理论教育 宇宙与微观世界:分子动理论与内能

宇宙与微观世界:分子动理论与内能

时间:2023-08-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:【学习要求】1.知道常见的物质是由分子、原子构成的.2.知道原子是由原子核和电子构成的,了解原子的核式模型.了解人类探索微观世界的历程,关注人类探索微观世界的新进展.3.观察摩擦起电现象,探究并了解同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.4.了解人类探索太阳系及宇宙的历程,知道对宇宙的探索将不断深入,关注探索宇宙的一些重大活动.5.了解物质世界从微观到宏观的大致尺度.6.通过自然界和生活中的一些简单热

宇宙与微观世界:分子动理论与内能

【学习要求】

1.知道常见的物质是由分子、原子构成的.

2.知道原子是由原子核电子构成的,了解原子的核式模型.了解人类探索微观世界的历程,关注人类探索微观世界的新进展.

3.观察摩擦起电现象,探究并了解同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引.

4.了解人类探索太阳系及宇宙的历程,知道对宇宙的探索将不断深入,关注探索宇宙的一些重大活动.

5.了解物质世界从微观到宏观的大致尺度.

6.通过自然界和生活中的一些简单热现象,了解分子热运动的一些特点.知道分子动理论的基本观点.

7.了解内能.

【知识网络】

【知识要点】

1.分子动理论的基本观点

(1)常见的物质是由大量分子组成的.

(2)分子一直在不停地运动着.

扩散:不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象.

(3)分子之间不仅存在着吸引力,还存在着排斥力.

2.内能

物体内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.

物体的内能和温度有关.温度越高,内能越大.

3.宇宙探秘

宇宙是一个有层次的天体结构系统,地球是太阳系中的普通一员,而太阳又是银河系数以千亿颗恒星中的一个.

【典型例题】

例1 物质世界多姿多彩,以下与物质有关的说法,正确的是(  ).

A.巨大的天体是由分子组成,灰尘不是由分子组成

B.物质处于不同状态时具有不同的物理性质与分子的排列方式、作用力的变化无关C.纳米技术研究的都是结构尺寸为1mm左右的分子

D.原子结构与太阳系结构相似

点拨 本题涉及物质的微观结构、纳米科学技术的研究对象和太阳系结构等知识.

例2 下列说法中正确的是(  ).

A.温度为0℃的物体没有内能  B.温度高的物体内能一定大

C.物体的内能增加,它的温度一定升高  D.物体的温度升高,它的内能就增加

点拨 内能是指物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和.所以,内能的大小和物体所含分子的多少、分子运动动能及分子势能等三个因素有关.其中,分子运动动能和物体的温度有关.温度高,分子运动动能大;温度低,分子运动动能小.只有了解了内能的概念,才能正确地回答这个问题.

例3 将一束扯成线状的塑料捆扎绳用清洁干燥的手自上而下地捋,塑料绳就会向四周散开,而且捋的次数越多,下端散开得越大,这是为什么?

点拨 本题涉及静电常识中的摩擦起电和同种电荷相斥的知识.(www.daowen.com)

【例题解析】

例1:常见的物质都是由分子组成的,巨大的天体是由分子组成,灰尘也是由分子组成,故选项A错.物质在不同物态表现出不同的性质是由分子的排列及分子间的作用力决定的,故选项B错.纳米科学技术研究的是结构尺寸在0.1~100nm范围内材料的性质和应用,故选项C错.在原子中,原子核居于中心,质量占了原子的大部分,核外电子的质量很小,且绕着原子核高速旋转;在太阳系中,太阳位于中心,质量也占了太阳系质量的大部分,行星绕它旋转,原子结构与太阳系结构相似,故选项D正确.

例2:物体的内能和物体所含分子的多少、分子运动的动能以及分子势能有关,温度为0℃的物体,分子运动并未停止,分子动能不为零,内能就不为零,故选项A错误;决定内能大小的因素除了分子运动的动能(与温度有关)以外,还有别的因素,比如两个物体各自所含分子数量的多少,所以温度高的物体内能不一定大,故选项B错误;物体吸收热量后内能增加了,但在某些特定情况下温度却不一定升高,如晶体熔化、液体沸腾时均要吸热,但温度却保持不变,故选项C错误;正确的选项是D.

例3:用清洁干燥的手自上而下地捋塑料捆扎绳因摩擦而起电;塑料绳带同种电荷,相互排斥,故塑料绳会向四周散开;捋的次数越多,塑料绳带同种电荷的数量越多,斥力越大,散开得越厉害.

自我评估

一、选择题

1.下列现象不能用分子动理论来解释的是(  ).

A.走进花园闻到花香  B.放入水中的糖块会使水变甜

C.天空中飞舞的雪花  D.水和酒精混合后总体积变小

2.关于粒子和宇宙的说法正确的是(  ).

A.太阳是宇宙的中心  B.原子核是由质子和中子构成的

C.固体的分子是静止不动的  D.分子间只存在吸引力

3.科学探究需要进行实验,在取得数据和事实后,再进行分析和推理.因此,在科学探究中我们需要区分事实与推论.对以下事实或推论的叙述判断正确的是(  ).

①在气体扩散实验中,抽去玻璃板后,红棕色的NO2气体进入到空气中.②在液体扩散实验中,红墨水滴入热水中,热水很快变红.③扩散现象表明,一切物质的分子都在不停地做无规则运动.④温度越高,分子的无规则运动越剧烈.

A.①②是事实,③④是推论  B.①②④是事实,③是推论

C.①是事实,②③④是推论  D.③④是事实,①②是推论

4.对静电现象的认识,下列说法中错误的是(  ).

A.自然界只存在正、负两种电荷  B.同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引

C.从静电现象认识到原子是可分的  D.摩擦起电创造了电荷

5.人们探索物质结构非常有效的方法是(  ).

A.通过类比联想,不需人通过实验来验证

B.可以用肉眼观察,通过大家的讨论总结得到

C.根据观察到的现象提出一种结构模型猜想,再通过实验收集证据

D.可以不加取舍地利用古人留下来的书本知识

6.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物,它是造成雾霾天气的主要原因之一.把它和电子、原子核、分子等粒子一起按照空间尺度由大到小排序,以下排序正确的是(  ).

A.PM2.5 分子 原子核 电子  B.分子 PM2.5 原子核 电子

C.分子 原子核 PM2.5 电子  D.分子 原子核 电子 PM2.5

二、应用与设计题

7.给你一个大的玻璃注射器,小橡皮帽一个,少量棕色的溴气,请设计一个实验:探究分子间存在着空隙.

图 7-6

8.某市轨道交通条例规定:禁止在地铁车厢内饮食,违者将被处罚.为了社会文明,公民不应在地铁车厢内饮食,请联系物理知识说明其中的道理.

9.如图7-6所示是氦原子的核式结构模型,其核外有两个电子绕核旋转,请你在图中用“⊕”表示质子,根据电子数在相应位置画出数量对应的质子.

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