高二物理名師點(diǎn)撥 分子的熱運(yùn)動原創(chuàng)人教

1、分子的熱運(yùn)動 【基礎(chǔ)知識誘思】通過初中階段的學(xué)習(xí)我們知道當(dāng)我們在房間的一角撒上香水，過一會兒整個房間都能聞到香味，又如將金塊和鉛塊壓緊在一起，放置足夠長的時間，我們會發(fā)現(xiàn)鉛中有金，金中有鉛，這些現(xiàn)象說明了組成物質(zhì)的分子互相擴(kuò)散進(jìn)了對方，我們稱之為擴(kuò)散現(xiàn)象說明組成物質(zhì)的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，那么還有哪些現(xiàn)象能說明分子在不停息地做無規(guī)則運(yùn)動呢？在高中階段我們將學(xué)習(xí)一種新的運(yùn)動布朗運(yùn)動 【重點(diǎn)難點(diǎn)解讀】問題一：布朗運(yùn)動解讀：（1）擴(kuò)散現(xiàn)象的特點(diǎn)從濃度大處向濃度小處擴(kuò)散擴(kuò)散快慢除與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)外，還與溫度有關(guān)從微觀機(jī)理看，擴(kuò)散現(xiàn)象說明了物質(zhì)的分子都在不停地運(yùn)動著（2）布朗運(yùn)

2、動的特點(diǎn)直接的觀察對象是懸浮在液體中的微小的固體顆粒雖然固體顆粒很微小，要用顯微鏡才能觀察到，但它仍是由大量分子組成的宏觀物體小顆粒做永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動，如圖1121所示，圖中顯示的是做布朗運(yùn)動的微粒的運(yùn)動情況，不是微粒運(yùn)動的真實軌跡，因為圖中的每段折線，是每隔30s時間觀察到的微粒位置的連線實際上，就是在這短短的30s內(nèi)小顆粒的運(yùn)動也是極不規(guī)則的固體顆粒越小，布朗運(yùn)動越明顯溫度越高，布朗運(yùn)動越激烈（4）布朗運(yùn)動產(chǎn)生的原因如圖1122所示，圖中描繪了一個顆粒受到它周圍液體分子撞擊的情景每個液體分子撞擊時都給小顆粒一定的沖力，由于小顆粒體積很小，在某一瞬間和它相撞的分子數(shù)也比較少，如果從某一個

3、方向撞擊的分子數(shù)多于從其他方向撞擊的分子數(shù)，小顆粒受到的沖力就不平衡，它將在沖力大的方向產(chǎn)生加速度下一瞬間，在另外一個方向上受到的沖力大一些，小顆粒又在那個方向產(chǎn)生加速度這樣，就引起了小顆粒的無規(guī)則的運(yùn)動（4）布朗運(yùn)動的意義盡管布朗運(yùn)動本身并不是分子的運(yùn)動，但由于它的形成原因是由于分子的撞擊所致，所以它能反映分子的運(yùn)動特征，這就是布朗運(yùn)動的意義所在具體地講：布朗運(yùn)動的永不停息，說明分子的運(yùn)動是永不停息的；布朗運(yùn)動的路線是無規(guī)則的，說明分子的運(yùn)動是無規(guī)則的；溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈，說明分子的無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度也與溫度有關(guān)，在宏觀上與溫度有關(guān)的現(xiàn)象稱做熱現(xiàn)象布朗運(yùn)動的種種特征充分表明：分子做永

4、不停息的無規(guī)則運(yùn)動熱運(yùn)動問題二：分子熱運(yùn)動解讀：（1）分子的無規(guī)則運(yùn)動叫做熱運(yùn)動（2）分子的熱運(yùn)動是與溫度有關(guān)的現(xiàn)象，溫度越高，熱運(yùn)動越劇烈（3）宏觀上的熱現(xiàn)象是物質(zhì)內(nèi)部大量分子無規(guī)則運(yùn)動的表現(xiàn)（4）實驗基礎(chǔ)：布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象溫度越高，布朗運(yùn)動越劇烈，擴(kuò)散也越快，這都反映了分子的無規(guī)則運(yùn)動跟溫度密切相關(guān) 【解題技法點(diǎn)撥】在本節(jié)的內(nèi)容中主要講述了反映分子做無規(guī)則運(yùn)動的兩種特殊運(yùn)動擴(kuò)散運(yùn)動和布朗運(yùn)動解題時須牢記二種運(yùn)動的區(qū)別，擴(kuò)散運(yùn)動是分子的運(yùn)動，而布朗運(yùn)動是小顆粒的運(yùn)動，其反映的實質(zhì)相同即分子在做無規(guī)則運(yùn)動例 下列有關(guān)擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動的評說中，正確的是（ ）A擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動都說

