第2节 分子的热运动 Word版含答案

第2节分子的热运动
1.不同物质能够彼此进入对方的现象叫扩散现象。
2．布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒不停息的无规则运动，
它是液体分子无规则运动的反映，但并非液体分子的运动。
3．悬浮微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显。
4．分子永不停息的无规则运动叫热运动，温度越高，热运动越激烈。
一、扩散现象
1．定义
不同物质能够彼此进入对方的现象。
2．产生原因
物质分子的无规则运动。
3．意义
反映分子在做永不停息的无规则运动。
4．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．概念
悬浮微粒在液体(或气体)中的无规则运动。
2．产生原因
大量液体(或气体)分子对悬浮微粒撞击作用的不平衡性。
3．影响因素
微粒越小、温度越高，布朗运动越激烈。
4．意义
间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性。
三、分子的热运动
1．定义
分子永不停息的无规则运动。
2．宏观表现
布朗运动和扩散现象。
3．特点
(1)永不停息；
(2)运动无规则；
(3)温度越高，分子的热运动越激烈。
1．自主思考——判一判
(1)扩散现象在固体、液体、气体中都能发生。(√)
(2)布朗运动就是液体分子的无规则运动。(×)
(3)悬浮微粒越大，布朗运动越明显。(×)
(4)布朗运动的剧烈程度与温度有关。(√)
(5)物体运动的速度越大，其内部分子热运动越激烈。(×)
(6)扩散现象和布朗运动都是分子的运动。(×)
2．合作探究——议一议
(1)一碗小米倒入一碗大米中，小米进入大米的间隙之中是否属于扩散现象？
提示：扩散现象是指由于分子的无规则运动，不同物质(分子)彼此进入对方的现象。显然，上述现象不是分子运动的结果，而是两种物质的混合，所以不属于扩散现象。
(2)冬天里，一缕阳光射入教室内，我们看到的尘埃上下舞动是布朗运动吗？
提示：不是。布朗运动是用肉眼无法直接看到的。
(3)教材中布朗运动的观察记录图是颗粒的运动轨迹吗？
提示：该记录图是每隔某一相等时间记录的颗粒所在位置的连线，并不是颗粒运动的实际轨迹。
对布朗运动和扩散现象的理解
1．布朗运动的理解
(1)布朗运动的特点
①布朗运动是无规则的、永不停息的。
②微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越剧烈。
(2)布朗运动产生的原因
①布朗运动是悬浮在液体中的微小颗粒受到各个方向液体分子撞击作用不平衡造成的。
液体中许许多多做无规则运动的分子不断地撞击微小悬浮颗粒，当微小颗粒足够小时，它受到来自各个方向的液体分子的撞击作用是不平衡的。在某一瞬间，微小颗粒在某个方向受到的撞击作用强，它就沿着这个方向运动；在下一瞬间，微小颗粒在另一方向受到的撞击作用强，它又向着另一个方向运动。任一时刻微小颗粒所受的撞击在某一方向上占优势只能是偶然的，这样就引起了微粒的布朗运动无规则性。
②对布朗运动特点的解释
a．微粒越小，布朗运动越明显。
悬浮在液体中的微粒越小，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越少，撞击作用的不平衡性就表现得越明显，因此，布朗运动越明显。悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间跟它相撞击的分子数越多，如图所示，可以认为各个方向的撞击作用互相平衡，因此布朗运动不明显，甚至观察不到。
b．温度越高，微粒的布朗运动越明显。
温度越高，液体分子的运动越剧烈，分子运动的速率越大，每次撞击时对微粒的冲力越大，因而同一时刻微粒受到的各个方向的冲力的合力越大，微粒的加速度也越大，而使微粒的运动变得更剧烈。另外，温度升高，分子运动的速率增大的同时，在单位时间内分子对微粒碰撞的次数也增多，而使微粒的运动变得剧烈。综上所述，温度越高，布朗运动越明显。
(3)布朗运动的意义
布朗运动不是固体颗粒中分子的运动，也不是液体分子的无规则运动，而是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，无规则运动的原因是液体分子对它无规则撞击的不平衡性。因此，布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动。
2．布朗运动和扩散现象的区别与联系
布朗运动
扩散现象
区别
产生条件
固体微粒足够小，悬浮在液体或气体中
两种不同物质相互接触
影响因素
温度的高低和微粒的大小
温度的高低、物态形式、物质的浓度差
现象本质
是液体或气体分子无规则运动的反映
是分子的运动
联　系
它们都直接或间接证实了分子的无规则运动
1．[多选]下列现象是扩散现象的是(　　)
