2019_2020学年高中物理第七章分子动理论第2节分子的热运动学案（含解析）新人教版选修3_3.docx

第2节分子的热运动1了解扩散现象及产生的原因。2知道什么是布朗运动，理解布朗运动产生的原因。3知道什么是分子的热运动，理解分子热运动与温度的关系。一、扩散现象1定义：扩散现象是指当两种物质相接触时，物质分子彼此进入对方的现象。2产生原因：物质分子的热运动产生的。3应用：生产半导体器件时，在高温条件下通过分子的扩散，在纯净半导体材料中掺入其他元素。二、布朗运动1定义：悬浮在液体(或气体)中的微粒不停地做无规则运动。2产生的原因：大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击的不平衡性造成的。3布朗运动的特点(1)永不停息；(2)运动不规则；(3)微粒越小，布朗运动越明显；(4)温度越高，布朗运动越激烈。4布朗运动的意义：布朗运动反映了分子运动的无规则性。布朗运动与温度有关，表明分子的运动与温度有关。三、热运动及其特点定义：分子永不停息的无规则运动，称为热运动。宏观上的热现象是物质内部大量分子无规则热运动的表现。判一判(1)扩散现象与布朗运动的剧烈程度都与温度有关。()(2)悬浮微粒越大，越容易观察到布朗运动。()(3)风沙弥漫，尘土飞扬。可以用分子的热运动来解释。()提示：(1)(2)(3)课堂任务扩散现象1扩散现象的特点(1)发生于直接接触的两种物质间。(2)快慢程度受温度的影响较大：温度越高，扩散越快；温度越低，扩散越慢。2扩散现象的意义扩散现象直接证明了组成物体的分子是运动的，而不是静止的，从而说明了分子都在永不停息地做无规则的运动。例1(多选)下列四种现象中，属于扩散现象的有()A雨后的天空中悬浮着很多的小水滴B海绵吸水C在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸D把一块煤贴在白墙上，几年后铲下煤发现墙中有煤规范解答扩散现象是指两种不同的物质互相渗透到对方的现象，它是分子运动引起的。天空中的小水滴不是分子，小水滴是由大量水分子组成的，这里小水滴悬浮于空气中并非分子运动所为，故A错误。同样海绵吸水也不是分子运动的结果，海绵吸水是一种毛细现象，故B错误。而整杯水变咸是盐分子扩散到水分子之间所致，墙中有煤也是煤分子扩散的结果，故C、D正确。完美答案CD(多选)扩散现象说明了()A物质是由大量分子组成的B物质内部分子间存在着相互作用力C分子间存在着空隙D分子在做无规则的运动答案CD解析扩散现象是一种物质的分子进入另一种物质内部的现象，因而说明了分子间存在着空隙；扩散现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由物质分子的无规则运动产生的。课堂任务布朗运动1对布朗运动的认识(1)微粒的大小：能做布朗运动的微粒是由许多分子组成的颗粒(注意不是分子)，其大小在光学显微镜下可以看到，但人眼直接观察看不到(其大小数量级一般在106 m)。(2)关于布朗运动示意图的正确理解布朗运动示意图中每个拐点记录的是微粒每隔一段时间(如30 s)的位置，可采用频闪照相的办法记录，两位置所画直线是人为画的。在30 s内，微粒仍做无规则运动，由此不能将示意图中的折线当作粒子的运动轨迹，每一段直线也不可认为是对应这段时间内的匀速直线运动轨迹，其实在这段时间内运动还是很复杂的，由布朗运动示意图无法确定分子的运动轨迹。(3)布朗运动不是分子的运动，而是固体微粒的运动。布朗运动的无规则性反映了液体(或气体)分子运动的无规则性；布朗运动与温度有关，表明液体(或气体)分子的运动与温度有关。2布朗运动与扩散现象的比较项目扩散现象布朗运动定义不同物质能够彼此进入对方的现象悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动例2(多选)下列关于布朗运动的说法，正确的是()A布朗运动是液体分子的无规则运动B液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运动越剧烈C布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的D布朗运动是由于液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的规范解答布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而不是液体分子，故A错误；影响布朗运动的因素是温度和颗粒大小，温度越高、颗粒越小，布朗运动就越明显，故B正确；布朗运动是由于固体小颗粒受液体分子的碰撞作用不平衡而引起的，不是由于液体各部分的温度不同而引起的，故C错误，D正确。