2019-2020年高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 第2講 分子的熱運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版選修3-3.doc

2019-2020年高中物理 第七章 分子動(dòng)理論 第2講 分子的熱運(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版選修3-3目標(biāo)定位1.知道擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)以及熱運(yùn)動(dòng)的定義.2.理解布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因和特點(diǎn).3.知道什么是熱運(yùn)動(dòng)及決定熱運(yùn)動(dòng)激烈程度的因素一、擴(kuò)散現(xiàn)象1定義：不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象2產(chǎn)生原因：物質(zhì)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)3應(yīng)用舉例：在高溫條件下通過分子的擴(kuò)散，在純凈半導(dǎo)體材料中摻入其他元素4擴(kuò)散現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：擴(kuò)散現(xiàn)象是物質(zhì)分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的證明想一想將1升小米與1升黃豆摻在一起，這種現(xiàn)象能否叫擴(kuò)散？答案不能擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的運(yùn)動(dòng)，而小米和黃豆都不是分子二、布朗運(yùn)動(dòng)1定義：懸浮在液體(或氣體)中的固體微粒的不停的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)它首先是由英國(guó)植物學(xué)家布朗在1827年用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉微粒時(shí)發(fā)現(xiàn)的2產(chǎn)生的原因：大量液體或氣體分子對(duì)懸浮微粒撞擊的不平衡造成的3微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈4懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，但是它間接地反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)三、熱運(yùn)動(dòng)1定義：分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)2宏觀表現(xiàn)：布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象3特點(diǎn)(1)永不停息；(2)運(yùn)動(dòng)無規(guī)則；(3)溫度越高，分子的熱運(yùn)動(dòng)越激烈一、擴(kuò)散現(xiàn)象與熱運(yùn)動(dòng)1發(fā)生擴(kuò)散的條件任何情況下都可以發(fā)生，與外界因素?zé)o關(guān)2影響擴(kuò)散的因素(1)濃度差：總是從濃度大向濃度小處擴(kuò)散，兩邊濃度相同時(shí)，保持動(dòng)態(tài)平衡；(2)物態(tài)：氣態(tài)擴(kuò)散最顯著，液態(tài)次之，固態(tài)最慢；(3)溫度：在兩種物質(zhì)一定的前提下，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越顯著3擴(kuò)散成因擴(kuò)散現(xiàn)象不是外界作用引起的，而是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的直接結(jié)果，是分子永不停息做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)4擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)：(1)永不停息；(2)無規(guī)則性例1“墻角數(shù)枝梅，凌寒獨(dú)自開遙知不是雪，為有暗香來”是北宋詩人王安石的一首膾炙人口的詩歌，把我們也仿佛帶入了一個(gè)梅香撲鼻的冰雪世界王安石沒有靠近梅樹，卻能聞到梅花的香味，這屬于物理學(xué)中的_現(xiàn)象答案擴(kuò)散解析梅香撲鼻正是分子運(yùn)動(dòng)(擴(kuò)散現(xiàn)象)的最直接的證據(jù)，盛開的梅花的香氣在空中不斷地?cái)U(kuò)散，不需靠近，就能聞到梅花的香氣針對(duì)訓(xùn)練擴(kuò)散現(xiàn)象說明了()A物體是由大量分子組成的B分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的C分子間存在著空隙D分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的答案BCD二、布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)1研究對(duì)象：懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒，不是固體顆粒中的單個(gè)分子，也不是液體分子2影響因素：(1)固體顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著；(2)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈3原因：氣體分子或液體分子對(duì)固體小微粒撞擊不平衡4特點(diǎn)：(1)布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的，說明液體(或氣體)分子的運(yùn)動(dòng)是永不停息的(2)布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，說明液體(或氣體)分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的(3)溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越激烈，說明分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度有關(guān)特別提醒：布朗運(yùn)動(dòng)是固體微粒的運