2019-2020年高中物理第一章分子動理論第三節(jié)分子的熱運動教學(xué)案粵教版選修3.doc

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2019-2020年高中物理第一章分子動理論第三節(jié)分子的熱運動教學(xué)案粵教版選修3 [目標(biāo)定位] 1.了解擴散現(xiàn)象及產(chǎn)生原因.2.知道什么是布朗運動，理解布朗運動產(chǎn)生的原因.3.知道什么是分子的熱運動，理解分子熱運動與溫度的關(guān)系． 一、擴散現(xiàn)象 [導(dǎo)學(xué)探究] 1．生活中常會見到下列幾種現(xiàn)象： (1)在墻角打開一瓶香水，很快整個房間都會彌漫著香氣． (2)滴一滴紅色墨水在一盆清水中，過一段時間整盆水會變成濃度相同的紅色． (3)炒菜時，在鍋里放一撮鹽，整鍋菜都會具有咸味． 以上現(xiàn)象說明什么問題？它們屬于什么現(xiàn)象？ 答案　說明不同物質(zhì)能夠彼此進入對方．它們屬于擴散現(xiàn)象． 2．在上述(2)中，整盆水變?yōu)榫鶆虻募t色時，擴散現(xiàn)象停止了嗎？ 答案　擴散現(xiàn)象不會停止． [知識梳理] 1．?dāng)U散現(xiàn)象：由于分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象． 2．影響擴散現(xiàn)象的因素： (1)物態(tài)：氣態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象最容易發(fā)生，液態(tài)物質(zhì)次之，固態(tài)物質(zhì)的擴散現(xiàn)象在常溫下短時間內(nèi)不明顯． (2)溫度：溫度越高，擴散現(xiàn)象越顯著． (3)濃度差：當(dāng)濃度差大(填“大”或“小”)時，擴散現(xiàn)象較為顯著． 3．產(chǎn)生擴散現(xiàn)象的原因：擴散現(xiàn)象是分子無規(guī)則運動的直接結(jié)果，是分子無規(guī)則運動的宏觀反映． 二、布朗運動 [導(dǎo)學(xué)探究]　用顯微鏡觀察放在水中的花粉，追蹤幾粒花粉，每隔30 s記下它們的位置，用折線分別依次連接這些點，如圖1所示．(1)從圖中可看出花粉微粒運動的特點是什么？(2)花粉微粒為什么會做這樣的運動？(3)這種運動反映了什么？ 圖1 答案　(1)花粉微粒的運動是無規(guī)則的．(2)花粉微粒受到液體分子不平衡的撞擊作用，在某一瞬間，微粒在某個方向受到的撞擊作用較強，在下一瞬間，微粒受到另一方向的撞擊作用較強，這樣就引起了花粉微粒的無規(guī)則運動．(3)這種運動反映了液體分子運動的無規(guī)則性． [知識梳理] 1．布朗運動：懸浮在液體或氣體中的微粒的無規(guī)則運動． 2．產(chǎn)生布朗運動的原因： 懸浮微粒受到液體或氣體分子不平衡撞擊． 3．影響布朗運動的因素： (1)懸浮的微粒越小，布朗運動越明顯． (2)溫度越高，布朗運動越激烈． 4．注意：(1)布朗運動是懸浮在液體或氣體中固體顆粒的運動，而不是固體分子的運動，也不是液體或氣體分子的運動，但它反映了液體或氣體分子的無規(guī)則運動．(2)布朗運動是永不停息的，說明液體或氣體分子的運動是永不停息的． [延伸思考] 1．陽光從狹縫中射入教室，透過陽光看到飛舞的塵埃，這些塵埃顆粒的運動是布朗運動嗎？ 答案　不是．布朗顆粒很小，只能在顯微鏡下觀察，無法用肉眼直接看到． 2．圖1中的折線是微粒的運動軌跡嗎？ 答案　折線是微粒每隔30 s所處位置的連線．