2024-2025學(xué)年高中物理第七章分子動(dòng)理論第2節(jié)分子的熱運(yùn)動(dòng)學(xué)案含解析新人教版選修3-3

PAGEPAGE8第2節(jié)分子的熱運(yùn)動(dòng)1．了解擴(kuò)散現(xiàn)象及產(chǎn)生的緣由。2．知道什么是布朗運(yùn)動(dòng)，理解布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的緣由。3．知道什么是分子的熱運(yùn)動(dòng)，理解分子熱運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系。一、擴(kuò)散現(xiàn)象1．定義：擴(kuò)散現(xiàn)象是指當(dāng)兩種物質(zhì)eq\o(□,\s\up3(01))相接觸時(shí)，物質(zhì)分子彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。2．產(chǎn)生緣由：物質(zhì)分子的eq\o(□,\s\up3(02))熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。3．應(yīng)用：生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時(shí)，在高溫條件下通過分子的eq\o(□,\s\up3(03))擴(kuò)散，在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素。二、布朗運(yùn)動(dòng)1．定義：懸浮在液體(或氣體)中的微粒不停地做eq\o(□,\s\up3(01))無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。2．產(chǎn)生的緣由：大量液體(或氣體)分子對(duì)懸浮微粒撞擊的eq\o(□,\s\up3(02))不平衡性造成的。3．布朗運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)(1)永不停息；(2)運(yùn)動(dòng)不規(guī)則；(3)微粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越eq\o(□,\s\up3(03))明顯；(4)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越eq\o(□,\s\up3(04))激烈。4．布朗運(yùn)動(dòng)的意義：布朗運(yùn)動(dòng)反映了分子運(yùn)動(dòng)的eq\o(□,\s\up3(05))無規(guī)則性。布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明分子的運(yùn)動(dòng)與eq\o(□,\s\up3(06))溫度有關(guān)。三、熱運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)定義：eq\o(□,\s\up3(01))分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，稱為熱運(yùn)動(dòng)。宏觀上的熱現(xiàn)象是物質(zhì)內(nèi)部大量分子eq\o(□,\s\up3(02))無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。判一判(1)擴(kuò)散現(xiàn)象與布朗運(yùn)動(dòng)的猛烈程度都與溫度有關(guān)。()(2)懸浮微粒越大，越簡單視察到布朗運(yùn)動(dòng)。()(3)風(fēng)沙充滿，塵土飛揚(yáng)?？梢杂梅肿拥臒徇\(yùn)動(dòng)來說明。()提示：(1)√(2)×(3)×課堂任務(wù)擴(kuò)散現(xiàn)象1．?dāng)U散現(xiàn)象的特點(diǎn)(1)發(fā)生于干脆接觸的兩種物質(zhì)間。(2)快慢程度受溫度的影響較大：溫度越高，擴(kuò)散越快；溫度越低，擴(kuò)散越慢。2．?dāng)U散現(xiàn)象的意義擴(kuò)散現(xiàn)象干脆證明白組成物體的分子是運(yùn)動(dòng)的，而不是靜止的，從而說明白分子都在永不停息地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。例1(多選)下列四種現(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(huì)變咸D．把一塊煤貼在白墻上，幾年后鏟下煤發(fā)覺墻中有煤[規(guī)范解答]擴(kuò)散現(xiàn)象是指兩種不同的物質(zhì)相互滲透到對(duì)方的現(xiàn)象，它是分子運(yùn)動(dòng)引起的。天空中的小水滴不是分子，小水滴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(dòng)所為，故A錯(cuò)誤。同樣海綿吸水也不是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，海綿吸水是一種毛細(xì)現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤。而整杯水變咸是鹽分子擴(kuò)散到水分子之間所致，墻中有煤也是煤分子擴(kuò)散的結(jié)果，故C、D正確。[完備答案]CDeq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練1])(多選)擴(kuò)散現(xiàn)象說明白()A．物質(zhì)是由大量分子組成的B．物質(zhì)內(nèi)部分子間存在著相互作用力C．分子間存在著空隙D．分子在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)答案CD解析擴(kuò)散現(xiàn)象是一種物質(zhì)的分子進(jìn)入另一種物質(zhì)內(nèi)部的現(xiàn)象，因而說明白分子間存在著空隙；擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用引起的，也不是化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，而是由物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。課堂任務(wù)布朗運(yùn)動(dòng)1．對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的相識(shí)(1)微粒的大小：能做布朗運(yùn)動(dòng)的微粒是由很多分子組成的顆粒(留意不是分子)，其大小在光學(xué)顯微鏡下可以看到，但人眼干脆視察看不到(其大小數(shù)量級(jí)一般在10－6(2)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)示意圖的正確理解布朗運(yùn)動(dòng)示意圖中每個(gè)拐點(diǎn)記錄的是微粒每隔一段時(shí)間(如30s)的位置，可采納頻閃照相的方法記錄，兩位置所畫直線是人為畫的。