5、明分子在永不停息地運(yùn)動B擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動沒有本質(zhì)的區(qū)別C擴(kuò)散現(xiàn)象突出說明了物質(zhì)的遷移規(guī)律，布朗運(yùn)動突出了分子運(yùn)動的無規(guī)則性規(guī)律D擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動都與溫度有關(guān)點(diǎn)撥：布朗運(yùn)動沒有終止，而擴(kuò)散現(xiàn)象有終止，當(dāng)物質(zhì)在所能達(dá)到的空間實現(xiàn)了分布均勻時，那么擴(kuò)散現(xiàn)象就結(jié)束，擴(kuò)散現(xiàn)象結(jié)束不能再反映分子運(yùn)動是否結(jié)束，因此能說明分子永不停息地運(yùn)動的只有布朗運(yùn)動，故A錯擴(kuò)散是分子的遷移，布朗運(yùn)動是宏觀顆粒的運(yùn)動，是兩種完全不同的運(yùn)動，則B錯兩個現(xiàn)象說明了分子運(yùn)動的兩個不同側(cè)面的規(guī)律，故C正確兩種運(yùn)動都隨溫度的升高而加劇，所以都與溫度有關(guān)，則D正確答案：CD 【經(jīng)典名題探究】考點(diǎn)一：常見的擴(kuò)散現(xiàn)象例1 下

6、列四種現(xiàn)象中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的有（ ）A雨后的天空中懸浮著很多的小水滴B海綿吸水C在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快就會變咸D把一塊煤塊貼在白墻上，幾年后鏟下煤發(fā)現(xiàn)墻中有煤分析：擴(kuò)散現(xiàn)象是指兩種不同的分子互相滲透到對方的現(xiàn)象，它也是分子運(yùn)動引起的天空中的小水滴不是分子，小水滴也是由大量水分子組成的，這里小水滴懸浮于空氣中并非分子運(yùn)動所為，故A項不對同樣，海綿吸水也不是分子運(yùn)動的結(jié)果，海綿吸水是一種毛細(xì)現(xiàn)象，故B項也不對而整杯水變咸是鹽分子滲透到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子滲透的結(jié)果，故C對項正確答案：CD探究：通過本題，你可以看出，擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的運(yùn)動，而不是小顆粒的運(yùn)動；布朗運(yùn)動是小顆粒的

7、運(yùn)動而不是分子的運(yùn)動，但是它卻反映了分子的運(yùn)動姊妹題 下列屬于布朗運(yùn)動的是（ ）A向一杯清水中滴入幾滴紅墨水，整杯水變紅B向一杯清水中滴入幾滴碳素墨水，整杯水變黑C從射來的陽光束中，可看到空氣里的微粒上下飛舞D炒菜時放鹽，可使食物內(nèi)部變得有咸味答案：B考點(diǎn)二：布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象的異同例2 關(guān)于布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）A布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都可以在氣、液、固體中發(fā)生B布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運(yùn)動C布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯D布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象都是永不停息的分析：本題的關(guān)鍵是理解布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象的異同布朗運(yùn)動不能在固體中發(fā)生，擴(kuò)散現(xiàn)象可以在固體中發(fā)生布朗運(yùn)動不是分子

8、的運(yùn)動，而擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的運(yùn)動布朗運(yùn)動永不停息，而擴(kuò)散現(xiàn)象當(dāng)達(dá)到動態(tài)平衡后就會停止它們的相同點(diǎn)是溫度越高現(xiàn)象越明顯，故A、B、D項錯誤答案：C探究：通過本題可總結(jié)出布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象的異同之處嗎？同：都反映了組成物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動，且劇烈程度與溫度有關(guān)；異：布朗運(yùn)動是小顆粒的運(yùn)動；而擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的實際運(yùn)動；兩者發(fā)生的范圍不同；持續(xù)時間不同姊妹題 關(guān)于布朗運(yùn)動的下列說法中正確的是（ ）A布朗運(yùn)動是指懸浮在液體中的固體小顆粒的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動B布朗運(yùn)動是指液體分子的無規(guī)則運(yùn)動C布朗運(yùn)動說明固體小顆粒的分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動D布朗運(yùn)動說明了液體分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動答案：AD考點(diǎn)三