在每個30 s內(nèi)，微粒的運動軌跡都是無規(guī)則的，不一定和線段重合． 三、熱運動 [導(dǎo)學(xué)探究]　在擴散現(xiàn)象中，溫度越高，擴散越快；在布朗運動中，溫度越高，布朗運動越明顯．而這兩種現(xiàn)象又都反映了分子的運動，那么分子的運動與溫度有什么關(guān)系呢？分子的運動又有哪些特點？ 答案　溫度越高，分子的運動越激烈． 特點：(1)永不停息；(2)無規(guī)則． [知識梳理] 1．溫度越高，分子的運動越激烈．物理學(xué)中把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫熱運動． 2．熱運動的特點是：(1)永不停息；(2)無規(guī)則． 3．布朗運動和熱運動的區(qū)別與聯(lián)系： 區(qū)別：布朗運動是懸浮微粒的運動，而懸浮微粒是很多固體分子組成的一個“集體”，雖然肉眼看不到，但可以在顯微鏡下看到；熱運動即使在顯微鏡下也看不到． 聯(lián)系：(1)都在做永不停息的無規(guī)則運動，都是溫度越高運動越激烈． (2)周圍液體或氣體分子的熱運動是布朗運動產(chǎn)生的原因，布朗運動反映了液體或氣體分子的熱運動． [延伸思考]　高速運動的物體，其內(nèi)部分子的熱運動一定更激烈，對嗎？ 答案　不對．物體宏觀運動的速度大小與分子的熱運動無關(guān). 一、擴散現(xiàn)象 例1　 (多選)如圖2所示，一個裝有無色空氣的廣口瓶倒扣在裝有紅棕色二氧化氮氣體的廣口瓶上，中間用玻璃板隔開，當(dāng)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2 A．過一段時間可以發(fā)現(xiàn)上面瓶中的氣體變成了淡紅棕色 B．二氧化氮由于密度較大，不會跑到上面的瓶中，所以上面瓶不會出現(xiàn)淡紅棕色 C．上面的空氣由于重力作用會到下面的瓶中，于是將下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分，所以會發(fā)現(xiàn)上面瓶中的瓶口處顯淡紅棕色，但在瓶底處不會出現(xiàn)淡紅棕色 D．由于氣體分子在運動著，所以上面的空氣會運動到下面的瓶中，下面的二氧化氮也會自發(fā)地運動到上面的瓶中，所以最后上下兩瓶氣體的顏色變得均勻一致 答案　AD 解析　由于擴散現(xiàn)象，上面的空氣分子與下面的二氧化氮分子會彼此進入對方，直到最后混合均勻，顏色變得一致，應(yīng)選A、D. 二、布朗運動 例2　關(guān)于布朗運動，下列說法中正確的是(　　) A．布朗運動就是分子的無規(guī)則運動 B．懸浮微粒在水中的無規(guī)則運動是由于水分子對它無規(guī)則的撞擊引起的 C．懸浮微粒在水中的無規(guī)則運動是由于微粒內(nèi)部分子無規(guī)則運動引起的 D．懸浮微粒在水中的無規(guī)則運動是由于水的流動引起的 答案　B 解析　布朗運動是懸浮在液體中的微粒做的無規(guī)則運動，是液體分子無規(guī)則運動的反映，故A錯誤；懸浮微粒周圍有大量的水分子，水分子在做無規(guī)則的運動，會撞擊微粒，撞擊的力不平衡時會引起微粒的運動，故B正確，C、D錯誤． 三、熱運動 例3　下列關(guān)于熱運動的說法中，正確的是(　　) A．分子熱運動是指擴散現(xiàn)象和布朗運動 B．分子熱運動是物體被加熱后的分子運動 C．分子熱運動是單個分子做永不停息的無規(guī)則運動 D．分子熱運動是大量分子做永不停息的無規(guī)則運動 E．