(yùn)動(dòng)，熱運(yùn)動(dòng)是分子的運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)間接反映了分子永不停息的無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)例2關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是()A布朗運(yùn)動(dòng)是由液體或氣體分子從各個(gè)方向?qū)腋∥⒘Ｗ矒糇饔玫牟黄胶庖鸬腂微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，充分說明了微粒內(nèi)部分子是不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的C布朗運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的，因此它說明了液體或氣體分子的運(yùn)動(dòng)是無規(guī)則的D布朗運(yùn)動(dòng)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答案AC解析布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體或氣體中的微小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是由液體或氣體分子對(duì)微小顆粒的撞擊作用的不平衡產(chǎn)生的，故A正確；布朗運(yùn)動(dòng)是指懸浮在液體或氣體中的微小顆粒的運(yùn)動(dòng)，它不是指分子的運(yùn)動(dòng)布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，是由液體或氣體分子的撞擊引起的，通過布朗運(yùn)動(dòng)，間接反映了液體或氣體分子的無規(guī)則性，它不是由顆粒內(nèi)部的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)引起的，也不是由于外界條件變化引起的，故B、D錯(cuò)誤，C正確例3如圖1所示，是關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()圖1A圖中記錄的是分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B圖中記錄的是微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的軌跡C實(shí)驗(yàn)中可以看到，微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D實(shí)驗(yàn)中可以看到，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈答案D解析圖中記錄的是每隔若干時(shí)間(如30 s)微粒位置的連線，不是微粒運(yùn)動(dòng)的軌跡，也不是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而是微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)；微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的根本原因是：各個(gè)方向的液體或氣體分子對(duì)它的碰撞不平衡，因此，微粒越小、溫度越高，液體或氣體分子對(duì)它的碰撞越不平衡，布朗運(yùn)動(dòng)越劇烈，故選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤擴(kuò)散現(xiàn)象與熱運(yùn)動(dòng)1在下列給出的四種現(xiàn)象中，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象的有()A有風(fēng)時(shí)，塵土飛揚(yáng)到空中B將沙子倒入石塊中，沙子要進(jìn)入石塊的空隙C把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平、磨光后，緊緊地壓在一起，幾年后會(huì)發(fā)現(xiàn)鉛中有金D在一杯熱水中放幾粒鹽，整杯水很快會(huì)變咸答案CD布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)2在顯微鏡下觀察稀釋了的碳素墨水，將會(huì)看到()A水分子的運(yùn)動(dòng)情況B碳分子的運(yùn)動(dòng)情況C水分子對(duì)炭粒的作用D炭粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案D解析在顯微鏡下只能看到大量分子的集合體炭粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，而觀察不到水分子和碳分子的運(yùn)動(dòng)3在觀察布朗運(yùn)動(dòng)時(shí)，從微粒在a點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，每隔30 s記下微粒的一個(gè)位置，得b、c、d、e、f、g等點(diǎn)，然后用直線依次連接如圖2所示，則微粒在75 s末時(shí)的位置()圖2A一定在cd的中點(diǎn)B在cd的連線上，但不一定在cd的中點(diǎn)C一定不在cd連線的中點(diǎn)D可能在cd連線以外的某一點(diǎn)答案D解析微粒做布朗運(yùn)動(dòng)，它在任意一小段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)都是無規(guī)則的，題中觀察到的各點(diǎn)，只是某一時(shí)刻微粒所在的位置，在兩個(gè)位置所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)微粒并不一定沿直線運(yùn)動(dòng)，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤4下列說法中正確的是()A溫度升高，物體分子的熱運(yùn)動(dòng)變劇烈B溫度升高，物體運(yùn)動(dòng)加快C熱運(yùn)動(dòng)與物體的宏觀運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是相同的D熱運(yùn)動(dòng)描述的是組成物質(zhì)的分子的運(yùn)動(dòng)答案AD解析熱運(yùn)動(dòng)描述的是組成物質(zhì)的分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)具有無規(guī)則性，與溫度有關(guān)，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度加劇，而物體的宏觀運(yùn)動(dòng)描述的是組成物體的分子集體的宏觀運(yùn)動(dòng)情況，描述的是物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，與熱運(yùn)動(dòng)無關(guān).