1.3 分子的热运动 讲义 -2025-2026学年高二下学期物理同步复习（教科版选择性必修第三册）

本讲义聚焦“分子的热运动”核心知识点，系统梳理分子永不停息无规则运动的表现，从扩散现象、布朗运动的实例及解释入手，分析影响扩散速度和布朗运动快慢的因素，最终关联温度与分子动能的关系，构建从现象到本质的学习支架。 该资料以题型为单元设计，每个题型含知识点梳理与典型例题，如通过对比表格明晰布朗运动与分子热运动差异培养科学思维，红墨水扩散实验题引导科学探究，助力学生深化物理观念。课中辅助教师系统授课，课后便于学生针对性练习，有效查漏补缺。

第1章第3节 分子的热运动 题型1 分子在永不停息地做无规则运动 题型2 扩散现象实例及解释 题型3 影响扩散速度的因素 题型4 布朗运动实例、本质及解释 题型5 布朗运动的图像问题 题型6 影响布朗运动快慢的因素 题型7 温度与分子动能的关系 ▉题型1 分子在永不停息地做无规则运动 【知识点的认识】 一、分子热运动 定义：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 （1）扩散现象 相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行。 （2）布朗运动 悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。 二、布朗运动与分子热运动 布朗运动 分子热运动 研究对象 悬浮在液（气）体中的固体小颗粒 分子 形成原因 由分子无规则运动撞击力的不平衡引起的，是分子运动的反映 是分子本身的特征 运动条件 固体小颗粒在液体（或气体）中的运动 一切状态（固、液、气）的物体中的分子都做热运动 共同特点 都是永不停息的无规则运动（绝对零度情况下除外），都随温度的升高而变得更加激烈 1．严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热学中的分子，下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行 C．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力 D．两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小 【答案】B 【解答】解：A、布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，故A错误； B、扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，故B正确； C、两个分子间距离小于r0时，分子间斥力和引力都有，只是分子力表现为斥力，故C错误； D、当r＜r0，分子势能随着分子间距离的增大，分子势能减小，当r＞r0时，分子势能随分子距离增大而增大，故D错误。 故选：B。 2．下列现象中，哪些不可用分子的热运动来解释（　　） A．长期放煤的地方，地面下1cm深处的泥土变黑 B．炒菜时，可使满屋子嗅到香味 C．大风吹起地上的尘土到处飞扬 D．食盐粒沉在杯底，水也会变咸 【答案】C 【解答】解：A、长期存放煤的地方，地面1cm深处的泥土变黑，是煤的分子扩散到土壤中导致，故A正确。 B、炒菜时满屋子都可以闻到香味，是由于构成饭菜的分子被加热急速扩散到空气中导致的，故B正确。 C、大风吹起地面上的尘土到处飞扬，是固体微粒的运动，不是分子的运动，故C错误。 D、食盐颗粒沉在杯底，水也会变咸，是因为食盐分子溶解到水里，实质也是食盐分子热运动导致，故D正确。 本题选择不可用分子的热运动来解释，故选：C 3．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：7月份与1月份相比较，正确的是（　　） 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 平均最高气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8 平均大气压105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.9984 0.9960 A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了 【答案】D 【解答】解：A、温度越高，分子无规则热运动加强。7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以无规则热运动加强。故A、B错误。 C、温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少。故C错误，D正确。 故选：D。 4．如图所示，荷叶上两滴水珠接触时，会自动结合成一滴大水珠，此事实说明分子间存在着 　引力　 。端午时节，空气中弥漫着粽子的香味，“粽叶飘香”说明分子永不停息地做 　无规则运动　 。 【答案】引力；无规则运动 【解答】解：分子间存在引力和斥力，两滴水珠接触时，能自动结合成一滴较大的水珠，这一事实说明分子间存在着引力。 “粽叶飘香”这是扩散现象，说明分子是在永不停息地做无规则运动。 故答案为：引力；无规则运动 5．取两杯体积相同的清水，同时分别滴入一滴红墨水，出现如图（a）、（b）所示的情景．这个实验观察到的现象是　b中的墨水扩散得快　 ；由此可以判断水的温度较高的是图　b　 ；从分子动理论的角度分析，这个实验揭示的物理规律是　温度越高，水分子运动越剧烈．　 ． 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由于图示中b杯的清水被全部染红了，所以说说明红墨水在b杯中扩散较快；可以判断水的温度较高的是图b；揭示的物理规律是：热水的温度高，分子运动剧烈． 故答案为：b中的墨水扩散得快；b；温度越高，水分子运动越剧烈． ▉题型2 扩散现象实例及解释 【知识点的认识】 1.扩散的定义：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象． 2..扩散现象实例：酒香不怕巷子深、茶叶蛋的制作、堆放煤球的墙壁会变黑等等 3.产生原因：组成物质的分子永不停息地做无规则运动． 4.实质：扩散现象就是物质分子的无规则运动． 5.物理意义：直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动． （多选）6．下列说法不正确的是（　　） A．两个接触在一起的固体间不可能发生扩散现象 B．布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子运动 C．温度相同的物体的分子平均速率相同 D．无论今后科技发展到什么程度，都不可能达到绝对零度 E．一定质量的理想气体分子内能增加，温度一定升高 【答案】ABC 【解答】解：A、扩散可以在液体、固体里发生，所以两个接触在一起的固体间可以发生扩散现象。故A不正确； B、布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉颗粒无规则运动，不是分子运动。故B不正确； C、温度相同的物体的分子平均动能相同，但分子质量不一定相同，分子平均速率不一定相同。故C不正确； D、无论今后科技发展到什么程度，都不可能达到绝对零度。故D正确； E、理想气体的内能由温度决定，若一定质量的某理想气体的内能增加，则其温度一定升高。故E正确。 本题选不正确的， 故选：ABC。 （多选）7．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是（　　） A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀是水分子和碳粒做无规则运动的结果，与重力无关 C．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 D．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 E．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 【答案】BCD 【解答】解：A、碳素墨水滴入水中，观察到的布朗运动是液体分子不停地做无规则撞击碳悬浮微粒，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡的导致的无规则运动，不是由于碳粒受重力作用，故A错误； B、混合均匀的过程中，水分子做无规则的运动，碳粒的布朗运动也是做无规则运动，与重力无关。故B正确； C、混合均匀的过程中，水分子做无规则的运动，碳粒的布朗运动也是做无规则运动。故C正确； D、当悬浮微粒越小时，悬浮微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡性表现得越强，即布朗运动越显著，所以使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速。故D正确。 E、墨汁的扩散运动是由于微粒受到的来自各个方向的液体分子的撞击作用不平衡引起的，故E错误。 故选：BCD。 （多选）8．下列各种说法中正确的是（　　） A．固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著 B．扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行 C．气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动 D．如果一开始分子间距离大于r0，则随着分子间距离的增大，分子势能增大 E．内能相同的物体，可能温度不同 【答案】ADE 【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由大量分子撞击引起的，反映了液体分子的无规则运动，因此颗粒越小，撞击造成的不平衡性越大，温度越高，平均动能越大，布朗运动则越明显，故A正确； B、扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，故B错误。 C、分子永不停息地做无规则运动，不分固体、液体与气体，故C错误； D、如果一开始分子间距离大于r0，分子之间体现分子引力，当随着分子间距离的增大时，引力做负功，那么分子势能增大。故D正确； E、内能相同的物体，即所有分子的动能与势能之和是相同，而它们平均动能可能不同，因此它们温度可能不同。故E正确。 故选：ADE。 ▉题型3 影响扩散速度的因素 【知识点的认识】 1．扩散的定义：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象． 2.影响扩散速度的因素：温度和物态。气体扩散最快，固体最慢；温度越高，扩散越快。 （多选）9．