XX省專用學(xué)年高中物理第七章分子動理論第節(jié)分子的熱運動講義含解析新人教選修

PAGE第2節(jié)分子的熱運動1.不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象叫擴散現(xiàn)象。2．布朗運動是指懸浮在液體中的固體微粒不停息的無規(guī)則運動，它是液體分子無規(guī)則運動的反映，但并非液體分子的運動。3．懸浮微粒越小，液體溫度越高，布朗運動越明顯。4．分子永不停息的無規(guī)則運動叫熱運動，溫度越高，熱運動越激烈。一、擴散現(xiàn)象1．定義不同物質(zhì)能夠彼此進入對方的現(xiàn)象。2．產(chǎn)生原因物質(zhì)分子的無規(guī)則運動。3．意義反映分子在做永不停息的無規(guī)則運動。4．應(yīng)用生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時，在高溫條件下通過分子的擴散在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素。二、布朗運動1．概念懸浮微粒在液體(或氣體)中的無規(guī)則運動。2．產(chǎn)生原因大量液體(或氣體)分子對懸浮微粒撞擊作用的不平衡性。3．影響因素微粒越小、溫度越高，布朗運動越激烈。4．意義間接反映了液體(或氣體)分子運動的無規(guī)則性。三、分子的熱運動1．定義分子永不停息的無規(guī)則運動。2．宏觀表現(xiàn)布朗運動和擴散現(xiàn)象。3．特點(1)永不停息；(2)運動無規(guī)則；(3)溫度越高，分子的熱運動越激烈。1．自主思考——判一判(1)擴散現(xiàn)象在固體、液體、氣體中都能發(fā)生。(√)(2)布朗運動就是液體分子的無規(guī)則運動。(×)(3)懸浮微粒越大，布朗運動越明顯。(×)(4)布朗運動的劇烈程度與溫度有關(guān)。(√)(5)物體運動的速度越大，其內(nèi)部分子熱運動越激烈。(×)(6)擴散現(xiàn)象和布朗運動都是分子的運動。(×)2．合作探究——議一議(1)一碗小米倒入一碗大米中，小米進入大米的間隙之中是否屬于擴散現(xiàn)象？提示：擴散現(xiàn)象是指由于分子的無規(guī)則運動，不同物質(zhì)(分子)彼此進入對方的現(xiàn)象。顯然，上述現(xiàn)象不是分子運動的結(jié)果，而是兩種物質(zhì)的混合，所以不屬于擴散現(xiàn)象。(2)冬天里，一縷陽光射入教室內(nèi)，我們看到的塵埃上下舞動是布朗運動嗎？提示：不是。布朗運動是用肉眼無法直接看到的。(3)教材中布朗運動的觀察記錄圖是顆粒的運動軌跡嗎？提示：該記錄圖是每隔某一相等時間記錄的顆粒所在位置的連線，并不是顆粒運動的實際軌跡。對布朗運動和擴散現(xiàn)象的理解1．布朗運動的理解(1)布朗運動的特點①布朗運動是無規(guī)則的、永不停息的。②微粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越劇烈。(2)布朗運動產(chǎn)生的原因①布朗運動是懸浮在液體中的微小顆粒受到各個方向液體分子撞擊作用不平衡造成的。液體中許許多多做無規(guī)則運動的分子不斷地撞擊微小懸浮顆粒，當(dāng)微小顆粒足夠小時，它受到來自各個方向的液體分子的撞擊作用是不平衡的。在某一瞬間，微小顆粒在某個方向受到的撞擊作用強，它就沿著這個方向運動；在下一瞬間，微小顆粒在另一方向受到的撞擊作用強，它又向著另一個方向運動。任一時刻微小顆粒所受的撞擊在某一方向上占優(yōu)勢只能是偶然的，這樣就引起了微粒的布朗運動無規(guī)則性。②對布朗運動特點的解釋a．