2014届高考物理《分子的热运动》核心考点解读
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《分子的热运动》核心考点例析
一、核心知识归纳
1．定义：扩散现象是指不同物质能彼此进入对方的现象．
2．原因：是由物质分子的无规则运动产生的．
3．扩散与温度的关系：生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，在高温条件下完成分子扩散，这也说明了温度越高，扩散进行的就越快．
2．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它反映了液体分子的无规则运动．
3．布朗运动产生的原因不是外部因素引起的，而是由于悬浮在液体中的小颗粒受到液体分子的撞击不平衡引起的．
4．影响布朗运动快慢的因素
(1)物体颗粒越小，布朗运动越明显．
(2)在任何温度下都能产生布朗运动，温度越高，布朗运动越显著．
5．分子的无规则运动跟温度有关，所以把分子的这种运动叫热运动，温度越高，分子的热运动越剧烈．
6．所有热现象都是物质内部大量分子无规则运动的宏观表现．
二、核心考点例析
核心考点一、正确理解扩散现象与热运动
物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动。扩散现象很好地证明分子的热运动。
扩散快慢除和温度有关外，还和物体的密度差、浓度差有关．物体的密度差(或浓度差)越大，温度越高，扩散进行得越快．
例1：如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．对于抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)下列说法正确的是( )
A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色
B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色
D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
【解答】抽去玻璃板后，空气与二氧化氮两种气体接触，发生扩散现象，过一段时间空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中，颜色均匀一致，都呈淡红棕色，A、D对，B、C错．
【答案】 AD
【规律总结】 (1)扩散现象在任何情况下都可以发生，与外界因素无关． (2)当两部分的分子分布浓度相同时，浓度不再变化，宏观上扩散停止，但分子运动并没有停止，因此这种状态是一种动态平衡．
变式训练1 通常把青菜腌成咸菜至少需要几天的时间，而把青菜炒熟使它具有同样的咸味，仅需几分钟，造成这种差别的主要原因是（ ）
A.炒菜时盐多一些，盐分子容易进入青菜中
B.炒菜时青菜分子间有空隙，盐分子容易进入青菜中
C.炒菜时温度高，分子热运动加剧，扩散加快
D.以上说法都不对
解析：选C腌菜或炒菜时，菜变咸，是由于盐分子发生扩散的结果，炒菜时菜很快就有了咸味，表明温度越高，分子运动越剧烈，因而扩散运动加剧.
核心考点二、对布朗运动的理解
1．颗粒的大小：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10－6 m)．
2．布朗运动的特点：①永不停息；②无规则；③微粒越小，运动越剧烈；④温度越高，运动越剧烈．
3．布朗运动的产生
(1)布朗运动的无规则性．悬浮微粒受到液体分子撞击不平衡是形成布朗运动的原因，由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的．
(2)微粒越小，布朗运动越明显．悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大，因此微粒越小，布朗运动越明显．
(3)温度越高，布朗运动越激烈．温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，微粒越不易平衡，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈．
例2：关于布朗运动，下列说法中正确的是( )
A．悬浮的微粒越大，布朗运动越明显
B．布朗运动是液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
【解答】 布朗运动是悬浮微粒受到液体分子的冲击力不平衡造成的，微粒越大，在某一瞬时跟它相撞的分子数越多，各个方向撞击作用接近平衡，故布朗运动越不明显，故A错；布朗运动的规律反映了液体分子运动的规律，故B对；能做布朗运动的微粒都很小，一般数量级在10－6 m，人眼不可能直接观察到，只能借助光学显微镜观察，尘埃的运动是空气对流产生的，不是布朗运动，故C错；热运动指分子的运动，布朗运动不是热运动，故D错．
【答案】 B
【思维总结】 布朗运动不是分子运动，是液体(或气体)分子撞击固体微粒的结果，它反映了液体分子运动的无规则性．
变式训练2 下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )
A．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生
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能说明分子的运动是永不停息的