关于扩散现象，下列说法正确的是（　　） A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 【答案】ACD 【解答】解：A、不同物质相互进入对方的现象叫扩散，是由于分子无规则运动产生的，温度越高扩散进行得越快，故A正确； BC、扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，没有发生化学反应，故B错误，C正确； D、扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D正确； E、扩散是由于分子的无规则运动产生的，与液体的对流无关，故E错误。 故选：ACD。 （多选）10．关于扩散现象，下来说法正确的是（　　） A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 【答案】ACD 【解答】解：A、温度越高，分子热运动越激烈，所以扩散进行得越快，故A正确； B、扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象，没有产生新的物质，是物理现象，故B错误； CD、扩散现象是由物质分子无规则热运动产生的分子迁移现象，可以在固体、液体、气体中产生，扩散速度与温度和物质的种类有关，故CD正确； E、液体中的扩散现象是由于液体分子的热运动产生的，故E错误。 故选：ACD。 ▉题型4 布朗运动实例、本质及解释 【知识点的认识】 1．布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动． 2．原因：小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的． 3．实质：不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动． 4.特点：①无规则 每个液体分子对小颗粒撞击时给颗粒一定的瞬时冲力，由于分子运动的无规则性，每一瞬间，每个分子撞击时对小颗粒的冲力大小、方向都不相同，合力大小、方向随时改变，因而布朗运动是无规则的。 ②永不停歇 因为液体分子的运动是永不停息的，所以液体分子对固体微粒的撞击也是永不停息的[2]。 颗粒越小，布朗运动越明显 ③颗粒越小，颗粒的表面积越小，同一瞬间，撞击颗粒的液体分子数越少，据统计规律，少量分子同时作用于小颗粒时，它们的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬间撞击的分子数越少，其合力越不平衡，又颗粒越小，其质量越小，因而颗粒的加速度越大，运动状态越容易改变，故颗粒越小，布朗运动越明显。 ④温度越高，布朗运动越明显 温度越高，液体分子的运动越剧烈，分子撞击颗粒时对颗粒的撞击力越大，因而同一瞬间来自各个不同方向的液体分子对颗粒撞击力越大，小颗粒的运动状态改变越快，故温度越高，布朗运动越明显。 ⑤肉眼看不见 做布朗运动的固体颗粒很小，肉眼是看不见的，必须在显微镜才能看到。 布朗运动间接反映并证明了分子热运动。 5．物理意义：间接证明了分子永不停息地做无规则运动． 11．小明同学的家坐落在绿树环抱、翠竹簇拥的山岔湖畔。清晨，朝阳初现，叶下露珠晶莹剔透，院前湖光波光粼粼，屋上炊烟随风飘荡；好一幅农村美景。下列对此景的物理学解释错误的是（　　） A．绿树之所以是绿色是因为它能反射绿色的光 B．湖水因比热容大有“吸热”功能，炎夏时节能降低周边地区的气温 C．露是水蒸气液化而形成的 D．“炊烟随风飘荡”是分子不停地做无规则运动的结果 【答案】D 【解答】解：A．不透明的物体颜色由它反射的色光决定，树叶呈现绿色是因为它反射了绿色的光，故A正确； B．湖水的比热容较大，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，炎夏时节能降低周边地区的气温，故B正确； C．露是空中的水蒸气遇冷液化形成的，故C正确； D．我们看到的烟属于机械运动，而不是分子的运动，故D错误。 本题要求选解释错误的 故选：D。 12．下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大 B．布朗运动就是液体分子的热运动 C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变 D．根据热力学第二定律可知热量只能从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体 【答案】C 【解答】解：A、物体的温度越高，分子的平均动能就越大。分子的平均动能大，并不是每个分子动能都增大，也有个别分子的动能减小。所以A错。 B、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是液体分子的运动，但能反映液体分子的运动。所以B错。 C、根据热力学第一定律U＝Q+W，当一定质量的理想气体从外界吸收热量，如果对外做等量的功，其内能会不变。所以C正确。 D、根据热力学第二定律可知热量能自发的从高温物体传到低温物体，但不可能自发的从低温物体传到高温物体，并不是热量不能从低温物体传到高温物体，在消耗其它能量的情况下是可以的，只是不能自发的发生。所以D错误。 故选：C。 13．下列关于布朗运动的说法正确的是（　　） A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动 C．