微粒越小，布朗運動越明顯。懸浮在液體中的微粒越小，在某一瞬間跟它相撞擊的分子數(shù)越少，撞擊作用的不平衡性就表現(xiàn)得越明顯，因此，布朗運動越明顯。懸浮在液體中的微粒越大，在某一瞬間跟它相撞擊的分子數(shù)越多，如圖所示，可以認(rèn)為各個方向的撞擊作用互相平衡，因此布朗運動不明顯，甚至觀察不到。b．溫度越高，微粒的布朗運動越明顯。溫度越高，液體分子的運動越劇烈，分子運動的速率越大，每次撞擊時對微粒的沖力越大，因而同一時刻微粒受到的各個方向的沖力的合力越大，微粒的加速度也越大，而使微粒的運動變得更劇烈。另外，溫度升高，分子運動的速率增大的同時，在單位時間內(nèi)分子對微粒碰撞的次數(shù)也增多，而使微粒的運動變得劇烈。綜上所述，溫度越高，布朗運動越明顯。(3)布朗運動的意義布朗運動不是固體顆粒中分子的運動，也不是液體分子的無規(guī)則運動，而是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動，無規(guī)則運動的原因是液體分子對它無規(guī)則撞擊的不平衡性。因此，布朗運動間接地反映了液體分子的無規(guī)則運動。2．布朗運動和擴散現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系布朗運動擴散現(xiàn)象區(qū)別產(chǎn)生條件固體微粒足夠小，懸浮在液體或氣體中兩種不同物質(zhì)相互接觸影響因素溫度的高低和微粒的大小溫度的高低、物態(tài)形式、物質(zhì)的濃度差現(xiàn)象本質(zhì)是液體或氣體分子無規(guī)則運動的反映是分子的運動聯(lián)系它們都直接或間接證實了分子的無規(guī)則運動1．[多選]下列現(xiàn)象是擴散現(xiàn)象的是()A．冬天早晨的薄霜在太陽升起后便消失了B．春天在公園里散步，隨處都能聞到花香味C．夏天陣雨過后馬路上的雨水過一段時間就干了D．北方深秋的沙塵暴漫天襲來解析：選ABC薄霜在太陽升起后消失了，是由于水分子擴散到空氣中；春天各種花的芳香分子擴散到空氣中傳得很遠(yuǎn)；馬路上的雨水蒸發(fā)到空氣中，地面就干了；沙塵暴是微粒的運動，不是擴散現(xiàn)象。故A、B、C正確。2．以下關(guān)于布朗運動的說法中，不正確的是()A．布朗運動證明，液體分子在做無規(guī)則運動B．布朗運動證明，懸浮微粒的分子在做無規(guī)則運動C．溫度越高布朗運動越劇烈D．懸浮微粒越小布朗運動越明顯解析：選B布朗運動證明，液體分子在做無規(guī)則運動，A選項正確，B選項錯誤；溫度越高，懸浮顆粒越小，布朗運動越明顯，C、D選項正確。3．(2017·江蘇高考)甲和乙圖是某同學(xué)從資料中查到的兩張記錄水中炭粒運動位置連線的圖片，記錄炭粒位置的時間間隔均為30s，兩方格紙每格表示的長度相同。比較兩張圖片可知：若水溫相同，________(選填“甲”或“乙”)中炭粒的顆粒較大；若炭粒大小相同，________(選填“甲”或“乙”)中水分子的熱運動較劇烈。解析：影響布朗運動快慢的因素有兩個，即懸浮顆粒的大小和液體溫度，顆粒越小布朗運動越明顯，液體溫度越高布朗運動越明顯，從題圖可以看出，乙中炭粒的布朗運動明顯，因此溫度相同時，甲中炭粒的顆粒大；顆粒相同時，乙中水的溫度高，水分子的熱運動較劇烈。答案：甲乙對分子熱運動的理解布朗運動和熱運動的區(qū)別與聯(lián)系布朗運動熱運動不同點研究對象懸浮于液體中的微粒分子觀察難易程度可以在顯微鏡下看到，肉眼看不到一般顯微鏡下看不到相同點①無規(guī)則；②永不停息；③溫度越高越激烈聯(lián)系周圍液體(氣體)分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動反映了分子的熱運動1．