熱運動與物體的宏觀運動實質(zhì)是相同的 答案　D 解析　分子熱運動是指大量分子做無規(guī)則運動，不是單個分子做無規(guī)則運動，物體被加熱、不被加熱，其分子都在進行著熱運動，故B、C錯誤，D正確．?dāng)U散現(xiàn)象和布朗運動證實了分子的熱運動，但熱運動不是指擴散現(xiàn)象和布朗運動，A錯誤．熱運動描述的是組成物質(zhì)的分子永不停息的無規(guī)則運動，這種運動具有無規(guī)則性，與溫度有關(guān)，溫度升高，分子熱運動的劇熱程度加劇，而物體的宏觀運動描述的是組成物體的分子集體的宏觀運動情況，描述的是物體的機械運動，與熱運動無關(guān)，E錯誤．  1．(擴散現(xiàn)象)在下列給出的四種現(xiàn)象中，屬于擴散現(xiàn)象的有(　　) A．雨后的天空中懸浮著許多小水珠 B．海綿吸水 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，幾年后會發(fā)現(xiàn)鉛中有金 D．將大米與玉米混合均勻，大米與玉米“你中有我，我中有你” 答案　C 2．(布朗運動)在觀察布朗運動時，從微粒在a點開始計時，每隔30 s記下微粒的一個位置，得到b、c、d、e、f、g等點，然后用直線依次連接．如圖3所示，則(　　) 圖3 A．圖中記錄的是分子無規(guī)則運動的情況 B．圖中記錄的是微粒做布朗運動的軌跡 C．微粒在75 s末時的位置一定在cd的中點 D．微粒在75 s末時的位置可能在cd連接以外的某一點 答案　D 解析　圖中記錄的是每隔30 s微粒位置的連線，不是微粒運動的軌跡，也不是分子的無規(guī)則運動，而是微粒的無規(guī)則運動，故選項A、B錯誤；微粒做布朗運動，它在任意一小段時間內(nèi)的運動都是無規(guī)則的，題中觀察到的各點，只是某一時刻微粒所在的位置，在兩個位置所對應(yīng)的時間間隔內(nèi)微粒并不一定沿直線運動，故D正確，C錯誤． 3．(熱運動)對分子的熱運動，以下敘述中正確的是(　　) A．分子的熱運動就是布朗運動 B．熱運動是分子的無規(guī)則運動，同種物質(zhì)的分子的熱運動激烈程度相同 C．氣體分子的熱運動不一定比液體分子激烈 D．物體運動的速度越大，其內(nèi)部分子的熱運動就越激烈 答案　C 解析　分子的熱運動是分子的無規(guī)則運動，而布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規(guī)則運動，不是分子的運動，故A錯．分子無規(guī)則運動的激烈程度只與物體溫度有關(guān)，物體溫度越高，分子的熱運動就越激烈，這種運動是物體內(nèi)部分子的運動，屬微觀的范疇，與物體的宏觀運動沒有關(guān)系，也與物體的物態(tài)沒有關(guān)系，故B、D錯． 4．(分子熱運動的綜合理解)對下列相關(guān)物理現(xiàn)象的解釋正確的是(　　) A．放入菜湯的胡椒粉末最后會沉到碗底，胡椒粉末在未沉之前做的是布朗運動 B．液體中較大的懸浮顆粒不做布朗運動，而較小的顆粒做布朗運動，說明分子的體積很小 C．存放過煤的混凝土地面下一段深度內(nèi)都有黑色顆粒，說明煤分子、混凝土分子都在做無規(guī)則的熱運動 D．高壓下的油會透過鋼壁滲出，說明分子是不停運動著的 答案　C 解析　做布朗運動的微粒肉眼看不到，也不會停下來，A項錯誤；做布朗運動的不是分子而是固體顆粒，布朗運動反映了分子在做永不停息的無規(guī)則運動，不能說明分子體積很小，B項錯誤；C項屬于擴散現(xiàn)象，說明分子都在做無規(guī)則的熱運動，C項正確；高壓下的油會透過鋼壁滲出，這屬于物體在外力作用下的機械運動，不能說明分子是不停運動著的，D項錯誤． 題組一　擴散現(xiàn)象 1．