选修3-3全册导学案

高二物理导学案姓名班级选修3-4选修3-3-2-导学案：选修3-3第七章分子动理论7.1物体是由大量分子组成的学习目标：1、知道物体是由大量分子组成的2、知道油膜法测分子大小的原理，并能进行测量和计算。3、知道分子的球形模型，知道分子直径的数量级。4、知道阿伏加德罗常数的物理意义、数值和单位。学习重点：知道分子大小的数量级；用阿伏伽德罗常数进行有关计算或估算的方法；学习难点：理解和学会用单分子油膜法估算分子大小（直径）的方法（一）热学内容简介热学知识主要分为两部分：第一部分是从微观角度研究热学问题，即从分子动理论的观点认识热现象；第二部分是从宏观角度研究热学问题，即从能量的观点认识热现象。这一章先学第一部分，即从分子动理论的观点来认识热现象。（注：物理学中把原子、分子、离子统称为分子，区别与化学中的分子）学习过程：一、分子大小的测定【问】分子很小，小到什么程度？例：１厘米3的水，分子数为3.35×1022个，若均匀分布地球表面，则亿个/米2；若我们吸满一个口腔的空气，以1亿个/秒的速度吸入气体分子，达到1大气压需要2200个世纪。分子极其微小，怎样才能知道分子的大小呢？（1）、粗略测定法：单分子层油膜法测分子直径阅读课本测定分子大小的方法（油膜法），思考【思考题】什么方法来测定分子的大小和直径？怎样才能用此方法来测分子的直径和大小？用此方法测分子直径的科学依据是什么？油膜法测定分子直径：对应具体的数据计算①取一滴油，测出其体积1厘米3②稀释（放大）加溶剂至200厘米3③取稀释液1滴如125滴为1厘米3，此时含油为1/(200·125)厘米3④扩展成油膜水面尽量扩展⑤测油膜面积单层划格，得S一般油膜能达到1/4～1/3米2，以割补法求所占格的面积⑥设分子为球形且单层排列理想化模型⑦计算厚度（直径）D＝1/(200·125·S)厘米2、测定原理d=V/s3、科学依据：①油分子看成球形②将油膜看成单分子油膜③不考虑油分子之间的间隙注：建立理想化分子模型是物理研究的重要方法4、分子直径的数量级：10-10m水d-3-举例：水分子直径的数量级4×10-10m；氢气分子直径2.3×10-10m。例1：体积是10-4cm3的油滴滴于水中，若展开成一单分子油膜，则油膜面积的数量级是（B）A.102cm2B.104cm2C.106cm2D.108cm2例2：将1cm3的油酸溶于酒精，制成200cm3的油酸酒精溶液，已知1cm3的溶液有50滴。现在取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶液溶于水，油酸在水面上形成以单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此估算油酸分子的大小。5×10-10m（2）利用离子显微镜测定分子的直径。二、阿伏加德罗常数【问】：怎么理解“摩尔”？无法直接测得的分子大小、分子质量跟宏观的摩尔体积、摩尔质量联系在一起。【问】：摩尔质量、摩尔体积的意义？【问】：微观物理量的估算若已知阿伏伽德罗常数，可对液体、固体的分子大小进行估算。事先我们假定近似地认为液体和固体的分子是一个挨一个排列的（气体不能这样假设）。提问：1mol水的质量是M=18g，那么每个水分子质量如何求？提问：若已知铁的相对原子质量是56，铁的密度是7.8×103kg／m3，试求质量是1g的铁块中铁原子的数目（取1位有效数字）。又问：是否可以计算出铁原子的直径是多少来？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，V0-4-5.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．3.0×10-10cmB．3.5×10-9cmC．4.0×10-8cmD．5.0×10-10cm7、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、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．10、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?图7—1图7—2图7—3-5-导学案：选修3-3第七章分子动理论7.2分子的热运动学习目标：1、了解扩散现象是由于分子的热运动产生的2、知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。3、知道什么是热运动及决定热运动激烈程度的因素重点难点：扩散现象和分子永不停息地做无规则运动学习过程：【导读】仔细研读教材，完成下列任务1、扩散现象是指2、举例说面扩散现象在科技中的应用3、扩散现象说明了4、教材第6页实验图7.2-4是在用观察说明：图上画的几个布朗颗粒运动的路线，指出这不是布朗微粒运动的轨迹，它只是每隔30s观察到的位置的一些连线。实际上在这短短的30s内微粒运动也极不规则，绝不是直线运动。