解析：选CD.布朗运动可以在气体和液体中发生，但不能在固体中进行；而扩散现象在气体、液体和固体中都能发生．布朗运动是微小固体颗粒的运动；而扩散现象是分子的运动．由于温度越高，分子的无规则运动越剧烈，自然扩散现象在温度越高时越明显，而液体(或气体)分子的无规则运动加剧加快了它们对布朗颗粒的碰撞频率，所以布朗运动也是温度越高越明显．由于分子的热运动是永不停息的、无规则的，所以布朗颗粒的运动和分子扩散的运动都能说明分子的运动是永不停息的．
核心考点三、对布朗运动示意图的理解
1．布朗运动的示意图：例3中的图记录的并非微粒做布朗运动的运动轨迹，而是每隔30 s微粒位置的连线，从这些连线上就已经看出布朗运动的无规则性，实际上微粒在30 s内也不是沿直线运动．
2．布朗运动的意义：尽管布朗运动本身并不是分子的运动，但由于它的形成原因是由于分子的撞击所致，所以它能反映分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在．
例3：做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是( )
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
【审题指导】不能将图中的折线视为运动轨迹，因花粉微粒受到大量液体分子的频繁撞击(每秒约1021次)，在每一个相等的时间内，花粉微粒的运动仍是毫无规则的．
【解答】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故C项错误；故只有D项正确。
【答案】D
【误区警示】布朗运动一直是同学们理解的误区：很多同学错误认为布朗运动就是液体分子的运动，其实布朗运动是悬浮颗粒的运动，它反映了液体分子在做杂乱无章的无规则运动。
变式训练3 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、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
解析：选CD.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．
一、核心知识归纳
1．定义：扩散现象是指不同物质能彼此进入对方的现象．
2．原因：是由物质分子的无规则运动产生的．
3．扩散与温度的关系：生产半导体器件时，需要在纯净半导体材料中掺入其他元素，在高温条件下完成分子扩散，这也说明了温度越高，扩散进行的就越快．
2．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，它反映了液体分子的无规则运动．
3．布朗运动产生的原因不是外部因素引起的，而是由于悬浮在液体中的小颗粒受到液体分子的撞击不平衡引起的．
4．影响布朗运动快慢的因素
(1)物体颗粒越小，布朗运动越明显．
(2)在任何温度下都能产生布朗运动，温度越高，布朗运动越显著．
5．分子的无规则运动跟温度有关，所以把分子的这种运动叫热运动，温度越高，分子的热运动越剧烈．
6．所有热现象都是物质内部大量分子无规则运动的宏观表现．
二、核心考点例析
核心考点一、正确理解扩散现象与热运动
物体里的分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动。扩散现象很好地证明分子的热运动。
扩散快慢除和温度有关外，还和物体的密度差、浓度差有关．物体的密度差(或浓度差)越大，温度越高，扩散进行得越快．
例1：如图所示，一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上，中间用玻璃板隔开．对于抽去玻璃板后所发生的现象，(已知二氧化氮的密度比空气的密度大)下列说法正确的是( )
A．当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色
B．二氧化氮由于密度较大，不会跑到上面的瓶中，所以上面瓶不会出现淡红棕色
C．上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中，于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以会发现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色，但在瓶底处不会出现淡红棕色
D．由于气体分子在运动着，所以上面的空气会到下面的瓶中，下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中，所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致
【解答】抽去玻璃板后，空气与二氧化氮两种气体接触，发生扩散现象，过一段时间空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中，颜色均匀一致，都呈淡红棕色，A、D对，B、C错．
【答案】 AD
【规律总结】 (1)扩散现象在任何情况下都可以发生，与外界因素无关． (2)当两部分的分子分布浓度相同时，浓度不再变化，宏观上扩散停止，但分子运动并没有停止，因此这种状态是一种动态平衡．
变式训练1 通常把青菜腌成咸菜至少需要几天的时间，而把青菜炒熟使它具有同样的咸味，仅需几分钟，造成这种差别的主要原因是（ ）
A.炒菜时盐多一些，盐分子容易进入青菜中
B.炒菜时青菜分子间有空隙，盐分子容易进入青菜中
C.炒菜时温度高，分子热运动加剧，扩散加快
D.以上说法都不对
解析：选C腌菜或炒菜时，菜变咸，是由于盐分子发生扩散的结果，炒菜时菜很快就有了咸味，表明温度越高，分子运动越剧烈，因而扩散运动加剧.