(多選)關(guān)于擴散現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) A．?dāng)U散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象 B．?dāng)U散現(xiàn)象只能在液體中進行 C．?dāng)U散現(xiàn)象說明分子在做無規(guī)則運動且分子之間是有空隙的 D．?dāng)U散的快慢與溫度無關(guān) 答案　AC 解析　擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，且溫度越高，擴散進行得越快，擴散現(xiàn)象說明了分子在做無規(guī)則運動，且分子之間是有空隙的． 2．通常把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．造成這種差別的主要原因是(　　) A．加熱后鹽分子變小，很容易進入蘿卜中 B．炒菜時蘿卜翻動的快，鹽和蘿卜接觸多 C．加熱后蘿卜分子間空隙變大，易擴散 D．炒菜時溫度高，分子熱運動劇烈 答案　D 解析　蘿卜變咸的原因是鹽分子擴散到蘿卜中去，溫度越高，分子熱運動越劇烈，擴散現(xiàn)象越顯著，蘿卜變咸也就越快，這是造成差別的主要原因，所以答案選D. 3．(多選)同學(xué)們一定都吃過味道鮮美的烤鴨，烤鴨的烤制過程沒有添加任何調(diào)料，只是在烤制之前，把烤鴨放在腌制湯中腌制一定時間，鹽就會進入肉里．則下列說法正確的是(　　) A．如果讓腌制湯溫度升高，鹽分子進入鴨肉的速度就會加快 B．烤鴨的腌制過程說明分子之間有萬有引力，把鹽分子吸進鴨肉里 C．在腌制湯中，有的鹽分子進入鴨肉，有的鹽分子從鴨肉里面出來 D．把鴨肉放入腌制湯后立刻冷凍，將不會有鹽分子進入鴨肉 答案　AC 解析　鹽分子進入鴨肉是因為鹽分子的擴散，溫度越高擴散得越快，A正確；鹽分子進入鴨肉是因為鹽分子的無規(guī)則運動，并不是因為萬有引力，B錯誤；鹽分子永不停息地做無規(guī)則運動，有的進入鴨肉，有的離開鴨肉，C正確；冷凍后，仍然會有鹽分子進入鴨肉，只不過速度慢一些，D錯誤． 4．(多選)下列是小明吃砂鍋粥時碰到的現(xiàn)象，屬于擴散現(xiàn)象的是(　　) A．米粒在水中上下翻滾 B．粥滾時，香味四處飄逸 C．鹽塊放入水中，水變味道 D．石油氣被風(fēng)吹散時，周圍可聞到石油氣味 答案　BCD 解析　米粒在水中翻滾是米粒的運動，不是分子運動，不屬于擴散現(xiàn)象；香味四處飄逸，是分子擴散到空氣中的結(jié)果，是擴散現(xiàn)象；鹽塊放入水中，水變味道是鹽分子運動到水中，是擴散現(xiàn)象；石油氣被風(fēng)吹散時，是石油分子運動到空氣中，使周圍可聞到石油氣味，這是擴散現(xiàn)象，B、C、D正確． 題組二　布朗運動 5．(多選)下列關(guān)于布朗運動的敘述，正確的是(　　) A．懸浮小顆粒的運動是雜亂無章的 B．液體的溫度越低，懸浮小顆粒的運動越緩慢，當(dāng)液體的溫度降到0 ℃時，固體小顆粒的運動就會停止 C．被凍結(jié)在冰塊中的小炭粒不能做布朗運動，是因為冰中的水分子不運動 D．做布朗運動的小顆粒越小，布朗運動越明顯 答案　AD 解析　做布朗運動的小顆粒的運動是無規(guī)則的，小顆粒在0 ℃的液體中也要做布朗運動，布朗運動不能在固體中發(fā)生，原因不是固體分子不運動，而是小顆粒被固定在固體中不能移動，但是固體分子在做永不停息的無規(guī)則運動，小顆粒越小，布朗運動越明顯，故A、D正確． 6．(多選)較大的顆粒不做布朗運動是因為(　　) A．液體分子停止運動 B．液體溫度太低 C．跟顆粒碰撞的分子數(shù)較多，多方面的撞擊導(dǎo)致平衡 D．