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 【答案】B 【解答】解： A、布朗运动是悬浮在液体中微粒的无规则运动，显微镜中看到的是颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，故A错误； B、布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，故B正确； C、一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚，是水的对流引起的，不是布朗运动，故C错误； D、布朗运动形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，所以布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是组成固体小颗粒的分子在做无规则运动，故D错误。 故选：B。 14．近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题引起全社会高度关注。其中主要污染物是大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物即PM2.5（该颗粒肉眼不可见，仅能在显微镜下观察到），也称为可入肺颗粒物。以下对该颗粒的说法中不正确的是（　　） A．在无风的时候，颗粒悬浮在空中静止不动 B．该颗粒的无规则运动是布朗运动 C．布朗运动是由空气分子从各个方向对颗粒撞击作用的不平衡引起的 D．该颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规则运动 【答案】A 【解答】解：A、在无风的时候，颗粒还会受到附近空气分子对它的撞击作用，颗粒要不停地做无规则运动，故A错误； B、悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的无规则运动叫做布朗运动，所以该颗粒符合布朗运动的条件，该颗粒的运动就是布朗运动，故B正确； C、布朗运动产生的原因就是气体或液体分子对颗粒撞击的不平衡性造成的，故C正确； D、布朗运动反映了气体或液体分子的无规则运动，故D正确。 本题是选不正确的 故选：A。 15．下列说法正确的是（　　） A．露珠由空气中的水蒸气凝结而成，凝结过程中分子间的引力增大，斥力减小 B．冰箱制冷，说明在引起其他变化的情况下，温度是可以从低温物体传到高温物体的 C．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的，因此固体颗粒越小，布朗运动越明显 D．物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，在一定条件下，某些非晶体也可以转化为晶体 【答案】D 【解答】解：A、分子间同时存在引力和斥力，且引力和斥力都随着分子间距离的减小而增大，水由气态凝结成液态的水，分子间距离变小，引力和斥力都增大，故A错误； B、热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其它变化，温度不能传递，故B错误； C、布朗运动是液体分子无规则热运动对固体小颗粒的碰撞产生的，故C错误； D、一种物质可以是晶体也可以是非晶体，非晶体的结构是不稳定的，在适当的条件下要向晶体转化，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，故D正确。 故选：D。 ▉题型5 布朗运动的图像问题 【知识点的认识】 一、布朗运动的图像可以通过绘制粒子在不同时间点的位置来展示。 布朗运动是一种物理现象，其中微小粒子在液体或气体中由于受到分子撞击而做无规则运动。要绘制布朗运动的图像，可以通过记录粒子在不同时间点的位置，并将这些位置点连接起来，形成粒子的运动轨迹。由于布朗运动具有随机性，每次实验或模拟都会得到不同的轨迹，但总体上这些轨迹会呈现出一种随机游走的模式。 在绘制布朗运动的图像时，可以考虑以下几点： 1.时间轴和空间轴：首先确定时间范围和空间范围，以便在图表上准确表示粒子的位置变化。2.数据点：记录粒子在不同时间点的位置，这些位置点将构成布朗运动的轨迹。 3.轨迹绘制：通过连接这些数据点，可以形成粒子的运动轨迹。由于布朗运动的随机性，轨迹会呈现出一种随机游走的模式。 4.时间尺度和空间尺度的选择：根据实验或模拟的精度要求，选择合适的时间尺度和空间尺度，以便更清晰地展示布朗运动的特征。 此外，还可以通过计算和分析布朗运动的统计特性，如均值和方差，来更深入地理解这一现象。例如，根据中心极限定理，当时间趋于无穷大时，布朗运动的分布将趋向于正态分布。这意味着，随着时间的变化，粒子的位置分布将越来越接近正态曲线。 综上所述，绘制布朗运动的图像需要记录粒子在不同时间点的位置，并通过连接这些位置点来展示粒子的运动轨迹。通过这种方式，可以直观地看到布朗运动的随机性和统计特性。 二、布朗运动图像的物理意义 布朗运动的图像可以定性的表现分子的运动情况，彰显了分子运动的无规则性，但图中的连线并不能认为是分子的运动轨迹，连接点表示的是连续相等时间时分子所处的位置。 16．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 【答案】D 【解答】解：A、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。 