核心考点二、对布朗运动的理解
1．颗粒的大小：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10－6 m)．
2．布朗运动的特点：①永不停息；②无规则；③微粒越小，运动越剧烈；④温度越高，运动越剧烈．
3．布朗运动的产生
(1)布朗运动的无规则性．悬浮微粒受到液体分子撞击不平衡是形成布朗运动的原因，由于液体分子的运动是无规则的，使微粒受到较强撞击的方向也不确定，所以布朗运动是无规则的．
(2)微粒越小，布朗运动越明显．悬浮微粒越小，某时刻与它相撞的分子数越少，来自各方向的冲击力越不平衡；另外微粒越小，其质量也就越小，相同冲击力下产生的加速度越大，因此微粒越小，布朗运动越明显．
(3)温度越高，布朗运动越激烈．温度越高，液体分子的运动(平均)速率越大，对悬浮于其中的微粒的撞击作用也越大，微粒越不易平衡，产生的加速度也越大，因此温度越高，布朗运动越激烈．
例2：关于布朗运动，下列说法中正确的是( )
A．悬浮的微粒越大，布朗运动越明显
B．布朗运动是液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
【解答】 布朗运动是悬浮微粒受到液体分子的冲击力不平衡造成的，微粒越大，在某一瞬时跟它相撞的分子数越多，各个方向撞击作用接近平衡，故布朗运动越不明显，故A错；布朗运动的规律反映了液体分子运动的规律，故B对；能做布朗运动的微粒都很小，一般数量级在10－6 m，人眼不可能直接观察到，只能借助光学显微镜观察，尘埃的运动是空气对流产生的，不是布朗运动，故C错；热运动指分子的运动，布朗运动不是热运动，故D错．
【答案】 B
【思维总结】 布朗运动不是分子运动，是液体(或气体)分子撞击固体微粒的结果，它反映了液体分子运动的无规则性．
变式训练2 下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )
A．布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生
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能说明分子的运动是永不停息的
解析：选CD.布朗运动可以在气体和液体中发生，但不能在固体中进行；而扩散现象在气体、液体和固体中都能发生．布朗运动是微小固体颗粒的运动；而扩散现象是分子的运动．由于温度越高，分子的无规则运动越剧烈，自然扩散现象在温度越高时越明显，而液体(或气体)分子的无规则运动加剧加快了它们对布朗颗粒的碰撞频率，所以布朗运动也是温度越高越明显．由于分子的热运动是永不停息的、无规则的，所以布朗颗粒的运动和分子扩散的运动都能说明分子的运动是永不停息的．
核心考点三、对布朗运动示意图的理解
1．布朗运动的示意图：例3中的图记录的并非微粒做布朗运动的运动轨迹，而是每隔30 s微粒位置的连线，从这些连线上就已经看出布朗运动的无规则性，实际上微粒在30 s内也不是沿直线运动．
2．布朗运动的意义：尽管布朗运动本身并不是分子的运动，但由于它的形成原因是由于分子的撞击所致，所以它能反映分子的运动特征，这就是布朗运动的意义所在．
例3：做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是( )
A．分子无规则运动的情况
B．某个微粒做布朗运动的轨迹
C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线
D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线
【审题指导】不能将图中的折线视为运动轨迹，因花粉微粒受到大量液体分子的频繁撞击(每秒约1021次)，在每一个相等的时间内，花粉微粒的运动仍是毫无规则的．
【解答】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，而非分子的运动，故A项错误；既然无规则所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误，对于某个微粒而言在不同时刻的速度大小和方向均是不确定的，所以无法确定其在某一个时刻的速度，故也就无法描绘其速度-时间图线，故C项错误；故只有D项正确。
【答案】D
【误区警示】布朗运动一直是同学们理解的误区：很多同学错误认为布朗运动就是液体分子的运动，其实布朗运动是悬浮颗粒的运动，它反映了液体分子在做杂乱无章的无规则运动。
变式训练3 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、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
解析：选CD.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．
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