A．冬天早晨的薄霜在太阳升起后便消失了
B．春天在公园里散步，随处都能闻到花香味
C．夏天阵雨过后马路上的雨水过一段时间就干了
D．北方深秋的沙尘暴漫天袭来
解析：选ABC　薄霜在太阳升起后消失了，是由于水分子扩散到空气中；春天各种花的芳香分子扩散到空气中传得很远；马路上的雨水蒸发到空气中，地面就干了；沙尘暴是微粒的运动，不是扩散现象。故A、B、C正确。
2．以下关于布朗运动的说法中，不正确的是(　　)
A．布朗运动证明，液体分子在做无规则运动
B．布朗运动证明，悬浮微粒的分子在做无规则运动
C．温度越高布朗运动越剧烈
D．悬浮微粒越小布朗运动越明显
解析：选B　布朗运动证明，液体分子在做无规则运动，A选项正确，B选项错误；温度越高，悬浮颗粒越小，布朗运动越明显，C、D选项正确。
3．(2017·江苏高考)甲和乙图是某同学从资料中查到的两张记录水中炭粒运动位置连线的图片，记录炭粒位置的时间间隔均为30 s，两方格纸每格表示的长度相同。比较两张图片可知：若水温相同，________(选填“甲”或“乙”)中炭粒的颗粒较大；若炭粒大小相同，________(选填“甲”或“乙”)中水分子的热运动较剧烈。
解析：影响布朗运动快慢的因素有两个，即悬浮颗粒的大小和液体温度，颗粒越小布朗运动越明显，液体温度越高布朗运动越明显，从题图可以看出，乙中炭粒的布朗运动明显，因此温度相同时，甲中炭粒的颗粒大；颗粒相同时，乙中水的温度高，水分子的热运动较剧烈。
答案：甲　乙
　　对分子热运动的理解
布朗运动和热运动的区别与联系
布朗运动
热运动
不同点
研究对象
悬浮于液体中的微粒
分子
观察难易程度
可以在显微镜下看到，肉眼看不到
一般显微镜下看不到
相同点
①无规则；②永不停息；③温度越高越激烈
联系
周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动
1．[多选]下列哪些现象属于热运动(　　)
A．把一块平滑的铅板叠放在平滑的铝板上，经相当长的一段时间把它们再分开，会看到它们相接触的面都是灰蒙蒙的
B．把胡椒粉末放入菜汤中，最后胡椒粉末会沉在汤碗底，而我们喝汤时尝到了胡椒的味道
C．含有泥沙的水经一定时间后会澄清
D．用砂轮打磨而使零件的温度升高
解析：选ABD　热运动在微观上是指分子的运动，如扩散现象；在宏观上表现为温度的变化，如“摩擦生热”、物体的热传递等。而水的澄清过程是由于泥沙在重力作用下的沉淀，不是热运动，C错误。故正确答案为A、B、D。
2．[多选]下列所列词句中，描述分子热运动的是(　　)
A．酒香不怕巷子深　　　　　 B．踏花归去马蹄香
C．影动疑是玉人来 D.风沙刮地塞云愁
解析：选AB　酒香在空气中传播，马蹄上的花香在空气中传播都属于扩散现象，是由分子无规则运动引起的，A、B正确。影动是由光学因素造成的，与分子热运动无关，C错误。风沙刮地是沙子在自身重力和气流的作用下所做的运动，不是分子的运动，D错误。
3．[多选]下面所列举的现象，哪些能说明分子是不断运动着的(　　)
A．将香水瓶盖打开后能闻得到香味
B．汽车开过后，公路上尘土飞扬
C．洒在地上的水，过一段时间就干了
D．悬浮在水中的花粉做无规则的运动
解析：选ACD　扩散现象和布朗运动都能说明分子在不停地做无规则运动。香水的扩散、水分子在空气中扩散以及悬浮在水中花粉的运动都说明了分子在不停地做无规则运动，故A、C、D均正确；而尘土不是单个分子，是颗粒，尘土飞扬是气流造成的。
1．(2016·北京高考)雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并且PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写)。
某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。
据此材料，以下叙述正确的是(　　)
A．PM10表示直径小于或等于1.0×10－6 m的悬浮颗粒物
B．PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力
C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动
D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大
解析：选C　PM10直径小于或等于10 μm，即1.0×10－5 m，选项A错误；PM10悬浮在空中，表明空气分子作用力的合力与其重力平衡，选项B错误；PM10和大悬浮颗粒物的大小符合做布朗运动条件，选项C正确；据题中材料不能判断PM2.5浓度随高度的增加而增大，选项D错误。
2．关于布朗运动，下列说法正确的是(　　)
A．布朗运动就是分子运动，布朗运动停止了，分子运动也会暂时停止
B．微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动的