(時(shí)間：60分鐘)題組一擴(kuò)散與分子熱運(yùn)動(dòng)1通常蘿卜腌成咸菜需要幾天，而把蘿卜炒成熟菜，使之具有相同的咸味只需幾分鐘，那么造成這種差別的主要原因是()A加熱后鹽分子變小了，很容易進(jìn)入蘿卜中B炒菜時(shí)蘿卜翻動(dòng)地快，鹽和蘿卜接觸多C加熱后蘿卜分子間空隙變大，易擴(kuò)散D炒菜時(shí)溫度高，分子熱運(yùn)動(dòng)激烈答案D解析在擴(kuò)散現(xiàn)象中，溫度越高，擴(kuò)散得越快在腌蘿卜時(shí)，是鹽分子在常溫下的擴(kuò)散現(xiàn)象，炒菜時(shí)，是鹽分子在高溫下的擴(kuò)散現(xiàn)象，因此，炒菜時(shí)蘿卜咸得快，腌菜時(shí)蘿卜咸得慢，A、B、C是錯(cuò)誤的故正確選項(xiàng)為D.2在長(zhǎng)期放著煤的墻角處，地面和墻角有相當(dāng)厚的一層染上黑色，這說明()A分子是在不停地運(yùn)動(dòng) B煤是由大量分子組成的C分子間沒有空隙 D分子運(yùn)動(dòng)有時(shí)會(huì)停止答案A解析煤分子不停地運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入地面和墻角，正確選項(xiàng)為A.3如圖1所示，一個(gè)裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開對(duì)于抽去玻璃板后所發(fā)生的現(xiàn)象(已知二氧化氮的密度比空氣的密度大)，下列說法正確的是()圖1A過一段時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體也變成了淡紅棕色B二氧化氮由于密度較大，不會(huì)跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會(huì)出現(xiàn)淡紅棕色C上面的空氣由于重力作用會(huì)到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會(huì)發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會(huì)出現(xiàn)淡紅棕色D由于氣體分子在運(yùn)動(dòng)著，所以上面的空氣會(huì)到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會(huì)自發(fā)地運(yùn)動(dòng)到上面的瓶中，所以最后上、下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致答案AD解析抽去玻璃板后，空氣與二氧化氮兩種氣體接觸，由于氣體分子的運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間空氣、二氧化氮?dú)怏w會(huì)均勻分布在上、下兩廣口瓶當(dāng)中，顏色均勻一致，都呈淡紅棕色，A、D對(duì)，B、C錯(cuò)題組二布朗運(yùn)動(dòng)與熱運(yùn)動(dòng)4關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A說明了懸浮顆粒做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度與溫度無關(guān)B布朗運(yùn)動(dòng)是組成固體微粒的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映C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D觀察時(shí)間越長(zhǎng)，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著答案C解析布朗運(yùn)動(dòng)是固體顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，其劇烈程度與溫度和顆粒大小有關(guān)，與時(shí)間無關(guān)，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤5關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)的劇烈程度，下列說法中正確的是()A固體微粒越大，瞬間與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著B固體微粒越小，瞬間與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越少，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著C液體的溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越多，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著D液體的溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)與固體微粒相碰撞的液體分子數(shù)目越少，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著答案BC6某同學(xué)做布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到某個(gè)觀測(cè)記錄如圖2所示，關(guān)于該記錄下列說法正確的是()圖2A圖中記錄的是某個(gè)液體分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的情況B圖中記錄的是某個(gè)布朗微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡C圖中記錄的是某個(gè)微粒做布朗運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線D圖中記錄的是按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)布朗微粒的位置連線答案D解析微粒在周圍液體分子無規(guī)則碰撞作用下做布朗運(yùn)動(dòng)，軌跡是無規(guī)則的，實(shí)際操作中不易描繪出微粒的實(shí)際軌跡而按等時(shí)間間隔依次記錄的某個(gè)運(yùn)動(dòng)微粒位置連線的無規(guī)則，也能充分反映微粒布朗