分子沖擊力小，不易改變大顆粒的運動狀態(tài) 答案　CD 解析　當(dāng)懸浮微粒比較大時，由于同時跟它碰撞的分子數(shù)比較多，來自各個方向的沖擊力的效果可以是相互平衡的，且顆粒比較大時，受到較小的沖擊力，很難改變原有的運動狀態(tài)． 7．甲、乙兩杯水，水中均有顆粒在做布朗運動，經(jīng)顯微鏡觀察后，發(fā)現(xiàn)甲杯中的布朗運動比乙杯中的布朗運動激烈，則下列說法中正確的是(　　) A．甲杯中的水溫高于乙杯中的水溫 B．甲杯中的水溫等于乙杯中的水溫 C．甲杯中的水溫低于乙杯中的水溫 D．條件不足，無法確定 答案　D 解析　布朗運動的激烈程度跟溫度大小和顆粒大小有關(guān)系，而顆粒哪個大未知，故無法判斷． 題組三　分子熱運動的理解 8．下列事例中，屬于分子不停地做無規(guī)則運動的是(　　) 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．室內(nèi)掃地時，在陽光照射下看見灰塵飛揚 答案　B 解析　灰塵、黑煙(顆粒)都是由若干分子組成的固體微粒，它們的運動都不是分子運動，A、C、D錯，B對． 9．關(guān)于布朗運動和擴散現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．布朗運動和擴散現(xiàn)象都是分子的運動 B．布朗運動和擴散現(xiàn)象都是永不停息的 C．布朗運動和擴散現(xiàn)象都與溫度無關(guān) D．布朗運動和擴散現(xiàn)象都能在氣體、液體、固體中發(fā)生 答案　B 解析　擴散現(xiàn)象指由于分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象；布朗運動是懸浮微粒的無規(guī)則運動，不是分子的無規(guī)則運動，故A錯誤；由于分子運動是永不停息的，故布朗運動和擴散現(xiàn)象都是永不停息的，B正確；溫度越高，分子熱運動越劇烈，故布朗運動和擴散現(xiàn)象都與溫度有關(guān)，故C錯誤；擴散現(xiàn)象能在氣體、液體、固體中發(fā)生；而布朗運動不能在固體中發(fā)生，故D錯誤． 10．(多選)對以下物理現(xiàn)象的正確分析是(　　) ①從窗外射來的陽光中，可以看到空氣中的微粒在上下飛舞?、谏仙乃魵獾倪\動?、塾蔑@微鏡觀察懸浮在水中的小炭粒，小炭粒不停地做無規(guī)則運動?、芟蛞槐逅械稳霂椎渭t墨水，紅墨水向周圍運動 A．①②③屬于布朗運動 B．④屬于擴散現(xiàn)象 C．只有③屬于布朗運動 D．以上結(jié)論均不正確 答案　BC 解析　擴散現(xiàn)象是由于分子的無規(guī)則運動而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象，而布朗運動是指固體小顆粒的無規(guī)則運動．觀察布朗運動必須在高倍顯微鏡下，肉眼看到的顆粒的運動不屬于布朗運動．由以上分析可判斷B、C選項正確． 11．“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴．”這是南宋詩人陸游《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動速度加快，說明當(dāng)時周邊的氣溫突然__________，屬于__________現(xiàn)象． 答案　升高　擴散 解析　詩句中“花氣襲人”說明發(fā)生了擴散現(xiàn)象，而造成擴散加快的直接原因是“驟暖”，即氣溫突然升高造成的，從物理學(xué)的角度看就是當(dāng)周圍氣溫升高時，花香擴散加?。?