完美答案BD布朗运动是由于液体分子对固体小颗粒的撞击作用不平衡造成的，紧紧抓住这一点，就能明白布朗运动与分子运动并不是一回事，另外也能分析出布朗运动的剧烈程度跟温度和固体颗粒大小的关系以及布朗运动的永不停息及无规则性。(多选)如图所示是布朗运动小颗粒的位置连线放大图，从小颗粒在A点开始计时，每隔30 s记下小颗粒的位置，得到B、C、D、E、F、G、H、I等点，则小颗粒在第75 s末时的位置，以下叙述中正确的是()A一定在CD连线的中点B一定不在CD连线的中点C可能在CD连线上，但不一定在CD连线中点D可能在CD连线以外的某些点上答案CD解析布朗运动是无规则的运动，每隔30 s记下颗粒的一个位置，其连线不是运动轨迹，其实在这30 s内运动也是杂乱无章的，不是沿直线运动的。在75 s末小颗粒可能在CD连线上，也可能在CD的中点，也可能在CD连线外的任一位置，故C、D正确。课堂任务热运动及其特点1分子的运动是无规则的。由于分子之间的相互碰撞，每个分子的运动速度无论是方向还是大小都在不断变化。标准状况下，一个空气分子在1 s内与其他空气分子的碰撞达到65亿次之多。所以大量分子的运动是十分混乱的。2分子的热运动是永不停息的。无论经过多长时间，温度多么低，在什么条件下，分子的无规则运动始终存在。3热运动与物体的温度有关。温度越高，分子运动得越剧烈，平均速率越大。在任一时刻，物质内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个数所占的比例相对较少，大多数分子的速率和某一平均速率相差很小。通常所说分子运动的速率，均指它们的平均速率。分子的平均速率是很大的，且和物体的温度以及分子的种类有关。通常情况下，气体分子热运动的平均速率的数量级为102 m/s。例3对分子的热运动，以下叙述正确的是()A就是布朗运动B是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动激烈程度相同C气体分子的热运动不一定比液体分子激烈D物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越激烈规范解答布朗运动是指固体小颗粒的运动，A错误；温度越高，分子无规则运动就越激烈，与物质种类无关，B错误，C正确；物体宏观运动的速度大小与微观分子的热运动无关，D错误。完美答案C布朗运动与热运动的区别与联系关于热运动的说法中，正确的是 ()A热运动是物体受热后所做的运动B只有温度高的物体中的分子做无规则运动C单个分子做永不停息的无规则运动D大量分子做永不停息的无规则运动答案D解析抓住热运动的定义是分析本题的关键。要注意热运动指大量分子的无规则运动。热运动是指物体内大量分子做无规则运动，不是单个分子做无规则运动，在物体内的分子运动速度不同，即使是同一个分子在不同时刻其速度也不同，热运动在宏观上表现的是温度，当分子的热运动的平均速率变化时，物体的温度变化，不仅高温物体中的分子在做无规则运动，低温物体内的分子也同样做无规则运动，只是其平均速率不同而已，A、B、C错误，D正确。A组：合格性水平训练1(扩散现象)以下说法正确的是()A扩散现象只能发生在气体与气体间B扩散现象只能发生在液体与液体间C扩散现象只能发生在固体与固体间D任何物质间都可发生相互扩散答案D解析不同的状态下扩散快慢虽不同，但固、液、气都能发生扩散现象。2(布朗运动)(多选)关于布朗运动，下述说法中正确的是()A液体的温度越高，布朗运动越激烈B液体的温度越低，布朗运动越激烈C悬浮的颗粒越小，布朗运动越激烈D悬浮的颗粒越大，布朗运动越激烈答案AC解析液体温度越高，热运动越激烈，对固体颗粒的作用越强，布朗运动越明显，悬浮颗粒越小，惯性越小，且受到的撞击越不容易达到平衡，布朗运动越显著，A、C正确。3(热运动)把萝卜腌成咸菜通常需要几天，而把萝卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需几分钟。造成这种差别的主要原因是()A盐的分子太小了，很容易进入萝卜中B盐分子间有相互作用的斥力C萝卜分子间有空隙，易扩散D炒菜时温度高，分子热运动激烈答案D解析分子无规则热运动的激烈程度与温度有关，温度越高热运动越激烈，故选D。4(热运动)物体内分子运动的快慢与温度有关，在0 时物体内的分子的运动状态是()A仍然是运动的B处于静止状态C处于相对静止状态D大部分分子处于静止状态答案A解析分子的运动虽然受温度影响，但永不停息，A正确，B、C、D错误。5(热运动)(多选)下列词语或陈述句中，描述分子热运动的是()A酒香不怕巷子深 B花香扑鼻C影动疑是玉人来 D厕所太脏，奇臭难闻答案ABD解析“影动疑是玉人来”是光现象，不是分子热运动，故C错；A、B、D都是自然界中的扩散现象，故正确答案为A、B、D。6(扩散现象)“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。”