在30s內(nèi)，微粒仍做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，由此不能將示意圖中的折線當(dāng)作粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，每一段直線也不行認(rèn)為是對(duì)應(yīng)這段時(shí)間內(nèi)的勻速直線運(yùn)動(dòng)軌跡，其實(shí)在這段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)還是很困難的，由布朗運(yùn)動(dòng)示意圖無法確定分子的運(yùn)動(dòng)軌跡。(3)布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是固體微粒的運(yùn)動(dòng)。布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性反映了液體(或氣體)分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性；布朗運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，表明液體(或氣體)分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)。2．布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的比較項(xiàng)目擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)定義不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象懸浮在液體(或氣體)中的固體微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)例2(多選)下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的說法，正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．液體溫度越高，懸浮粒子越小，布朗運(yùn)動(dòng)越猛烈C．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各部分的溫度不同而引起的D．布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子從各個(gè)方向?qū)腋×Ｗ幼矒糇饔玫牟黄胶庖鸬腫規(guī)范解答]布朗運(yùn)動(dòng)的探討對(duì)象是固體小顆粒，而不是液體分子，故A錯(cuò)誤；影響布朗運(yùn)動(dòng)的因素是溫度和顆粒大小，溫度越高、顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯，故B正確；布朗運(yùn)動(dòng)是由于固體小顆粒受液體分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由于液體各部分的溫度不同而引起的，故C錯(cuò)誤，D正確。[完備答案]BD布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子對(duì)固體小顆粒的撞擊作用不平衡造成的，緊緊抓住這一點(diǎn)，就能明白布朗運(yùn)動(dòng)與分子運(yùn)動(dòng)并不是一回事，另外也能分析出布朗運(yùn)動(dòng)的猛烈程度跟溫度和固體顆粒大小的關(guān)系以及布朗運(yùn)動(dòng)的永不停息及無規(guī)則性。eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練2])(多選)如圖所示是布朗運(yùn)動(dòng)小顆粒的位置連線放大圖，從小顆粒在A點(diǎn)起先計(jì)時(shí)，每隔30s登記小顆粒的位置，得到B、C、D、E、F、G、H、I等點(diǎn)，則小顆粒在第75s末時(shí)的位置，以下敘述中正確的是()A．肯定在CD連線的中點(diǎn)B．肯定不在CD連線的中點(diǎn)C．可能在CD連線上，但不肯定在CD連線中點(diǎn)D．可能在CD連線以外的某些點(diǎn)上答案CD解析布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，每隔30s登記顆粒的一個(gè)位置，其連線不是運(yùn)動(dòng)軌跡，其實(shí)在這30s內(nèi)運(yùn)動(dòng)也是雜亂無章的，不是沿直線運(yùn)動(dòng)的。在75s末小顆?？赡茉贑D連線上，也可能在CD的中點(diǎn)，也可能在CD連線外的任一位置，故C、D正確。課堂任務(wù)熱運(yùn)動(dòng)及其特點(diǎn)1．分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的。由于分子之間的相互碰撞，每個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)速度無論是方向還是大小都在不斷改變。標(biāo)準(zhǔn)狀況下，一個(gè)空氣分子在1s內(nèi)與其他空氣分子的碰撞達(dá)到65億次之多。所以大量分子的運(yùn)動(dòng)是非常混亂的。2．分子的熱運(yùn)動(dòng)是永不停息的。無論經(jīng)過多長時(shí)間，溫度多么低，在什么條件下，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)始終存在。3．熱運(yùn)動(dòng)與物體的溫度有關(guān)。溫度越高，分子運(yùn)動(dòng)得越猛烈，平均速率越大。在任一時(shí)刻，物質(zhì)內(nèi)既具有速率大的分子，也具有速率小的分子。速率很大和速率很小的分子的個(gè)數(shù)所占的比例相對(duì)較少，大多數(shù)分子的速率和某一平均速率相差很小。通常所說分子運(yùn)動(dòng)的速率，均指它們的平均速率。分子的平均速率是很大的，且和物體的溫度以及分子的種類有關(guān)。通常狀況下，氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率的數(shù)量級(jí)為102m例3對(duì)分子的熱運(yùn)動(dòng)，以下敘述正確的是()A．就是布朗運(yùn)動(dòng)B．是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，同種物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動(dòng)激烈程度相同C．氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不肯定比液體分子激烈D．物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其內(nèi)部的分子熱運(yùn)動(dòng)就越激烈[規(guī)范解答]布朗運(yùn)動(dòng)是指固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)就越激烈，與物質(zhì)種類無關(guān)，B錯(cuò)誤，C正確；物體宏觀運(yùn)動(dòng)的速度大小與微觀分子的熱運(yùn)動(dòng)無關(guān)，D錯(cuò)誤。[完備答案]C布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)的區(qū)分與聯(lián)系eq\a\vs4\al([變式訓(xùn)練3])關(guān)于熱運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是()A．熱運(yùn)動(dòng)是物體受熱后所做的運(yùn)動(dòng)B．只有溫度高的物體中的分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C．單個(gè)分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D．大量分子做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案D解析抓住熱運(yùn)動(dòng)的定義是分析本題的關(guān)鍵。要留意熱運(yùn)動(dòng)指大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。熱運(yùn)動(dòng)是指物體內(nèi)大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是單個(gè)分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在物體內(nèi)的分子運(yùn)動(dòng)速度不同，即使是同一個(gè)分子在不同時(shí)刻其速度也不同，熱運(yùn)動(dòng)在宏觀上表現(xiàn)的是溫度，當(dāng)分子的熱運(yùn)動(dòng)的平均速率改變時(shí)，物體的溫度改變，不僅高溫物體中的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，低溫物體內(nèi)的分子也同樣做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，只是其平均速率不同而已，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。A組：合格性水平訓(xùn)練1．(擴(kuò)散現(xiàn)象)以下說法正確的是()A．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在氣體與氣體間B．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在液體與液體間C．?dāng)U散現(xiàn)象只能發(fā)生在固體與固體間D．任何物質(zhì)間都可發(fā)生相互擴(kuò)散答案D解析不同的狀態(tài)下擴(kuò)散快慢雖不同，但固、液、氣都能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。2．(布朗運(yùn)動(dòng))(多選)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下述說法中正確的是()A．液體的溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈B．液體的溫度越低，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈C．懸浮的顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈D．懸浮的顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈答案AC解析液體溫度越高，熱運(yùn)動(dòng)越激烈，對(duì)固體顆粒的作用越強(qiáng)，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，懸浮顆粒越小，慣性越小，且受到的撞擊越不簡單達(dá)到平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著，A、C正確。3．(熱運(yùn)動(dòng))把蘿卜腌成咸菜通常須要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需幾分鐘。造成這種差別的主要緣由是()A．鹽的分子太小了，很簡單進(jìn)入蘿卜中B．鹽分子間有相互作用的斥力C．蘿卜分子間有空隙，易擴(kuò)散D．炒菜時(shí)溫度高，分子熱運(yùn)動(dòng)激烈答案D解析分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度有關(guān)，溫度越高熱運(yùn)動(dòng)越激烈，故選D。4．(熱運(yùn)動(dòng))物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)的快慢與溫度有關(guān)，在0℃時(shí)物體內(nèi)的分子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是()A．仍舊是運(yùn)動(dòng)的B．處于靜止?fàn)顟B(tài)C．處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)D．大部分分子處于靜止?fàn)顟B(tài)答案A解析分子的運(yùn)動(dòng)雖然受溫度影響，但永不停息，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。5．(熱運(yùn)動(dòng))(多選)下列詞語或陳述句中，描述分子熱運(yùn)動(dòng)的是()A．酒香不怕巷子深 B．花香撲鼻C．影動(dòng)疑是玉人來 D．廁所太臟，奇臭難聞答案ABD解析“影動(dòng)疑是玉人來”是光現(xiàn)象，不是分子熱運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)；A、B、D都是自然界中的擴(kuò)散現(xiàn)象，故正確答案為A、B、D。6．(擴(kuò)散現(xiàn)象)“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴?！边@是南宋詩人陸游《村居書喜》中的兩句詩，描寫春季天暖、鳥語花香的山村美景。