[多選]下列哪些現(xiàn)象屬于熱運動()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)一定時間后會澄清D．用砂輪打磨而使零件的溫度升高解析：選ABD熱運動在微觀上是指分子的運動，如擴散現(xiàn)象；在宏觀上表現(xiàn)為溫度的變化，如“摩擦生熱”、物體的熱傳遞等。而水的澄清過程是由于泥沙在重力作用下的沉淀，不是熱運動，C錯誤。故正確答案為A、B、D。2．[多選]下列所列詞句中，描述分子熱運動的是()A．酒香不怕巷子深 B．踏花歸去馬蹄香C．影動疑是玉人來 D.風(fēng)沙刮地塞云愁解析：選AB酒香在空氣中傳播，馬蹄上的花香在空氣中傳播都屬于擴散現(xiàn)象，是由分子無規(guī)則運動引起的，A、B正確。影動是由光學(xué)因素造成的，與分子熱運動無關(guān)，C錯誤。風(fēng)沙刮地是沙子在自身重力和氣流的作用下所做的運動，不是分子的運動，D錯誤。3．[多選]下面所列舉的現(xiàn)象，哪些能說明分子是不斷運動著的()A．將香水瓶蓋打開后能聞得到香味B．汽車開過后，公路上塵土飛揚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)則的運動解析：選ACD擴散現(xiàn)象和布朗運動都能說明分子在不停地做無規(guī)則運動。香水的擴散、水分子在空氣中擴散以及懸浮在水中花粉的運動都說明了分子在不停地做無規(guī)則運動，故A、C、D均正確；而塵土不是單個分子，是顆粒，塵土飛揚是氣流造成的。1．(2016·北京高考)霧霾天氣是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標(biāo)的籠統(tǒng)表述，是特定氣候條件與人類活動相互作用的結(jié)果。霧霾中，各種懸浮顆粒物形狀不規(guī)則，但可視為密度相同、直徑不同的球體，并且PM10、PM2.5分別表示球體直徑小于或等于10μm、2.5μm的顆粒物(PM是顆粒物的英文縮寫)。某科研機構(gòu)對北京地區(qū)的檢測結(jié)果表明，在靜穩(wěn)的霧霾天氣中，近地面高度百米的范圍內(nèi)，PM10的濃度隨高度的增加略有減小，大于PM10的大懸浮顆粒物的濃度隨高度的增加明顯減小，且兩種濃度分布基本不隨時間變化。據(jù)此材料，以下敘述正確的是()A．PM10表示直徑小于或等于1.0×10－6m的懸浮顆粒物B．PM10受到的空氣分子作用力的合力始終大于其受到的重力C．PM10和大懸浮顆粒物都在做布朗運動D．PM2.5的濃度隨高度的增加逐漸增大解析：選CPM10直徑小于或等于10μm，即1.0×10－5m，選項A錯誤；PM10懸浮在空中，表明空氣分子作用力的合力與其重力平衡，選項B錯誤；PM10和大懸浮顆粒物的大小符合做布朗運動條件，選項C正確；據(jù)題中材料不能判斷PM2.5濃度隨高度的增加而增大，選項D錯誤。2．關(guān)于布朗運動，下列說法正確的是()A．布朗運動就是分子運動，布朗運動停止了，分子運動也會暫時停止B．微粒做布朗運動，充分說明了微粒內(nèi)部分子是不停地做無規(guī)則運動的C．布朗運動是無規(guī)則的，因此它說明了液體分子的運動也是無規(guī)則的D．布朗運動的無規(guī)則性，是由于外界條件無規(guī)律的不斷變化而引起的解析：選C布朗運動是指懸浮在液體或氣體中的微粒的運動，它不是指分子的運動。布朗運動是由液體或氣體分子的撞擊引起的，布朗運動的無規(guī)則性，間接反映了液體或氣體分子運動的無規(guī)則性，它不是由顆粒內(nèi)部的分子無規(guī)則運動引起的。