運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則，本實(shí)驗(yàn)記錄描繪的正是某一微粒位置的連線，故選D.7把墨汁用水稀釋后取出一滴放在顯微鏡下觀察，如圖3所示，下列說法中正確的是()圖3A在顯微鏡下既能看到水分子也能看到懸浮的小炭粒，且水分子不停地撞擊炭粒B小炭粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就是所說的布朗運(yùn)動(dòng)C越小的炭粒，運(yùn)動(dòng)越明顯D在顯微鏡下看起來連成一片的液體，實(shí)際上是由許許多多的靜止不動(dòng)的水分子組成的答案BC解析在光學(xué)顯微鏡下，只能看到懸浮的小炭粒，看不到水分子，故A錯(cuò)；在顯微鏡下看到小炭粒不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這就是布朗運(yùn)動(dòng)，且看到的炭粒越小，運(yùn)動(dòng)越明顯，故B、C正確，D顯然是錯(cuò)誤的8A、B兩杯水，水中均有微粒在做布朗運(yùn)動(dòng)，經(jīng)顯微鏡觀察后，發(fā)現(xiàn)A杯中微粒的布朗運(yùn)動(dòng)比B杯中微粒的布朗運(yùn)動(dòng)激烈，則下列判斷中正確的是()AA杯中的水溫高于B杯中的水溫BA杯中的水溫等于B杯中的水溫CA杯中的水溫低于B杯中的水溫D條件不足，無法判斷兩杯水溫的高低答案D解析布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度跟液體的溫度和微粒的大小兩個(gè)因素都有關(guān)，因此根據(jù)布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度不能判斷哪杯水的溫度高，故D對(duì)題組三綜合應(yīng)用9如圖4所示，把一塊鉛和一塊金的接觸面磨平、磨光后緊壓在一起，五年后發(fā)現(xiàn)金中有鉛，鉛中有金，對(duì)此現(xiàn)象說法正確的是()圖4A屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因是由于金分子和鉛分子的相互吸引B屬擴(kuò)散現(xiàn)象，原因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，不是分子間的相互吸引，A錯(cuò)，B對(duì)；布朗運(yùn)動(dòng)是顆粒的運(yùn)動(dòng)而不是分子的運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)10下列關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象和對(duì)流的說法正確的是()A三種現(xiàn)象在月球表面都能進(jìn)行B三種現(xiàn)象在宇宙飛船里都能進(jìn)行C布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象在月球表面能夠進(jìn)行，而對(duì)流則不能進(jìn)行D布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象在宇宙飛船里能夠進(jìn)行，而對(duì)流則不能進(jìn)行答案AD解析布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而對(duì)流需要在重力作用的條件下才能進(jìn)行由于布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散現(xiàn)象是由于分子熱運(yùn)動(dòng)而形成的，所以二者在月球表面、宇宙飛船里均能進(jìn)行，由于月球表面仍有重力存在，宇宙飛船里的微粒處于完全失重狀態(tài)，故對(duì)流可在月球表面進(jìn)行，而不能在宇宙飛船內(nèi)進(jìn)行，故選A、D.11下列關(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)B0 的物體中的分子不做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C熱運(yùn)動(dòng)是單個(gè)分子的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)D熱運(yùn)動(dòng)是大量分子的永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)答案D解析熱運(yùn)動(dòng)是大量分子所做的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是單個(gè)分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，因此A、C錯(cuò)誤，D正確；分子的熱運(yùn)動(dòng)永不停息，因此0 的物體中的分子仍做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤12關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是()A布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象都可以在氣體、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C解析布朗運(yùn)動(dòng)不能在固體中發(fā)生，擴(kuò)散現(xiàn)象可以在固體中發(fā)生，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而擴(kuò)散現(xiàn)象是分子的運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)是永不停息的，而擴(kuò)散現(xiàn)象當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡后就會(huì)停止，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散現(xiàn)象的相同點(diǎn)是溫度越高越明顯，選項(xiàng)C正確13下列事例中，屬于分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的是()A秋風(fēng)吹拂，樹葉紛紛落下B在箱子里放幾塊樟腦丸，過些日子一開箱就能聞到樟腦的氣味C煙囪里冒出的黑煙在空中飄蕩D把胡椒粉末放入菜湯中，最后胡椒粉末會(huì)沉在湯碗底，而我們喝湯時(shí)卻嘗到了胡椒的味道答案BD解析樹葉、黑煙(顆粒)都是由若干分子組成的固體微粒，它們的運(yùn)動(dòng)都不是分子運(yùn)動(dòng)，A、C錯(cuò)誤，B、D正確