C．布朗运动是无规则的，因此它说明了液体分子的运动也是无规则的
D．布朗运动的无规则性，是由于外界条件无规律的不断变化而引起的
解析：选C　布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动，它不是指分子的运动。布朗运动是由液体或气体分子的撞击引起的，布朗运动的无规则性，间接反映了液体或气体分子运动的无规则性，它不是由颗粒内部的分子无规则运动引起的。布朗运动的无规则性，是由液体分子无规则运动决定的，并不是由于外界条件变化引起的，故只有C对。
3．下列现象中，叙述正确的是(　　)
A．用手捏面包，面包体积会缩小，这是因为分子间有间隙
B．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快就会变咸，这是食盐分子的扩散现象
C．把一块铅和一块金表面磨光后紧压在一起，在常温下放置四五年，结果铅和金就互相渗入而连在一起，这是两种金属分别做布朗运动的结果
D．把碳素墨水滴入水中，稀释后，借助显微镜能够观察到的布朗运动就是碳分子的无规则运动
解析：选B　手捏面包，面包体积变小，是因为面包内部有间隙，而不是分子间有间隙，故A错误；B、C都是扩散现象；D中做布朗运动的是墨水中的颗粒(大量碳分子的集结体)，而不是碳分子。
4．如图所示的是用显微镜观察到的悬浮在水中的一个花粉微粒的布朗运动路线，以微粒在A点开始计时，每隔30 s记下一个位置，依次得到B、C、D、E、F、G、H、I、J、K各点。则在第75 s末时微粒所在的位置是(　　)
A．一定在CD连线的中点
B．一定不在CD连线的中点
C．一定在CD连线上，但不一定在CD连线的中点
D．不一定在CD连线上
解析：选D　第60～90 s时，微粒由C→D运动，但CD连线并不是其轨迹，所以，第75 s末时微粒可能在CD连线上，也可能不在CD连线上，只有D对。
5．关于分子的热运动，以下叙述正确的是(　　)
A．布朗运动就是分子的热运动
B．布朗运动是分子的无规则运动，同种物质的分子的热运动剧烈程度相同
C．气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈
D．物体运动的速度越大，其内部的分子热运动就越剧烈
解析：选C　布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，由于小颗粒是由大量分子构成的，所以布朗运动不是分子的运动，布朗运动是液体分子对小颗粒的碰撞的作用力不平衡引起的，所以布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，选项A、B错误。温度是分子热运动剧烈程度的反映，温度越高，分子热运动越剧烈，与物体运动的速度无关，由于气体和液体的温度高低不确定，所以气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈，选项C正确，D错误。
6．关于布朗运动与分子运动(热运动)的说法中正确的是(　　)
A．微粒的无规则运动就是分子的运动
B．微粒的无规则运动就是固体颗粒分子无规则运动的反映
C．微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D．因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动
解析：选C　微粒是由大量的分子组成的，它的运动不是分子的运动，A错误。布朗运动是悬浮在液体中的小颗粒受到液体分子的作用而做的无规则运动，它反映了包围固体小颗粒的液体分子在做无规则运动，B错误，C正确。布朗运动的对象是固体小颗粒，热运动的对象是分子，所以布朗运动不是热运动，D错误。
7．我国北方地区多次出现过沙尘暴天气，沙尘暴天气出现时，远方物体呈土黄色，太阳呈淡黄色，尘沙等细粒浮游在空中。请问沙尘暴天气中的风沙弥漫，尘土飞扬，是否是布朗运动？
解析：能在液体或气体中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10－6 m，这种微粒人眼是看不到的，必须借助于显微镜。沙尘暴天气中的灰沙、尘土都是较大的颗粒，它们的运动基本属于在气流作用下的移动，不是布朗运动。
答案：见解析
8．请解释下列物理现象：
(1)将樟脑球放入衣箱里，过一段时间后，衣箱里充满了樟脑味；
(2)将盐放入水中，水逐渐变咸，而且热水比冷水容易变咸；
(3)给气球吹足气，虽然用细线将口扎紧，但过三两天后，气球仍然瘪了。
答案：(1)樟脑球放入衣箱里，由于分子的热运动，樟脑分子进入箱内空气中，因此衣箱内充满樟脑味。
(2)盐放入水中，发生扩散现象，故水变咸，且分子的热运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，因此热水比冷水容易变咸。
(3)气球分子间有间隙，而且球内气压大，因此球内气体分子可由空隙运动到球外，气球会慢慢变瘪。