水,油酸在水面上形成一单分子薄层,已测出这一薄层的面积为0.2m2,由此可估测油酸分子直径是多少?

11.两人共同拉锯伐木,每人在180s内拉动60次,每次拉动的距离为75cm,

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