對(duì)于前一句，從物理學(xué)的角度可以理解為花朵分泌出的芳香分子運(yùn)動(dòng)速度加快，說明當(dāng)時(shí)周邊的氣溫突然________，屬于________現(xiàn)象。答案上升擴(kuò)散解析詩句中“花氣襲人”說明發(fā)生了擴(kuò)散現(xiàn)象，而造成擴(kuò)散加快的干脆緣由是“驟暖”，即氣溫突然上升造成的。從物理學(xué)的角度看就是當(dāng)四周氣溫上升時(shí)，花香擴(kuò)散加劇。7．(布朗運(yùn)動(dòng))產(chǎn)生布朗運(yùn)動(dòng)的緣由：懸浮在液體中的微粒，不斷地受到液體分子的撞擊。顆粒________，在某一瞬間跟它相撞的液體分子數(shù)越少，撞擊作用的________性就表現(xiàn)得越明顯，因而布朗運(yùn)動(dòng)越明顯?？梢?，液體分子永不停息的______________是產(chǎn)生________的緣由。微粒的布朗運(yùn)動(dòng)并不是________，但是微粒的布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，卻反映了液體分子運(yùn)動(dòng)的________。布朗運(yùn)動(dòng)隨著溫度的上升而________。答案越小不平衡無規(guī)則運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)分子運(yùn)動(dòng)無規(guī)則性更加猛烈B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練8．(布朗運(yùn)動(dòng))關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律不再適用B．布朗運(yùn)動(dòng)是液體(或氣體)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映C．猛烈的陽光射入較暗的房間內(nèi)，在光束中可以看到有懸浮在空氣中的微塵不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這也是一種布朗運(yùn)動(dòng)D．因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)的激烈程度跟溫度有關(guān)，所以布朗運(yùn)動(dòng)也叫做熱運(yùn)動(dòng)答案B解析布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，是宏觀粒子，牛頓運(yùn)動(dòng)定律依舊適用，A錯(cuò)誤。B項(xiàng)說法正確。選項(xiàng)C中的微塵的運(yùn)動(dòng)是氣流與重力共同作用的結(jié)果，C錯(cuò)誤。熱運(yùn)動(dòng)是指分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，與布朗運(yùn)動(dòng)不是同一概念，D錯(cuò)誤。9．(綜合)在較暗的房間里，從射進(jìn)來的光束中用眼睛干脆看到懸浮在空氣中的微粒的運(yùn)動(dòng)是()A．布朗運(yùn)動(dòng)B．分子熱運(yùn)動(dòng)C．自由落體運(yùn)動(dòng)D．氣流和重力共同作用引起的運(yùn)動(dòng)答案D解析布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是液體或氣體的分子對(duì)其中的懸浮微粒不斷撞擊，因作用力不平衡而引起的微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。懸浮在空氣中被眼睛干脆看到的塵粒，其體積太大，空氣分子各個(gè)方向的沖擊力平均效果相互平衡，實(shí)質(zhì)上這些微粒的運(yùn)動(dòng)是由氣流和重力共同作用而引起的困難運(yùn)動(dòng)。10．(綜合)如圖所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平磨光后緊緊壓在一起，五年后發(fā)覺金中有鉛，鉛中有金，對(duì)此現(xiàn)象說法正確的是()A．屬擴(kuò)散現(xiàn)象，緣由是由于金分子和鉛分子的相互吸引B．屬擴(kuò)散現(xiàn)象，緣由是由于金分子和鉛分子的運(yùn)動(dòng)C．屬布朗運(yùn)動(dòng)，小金粒進(jìn)入鉛塊中，小鉛粒進(jìn)入金塊中D．屬布朗運(yùn)動(dòng)，由于外界壓力使小金粒、小鉛粒彼此進(jìn)入對(duì)方中答案B解析屬擴(kuò)散現(xiàn)象，是由于兩種不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)引起的，B正確。11．(布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象)(多選)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都能在氣體、液體、固體中發(fā)生B．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子的運(yùn)動(dòng)C．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是溫度越高越明顯D．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是永不停息的答案CD解析(1)布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的探討對(duì)象不同：布朗運(yùn)動(dòng)的探討對(duì)象是固體小顆粒，而擴(kuò)散現(xiàn)象的探討對(duì)象是分子。(2)布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象產(chǎn)生的條件不一樣：布朗運(yùn)動(dòng)只能在氣體、液體中發(fā)生，而擴(kuò)散現(xiàn)象可以發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間。(3)布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象的共同點(diǎn)是：兩者都是永不停息的，并且溫度越高現(xiàn)象越明顯。由以上分析不難推斷，正確選項(xiàng)為C、D。12．(布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象)(多選)關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都須要在重力作用下才能進(jìn)行C．布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象在沒有重力作用