B、布朗运动既然是无规则运动，所以微粒没有固定的运动轨迹，故B项错误。 C、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。 D、任意两点间的位置的连线，故D对。 故选：D。 ▉题型6 影响布朗运动快慢的因素 【知识点的认识】 1．布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动． 2．原因：小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的． 3．实质：不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动． 4.影响因素：温度和固体颗粒的大小。 ①温度越高，液体分子的无规则运动越剧烈，对固体颗粒的撞击越剧烈，布朗运动就越剧烈； ②固体颗粒越小，液体分子撞击的固体颗粒的不平衡性就越大，布朗运动就越剧烈。 17．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可以在气、液、固体中发生 B．布朗运动和扩散现象都是固体小颗粒的运动 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会停止的 【答案】C 【解答】解：A、布朗运动只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生，故A错误； B、布朗运动是固体颗粒的运动，扩散现象是分子的运动。故B错误； C、布朗运动和扩散现象都与温度有关，温度越高越明显，故C正确； D、布朗运动和扩散现象都是不会停止的，布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的，故D错误； 故选：C。 （多选）18．关于布朗运动，以下说法正确的是（　　） A．布朗运动是指液体分子的无规则运动 B．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的 C．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生的作用力不平衡引起的 D．在悬浮颗粒大小不变的情况下，温度越高，液体分子无规则运动越激烈 【答案】CD 【解答】解：A、依据布朗运动的定义，是在显微镜中看到的固体分子的无规则。而其反映的是液体分子无规则热运动，故A错误 B、C、布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生的作用力不平衡引起的，故B错误，C正确 D、布朗运动与温度也有关，温度越高观测到的运动越明显，故D正确 故选：CD。 ▉题型7 温度与分子动能的关系 【知识点的认识】 1．分子动能的定义：分子不听地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 2.分子平均动能：物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。 3.温度与分子动能的关系：温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。温度越低，分子热运动的平均动能越小。因此可以得出结论：物体温度升高时，分子热运动的平均动能增加。这样，分子动理论使我们懂得了温度的微观含义。 4.特别注意：温度增大，分子平均动能增大，而不是每一个分子的动能都要增大，分子的运动具有不确定性，对于单个分子而言，其运动情况是随机的。但整体来看，温度升高时，所有分子的平均动能是增大的。 19．下列说法正确的是（　　） A．气体分子热运动的平均动能减小时，则气体压强也一定减小 B．分子力随分子间距离的减小可能会增大 C．破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明分子间有斥力 D．一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热但内能保持不变 【答案】B 【解答】解：A、影响气体压强的微观因素是分子的密集程度和分子的平均动能，分子的平均动能减小，密集程度可能增加，则压强可能增加或不变，故A错误。 B、分子力与分子间距离的关系如右图所示，可知： 当0＜r≤r0时，分子力为斥力，随分子间距离的减小而增大； 当r0＜r≤r1时，分子力为引力，随分子间距离的减小而减小； 当r1＜r时，分子力为引力，随分子间距离的减小而增大，故B正确。 C、破碎的玻璃分子间距较大，已经大于10倍的r0，故分子间作用力很小，不足以将玻璃重新拼接起来。故C错误； D、一定质量的理想气体在等温膨胀的过程中，内能不变，要对外做功，由热力学第一定律可知，要吸收热量，故D错误。 故选：B。 20．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10点的温度为15℃，下午2点的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2点与上午10点相比较，房间内的（　　） A．空气分子的密集程度增大 B．空气分子的平均动能增大 C．空气分子的速率都增大 D．空气的质量增大 【答案】B 【解答】解：AD、压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此房间内的空气质量将减少，房间体积不变，则密度减小，故A错误，D错误； B、温度是分子的平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能将增大，故B正确。 