9、：擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動和對流的異同例3 下列關(guān)于布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象和對流的說法正確的是（ ）A布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象和對流在月球表面都能進(jìn)行B布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象和對流在宇宙飛船里都能進(jìn)行C布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象在月球表面能夠進(jìn)行，而對流則不能進(jìn)行D布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象在宇宙飛船里能夠進(jìn)行，而對流不能進(jìn)行分析：布朗運(yùn)動、擴(kuò)散都是分子無規(guī)則運(yùn)動的結(jié)果，不需要附加外界的條件而對流則需要在有重力作用的條件下才能進(jìn)行因此，布朗運(yùn)動、擴(kuò)散和對流在月球表面都能進(jìn)行，只不過對流在月球表面進(jìn)行得慢罷了宇宙飛船里處于完全失重狀態(tài)，所以對流不能進(jìn)行答案：AD探究：通過本題，我們須牢記擴(kuò)散運(yùn)動、布朗運(yùn)動和對流運(yùn)動三者的區(qū)別及發(fā)生

10、條件姊妹題 關(guān)于布朗運(yùn)動、擴(kuò)散現(xiàn)象和對流，下列說法中正確的是（ ）A布朗運(yùn)動是固體微粒的運(yùn)動，反映了液體分子的無規(guī)則運(yùn)動B布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象及對流都需要在重力的作用下才能進(jìn)行C布朗運(yùn)動和擴(kuò)散現(xiàn)象不需要在重力作用下就能進(jìn)行D對流在完全失重情況下不能發(fā)生答案：ACD 【思維誤區(qū)診斷】易錯點(diǎn)：布朗運(yùn)動的路線記錄圖只是固體顆粒在不同時刻的位置的連線并不是顆粒運(yùn)動的真實軌跡，往往錯認(rèn)為這些連線是顆粒的運(yùn)動路線而致錯例 如圖1123所示，是做布朗運(yùn)動小微粒運(yùn)動路線記錄的放大圖，顆粒在A點(diǎn)開始計時，每隔30s記下小顆粒所在的一個位置得到B、C、D、E、F、C、H、K、I等點(diǎn)，則小顆粒在75s末時的

11、位置，以下敘述正確的是（ ）A一定在CD連線的中點(diǎn)B一定不在CD連線的中點(diǎn)C可能在CD連線上，但不一定是CD連線的中點(diǎn)D可能在E點(diǎn)誤點(diǎn)診斷錯解一：微粒在液體中做直線運(yùn)動，但在液體分子的沖擊力作用下不可能做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)在CD的連線上，且一定不在CD連線的中點(diǎn)，B項正確錯解二：微粒在大量無規(guī)則運(yùn)動的液體分子的沖擊力作用下，它的運(yùn)動是無規(guī)則性的，即使在短短的30s內(nèi)，它也不是按圖示的折線運(yùn)動，故75s時一定在哪個位置就不能肯定，因此A、B兩項錯誤E點(diǎn)是該微粒在120s時所處的位置，因此75s時微粒不可能運(yùn)動到E點(diǎn)，故本題的正確選項為C名師批答：本題最易錯的是用宏觀的運(yùn)動規(guī)律去解釋分子的運(yùn)動微粒在

12、大量的無規(guī)則運(yùn)動的液體分子的頻繁撞擊作用下，它的運(yùn)動是無規(guī)律的即使在短短的30s內(nèi)，它也不是按圖示的折線運(yùn)動，在這30s內(nèi)，它的位置會發(fā)生無數(shù)次的改變因此，在75s末時在什么位置都有可能，在什么位置也都不一定所以，像“一定在什么位置”或“一定不在什么位置”這種肯定的答案都是不正確的“可能”或“不一定”的答案是正確的答案：CD【同步達(dá)綱練習(xí)】基礎(chǔ)知識1在長期放著煤的墻角處，地面和墻角相當(dāng)厚的一層染上了黑色，這說明（ ）A分子是在不停地運(yùn)動著B煤是由大量分子組成的C分子之間有空隙D物體之間有相互作用力2說明物體內(nèi)分子做無規(guī)則運(yùn)動的現(xiàn)象有（ ）A空氣對流B擴(kuò)散現(xiàn)象C布朗運(yùn)動D熱輻射3下面所列現(xiàn)象中，

13、能說明分子是不斷運(yùn)動著的是（ ）A將香水瓶蓋打開后能聞到香味B汽車開過后，公路上塵土飛揚(yáng)C灑在地上的水，過一段時間就干了D懸浮在水中的花粉做無規(guī)則的運(yùn)動4下列關(guān)于布朗運(yùn)動的說法中，正確的是（ ）A液體溫度越低，布朗運(yùn)動越顯著B液體溫度越高，布朗運(yùn)動越顯著C懸浮顆粒越小，布朗運(yùn)動越顯著D懸浮顆粒越大，布朗運(yùn)動越顯著5在顯微鏡下觀察稀釋了的碳素墨水，將會看到（ ）A水分子的運(yùn)動情況B碳分子的運(yùn)動情況C水分子對碳顆粒的作用D碳顆粒的無規(guī)則運(yùn)動6關(guān)于布朗運(yùn)動，下列說法正確的是（ ）A布朗運(yùn)動就是分子運(yùn)動，布朗運(yùn)動停止了，分子運(yùn)動也暫時停止B微粒做布朗運(yùn)動，充分說明了微粒內(nèi)部分子是不停地做無規(guī)則運(yùn)動的C