5、图7.2-5反映的是在（显微镜还是肉眼）下看到的，从这个结果看出【议论与思考】教材图7.2-5是法国物理学家佩兰在1908年研究布朗运动时对三个运动微粒位置变化的真实记录。根据这个事实，你能否定布朗运动时由外界因素（例如振动、对流）引起的说法吗6、关于这种运动的原因，布朗起初的猜想是，后来呢？7、布朗运动与温度的关系是8、什么是布朗运动？9、布朗运动时怎样产生的？10、我们虽然无法直接看见分子的无规则运动，悬浮微粒的无规则运动并不是，但微粒运动的无规则性，的无规则性。11、什么是分子的热运动？-6-12、分子的热运动与温度的关系是总结：（1）固体颗粒是由大量分子组成的，仍然是宏观物体；显微镜下看到的只是固体微小颗粒，光学显微镜是看不到分子的；布朗运动不是固体颗粒中分子的运动，也不是液体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动。无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此，布朗运动间接地证实了液体分子的无规则运动。（2）布朗运动随温度升高而愈加激烈，在扩散现象中，也是温度越高，扩散进行的越快，而这两种现象都是分子无规则运动的反映。这说明分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子无规则运动越激烈。所以通常把分子的这种无规则运动叫做热运动。例题：【例1】关于布朗运动的正确说法是（）A、因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动B、布朗运动反映了分子的热运动.C、在室内看到的尘埃不停地运动是布朗运动D、用显微镜观察悬浮在水中的小碳粒，小碳粒在不停地做无规则运动.【例2】下列有关布朗运动与扩散现象的叙述中，正确的是（）A、扩散现象与布朗运动都是分子的运动B、扩散现象与布朗运动没有本质的区别C、扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律.D、扩散现象与布朗运动都与温度有关.【例3】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.-7-3、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、下列现象中叙述正确的是（）A、用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有间隙B、在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就变咸，这是食盐分子的扩散现象.C、把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起在常温下放置四五年，结果铅和金就互相渗入而连在一起，这是两种金属分别做布朗运动的结果D、把碳素墨水滴入清水中，稀释后，借助显微镜能够观察到布朗运动现象，这是碳分子无规则运动引起的7、对以下物理现象的正确分析是（）①从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞②上升的水蒸气的运动③用显微镜观察悬浮在水中的小碳粒，小碳粒不停地做无规则④向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动A、①②③属于布朗运动B、④属于扩散现象.C、只有③属于布朗运动.D、以上结论均不正确8、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-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.图7—4-8-导学案：选修3-3第七章分子动理论7.3分子间的作用力【学习目标】1．知道分子间存在空隙。2．知道分子之间同时存在着引力和斥力，其大小与分子间距离有关。3．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。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【自主学习】通读课本，完成下面的填空。一、分子间的作用力（一）分子间同时存在相互作用的引力和斥力物体在被拉伸时需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间存在着相互的作用；同时物体在被压缩时也需要一定的外力，这表明组成物质的分子之间还存在着相互的作用．（二）分子之间的作用力及其变化1．分子力：分子之间同时存在着相互的，分子力是指这两个力的。2．分子间作用力的变化：①当分子间距离0rr时(0r为m1010)引力和斥力，此时二力的合力为零，即分子间呈现出没有作用力，此时分子所处的位置称为．②当分子之间距离0rr时，分子之间