这是南宋诗人陆游村居书喜中的两句诗，描写春季天暖、鸟语花香的山村美景。对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香分子运动速度加快，说明当时周边的气温突然_，属于_现象。答案升高 扩散解析诗句中“花气袭人”说明发生了扩散现象，而造成扩散加快的直接原因是“骤暖”，即气温突然升高造成的。从物理学的角度看就是当周围气温升高时，花香扩散加剧。7(布朗运动)产生布朗运动的原因：悬浮在液体中的微粒，不断地受到液体分子的撞击。颗粒_，在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，撞击作用的_性就表现得越明显，因而布朗运动越明显。可见，液体分子永不停息的_是产生_的原因。微粒的布朗运动并不是_，但是微粒的布朗运动的无规则性，却反映了液体分子运动的_。布朗运动随着温度的升高而_。答案越小 不平衡 无规则运动 布朗运动 分子运动 无规则性 更加剧烈B组：等级性水平训练8(布朗运动)关于布朗运动，下列说法中正确的是()A布朗运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不再适用B布朗运动是液体(或气体)分子无规则运动的反映C强烈的阳光射入较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空气中的微尘不停地做无规则运动，这也是一种布朗运动D因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动答案B解析布朗运动是固体微粒的运动，是宏观粒子，牛顿运动定律依然适用，A错误。B项说法正确。选项C中的微尘的运动是气流与重力共同作用的结果，C错误。热运动是指分子永不停息的无规则运动，与布朗运动不是同一概念，D错误。9(综合)在较暗的房间里，从射进来的光束中用眼睛直接看到悬浮在空气中的微粒的运动是()A布朗运动B分子热运动C自由落体运动D气流和重力共同作用引起的运动答案D解析布朗运动的实质是液体或气体的分子对其中的悬浮微粒不断撞击，因作用力不平衡而引起的微粒的无规则运动。悬浮在空气中被眼睛直接看到的尘粒，其体积太大，空气分子各个方向的冲击力平均效果相互平衡，实质上这些微粒的运动是由气流和重力共同作用而引起的复杂运动。10(综合)如图所示，把一块铅和一块金的接触面磨平磨光后紧紧压在一起，五年后发现金中有铅，铅中有金，对此现象说法正确的是()A属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的相互吸引B属扩散现象，原因是由于金分子和铅分子的运动C属布朗运动，小金粒进入铅块中，小铅粒进入金块中D属布朗运动，由于外界压力使小金粒、小铅粒彼此进入对方中答案B解析属扩散现象，是由于两种不同物质分子运动引起的，B正确。11(布朗运动和扩散现象)(多选)关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是()A布朗运动和扩散现象都能在气体、液体、固体中发生B布朗运动和扩散现象都是分子的运动C布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D布朗运动和扩散现象都是永不停息的答案CD解析(1)布朗运动与扩散现象的研究对象不同：布朗运动的研究对象是固体小颗粒，而扩散现象的研究对象是分子。(2)布朗运动与扩散现象产生的条件不一样：布朗运动只能在气体、液体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。(3)布朗运动与扩散现象的共同点是：两者都是永不停息的，并且温度越高现象越明显。由以上分析不难判断，正确选项为C、D。12(布朗运动和扩散现象)(多选)关于布朗运动、扩散现象，下列说法中正确的是()A布朗运动是固体微粒的运动，反映了液体或气体分子的无规则运动B布朗运动和扩散现象都需要在重力作用下才能进行C布朗运动和扩散现象在没有重力作用下也能进行D扩散现象直接证明了“组成物质的分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证明了这一观点答案ACD解析扩散现象是物质分子的迁移，而布朗运动是悬浮在气体或液体中的微粒的运动，气体或液体分子对微粒撞击的不平衡导致微粒运动，由此可见扩散现象和布朗运动不需要附加条件；扩散现象直接证明了“组成物质的分子在永不停息地做无规则运动”，而布朗运动间接证明了“组成物质的分子在永不停息地做无规则运动”。13(综合)(多选)关于对扩散现象、布朗运动和分子热运动的认识，下列说法正确的是()A扩散现象是由于外界的作用或化学作用而产生的B扩散现象只能在气体或液体中发生，在固体中不能发生C在其他条件相同的情况下，温度越高扩散得越快D布朗运动是用肉眼直接观察到