布朗運動的無規(guī)則性，是由液體分子無規(guī)則運動決定的，并不是由于外界條件變化引起的，故只有C對。3．下列現(xiàn)象中，敘述正確的是()A．用手捏面包，面包體積會縮小，這是因為分子間有間隙B．在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快就會變咸，這是食鹽分子的擴散現(xiàn)象C．把一塊鉛和一塊金表面磨光后緊壓在一起，在常溫下放置四五年，結(jié)果鉛和金就互相滲入而連在一起，這是兩種金屬分別做布朗運動的結(jié)果D．把碳素墨水滴入水中，稀釋后，借助顯微鏡能夠觀察到的布朗運動就是碳分子的無規(guī)則運動解析：選B手捏面包，面包體積變小，是因為面包內(nèi)部有間隙，而不是分子間有間隙，故A錯誤；B、C都是擴散現(xiàn)象；D中做布朗運動的是墨水中的顆粒(大量碳分子的集結(jié)體)，而不是碳分子。4．如圖所示的是用顯微鏡觀察到的懸浮在水中的一個花粉微粒的布朗運動路線，以微粒在A點開始計時，每隔30s記下一個位置，依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各點。則在第75s末時微粒所在的位置是()A．一定在CD連線的中點B．一定不在CD連線的中點C．一定在CD連線上，但不一定在CD連線的中點D．不一定在CD連線上解析：選D第60～90s時，微粒由C→D運動，但CD連線并不是其軌跡，所以，第75s末時微?？赡茉贑D連線上，也可能不在CD連線上，只有D對。5．關(guān)于分子的熱運動，以下敘述正確的是()A．布朗運動就是分子的熱運動B．布朗運動是分子的無規(guī)則運動，同種物質(zhì)的分子的熱運動劇烈程度相同C．氣體分子的熱運動不一定比液體分子劇烈D．物體運動的速度越大，其內(nèi)部的分子熱運動就越劇烈解析：選C布朗運動是懸浮在液體中固體小顆粒的無規(guī)則運動，由于小顆粒是由大量分子構(gòu)成的，所以布朗運動不是分子的運動，布朗運動是液體分子對小顆粒的碰撞的作用力不平衡引起的，所以布朗運動說明了液體分子不停地做無規(guī)則運動，選項A、B錯誤。溫度是分子熱運動劇烈程度的反映，溫度越高，分子熱運動越劇烈，與物體運動的速度無關(guān)，由于氣體和液體的溫度高低不確定，所以氣體分子的熱運動不一定比液體分子劇烈，選項C正確，D錯誤。6．關(guān)于布朗運動與分子運動(熱運動)的說法中正確的是()A．微粒的無規(guī)則運動就是分子的運動B．微粒的無規(guī)則運動就是固體顆粒分子無規(guī)則運動的反映C．微粒的無規(guī)則運動是液體分子無規(guī)則運動的反映D．因為布朗運動的劇烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運動也可以叫做熱運動解析：選C微粒是由大量的分子組成的，它的運動不是分子的運動，A錯誤。布朗運動是懸浮在液體中的小顆粒受到液體分子的作用而做的無規(guī)則運動，它反映了包圍固體小顆粒的液體分子在做無規(guī)則運動，B錯誤，C正確。布朗運動的對象是固體小顆粒，熱運動的對象是分子，所以布朗運動不是熱運動，D錯誤。7．我國北方地區(qū)多次出現(xiàn)過沙塵暴天氣，沙塵暴天氣出現(xiàn)時，遠(yuǎn)方物體呈土黃色，太陽呈淡黃色，塵沙等細(xì)粒浮游在空中。請問沙塵暴天氣中的風(fēng)沙彌漫，塵土飛揚，是否是布朗運動？解析：能在液體或氣體中做布朗運動的微粒都是很小的，一般數(shù)量級在10－6m，這種微粒人眼是看不到的，必須借助于顯微鏡。沙塵暴天氣中的灰沙、塵土都是較大的顆粒，它們的運動基本屬于在氣流作