14、布朗運(yùn)動是無規(guī)則的，因此它說明了液體分子運(yùn)動是無規(guī)則的D布朗運(yùn)動的無規(guī)則勝，是由于外界條件無規(guī)律的變化而引起的7用顯微鏡觀察放在水中的花粉，追蹤幾粒花粉，每隔30s記下它們的位置，用折線分別依次連接這些點(diǎn)，如圖1124所示圖示折線是否為花粉的運(yùn)動徑跡？是否為水分子的運(yùn)動徑跡？8為什么把大量分子的無規(guī)則運(yùn)動叫做熱運(yùn)動？能力提升1布朗運(yùn)動的發(fā)現(xiàn)，在物理學(xué)上的主要貢獻(xiàn)是（ ）A說明了懸浮微粒時刻做無規(guī)則運(yùn)動B說明了液體分子在做無規(guī)則運(yùn)動C說明了懸浮微粒做無規(guī)則運(yùn)動的激烈程度與溫度有關(guān)D說明了液體分子與懸浮微粒之間有相互作用力2如圖1125所示，一個正立方體小顆粒懸浮在液體中，t0時刻，假設(shè)前后和上下

15、兩面的撞擊均衡，而來自右邊的撞擊作用比左邊的小；t=t1時刻，前后和左右的撞擊均衡，上方受到的撞擊比下方受到的撞擊作用大在這段時間內(nèi)，顆粒的運(yùn)動應(yīng)該是（初始時刻粒子靜止）（ ）A先水平向右運(yùn)動，然后堅直向下運(yùn)動B先水平向左運(yùn)動，然后豎直向上運(yùn)動C先水平向右運(yùn)動，然后斜向下運(yùn)動D先水平向右運(yùn)動，然后斜向上運(yùn)動3較大的懸浮顆粒不做布朗運(yùn)動，是由于（ ）A液體分子不一定與顆粒相撞B各個方向的液體分子對顆粒沖力的平均效果相互平衡C顆粒的質(zhì)量大，不易改變運(yùn)動狀態(tài)D顆粒分子本身的熱運(yùn)動緩慢4以下實驗中，證明分子做無規(guī)則運(yùn)動的實驗是（ ）A布朗運(yùn)動實驗B油膜實驗C酒精和水混合實驗D離子顯微實驗5下列哪些現(xiàn)象

16、屬于熱現(xiàn)象（ ）A把一塊平滑的鉛板疊放在平滑的鋁板上，經(jīng)相當(dāng)長的一段時間把它們再分開，會看到它們相接觸的面都是灰蒙蒙的B把胡椒粉末放入菜湯中，最后胡椒粉末會沉在湯碗底，而我們喝湯時嘗到了胡椒的味道C含有泥沙的水經(jīng)一定時間會澄清D用砂輪打磨零件而零件溫度升高6下列說法中，正確的是（ ）A分子的運(yùn)動從群體上看有規(guī)律性，但單個分子的運(yùn)動無規(guī)律性B分子的運(yùn)動軌跡與布朗粒子運(yùn)動的軌跡相同C布朗粒子的運(yùn)動軌跡可以代表某個分子的運(yùn)動軌跡D布朗粒子越小運(yùn)動越明顯，揭示了平衡中有不平衡的哲理7懸浮顆越小，布朗運(yùn)動越明顯；懸浮粒子越大，布朗運(yùn)動越不明顯，以至于觀察不到這說明了什么問題？8在制造金屬零件時，常把金屬零件放入含碳的滲碳劑中，然后加熱這樣碳分子可滲入金屬的表面，使表面硬度增加試說明這樣做的道理   【參考答案】基礎(chǔ)知識1AC 2BC 3ACD 4BC 5D 6C7既不是花粉的運(yùn)動軌跡，也不是水分子的運(yùn)動徑跡分析：即使在這短短的30s內(nèi)，花粉的運(yùn)動也是極不規(guī)則的，幾乎沒有可能沿直線運(yùn)動，所以圖示折線不是花粉的運(yùn)動徑跡而水分子也做無規(guī)則