C、温度是分子平均动能的标志，温度升高分子平均动能增大，平均速率增大，这是统计规律，对于单个分子动能的变化则是不确定的，其速率不一定增大，故C错误； 故选：B。 （多选）21．下列说法正确的是（　　） A．布朗运动反映了悬浮颗粒分子的无规则运动 B．物体的温度是它的分子热运动平均动能大小的标志 C．压缩密闭气缸中的气体比较费力，说明分子间存在斥力 D．达到热平衡的系统具有相同的温度 【答案】BD 【解答】解：A、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的运动，是由于液体分子规则的碰撞造成的，则布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故A错误； B、温度衡量分子热运动的剧烈程度，是分子的平均动能的标志，故B正确； C、气体分子间的距离很远，分子间作用力很小，压缩密闭气缸中的气体比较费力，主要是因为气体压强的原因，故C错误； D、温度是描述热运动的物理量，根据热力学第零定律可知，一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同，故D正确。 故选：BD。 （多选）22．下列说法正确的是（　　） A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么两个系统也必定处于热平衡 C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量 D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 【答案】BCD 【解答】解：A、两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的温度，故A错误； B、根据热力学第零定律，如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么两个系统也必定处于热平衡，故B正确； C、温度是分子热运动平均动能的标志，故温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量，故C正确； D、热平衡定律温度概念的基础，故也是温度计能够用来测量温度的基本原理，故D正确； 故选：BCD。 （多选）23．关于对分子动理论、气体和晶体等知识的理解，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体，其分子的平均动能一定大 B．液体的分子势能与体积无关 C．晶体在物理性质上可能表现为各向同性 D．温度升高，气体的压强一定变大 E．热量可以从低温物体传给高温物体 【答案】ACE 【解答】解：A、温度是分子平均动能的标志，温度高的物体，分子的平均动能一定大，故A正确； B、液体分子之间的距离不同，液体分子之间的分子力大小就不同，分子势能就不同，所以液体的分子势能与体积有关，故B错误； C、单晶体因排列规则其物理性质为各向异性，而多晶体因排列不规则表现为各向同性，故C正确； D、根据理想气体得状态方程：C，可知温度升高，气体的压强不一定增大，还要看体积变化，故D错误； E、热量不能自发的从低温物体传给高温物体，但在引起其它变化的情况下可以由低温物体传给高温物体，比如：冰箱，故E正确。 故选：ACE。 24．在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强　小于　 （选填“大于”、“小于”或“等于）”机场地面大气压强；从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能　不变　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】小于；不变。 【解答】解：下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，说明瓶子外界气体压强比之前变大了，所以高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强， 温度是分子的平均动能的标志，机场地面温度与高空客舱内温度相同，所以矿泉水瓶内气体的分子平均动能不变。 故答案为：小于；不变。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1章第3节 分子的热运动 题型1 分子在永不停息地做无规则运动 题型2 扩散现象实例及解释 题型3 影响扩散速度的因素 题型4 布朗运动实例、本质及解释 题型5 布朗运动的图像问题 题型6 影响布朗运动快慢的因素 题型7 温度与分子动能的关系 ▉题型1 分子在永不停息地做无规则运动 【知识点的认识】 一、分子热运动 定义：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 （1）扩散现象 相互接触的不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行。 （2）布朗运动 悬浮在液体（或气体）中的微粒的无规则运动，微粒越小，温度越高，布朗运动越显著。 二、布朗运动与分子热运动 布朗运动 分子热运动 研究对象 悬浮在液（气）体中的固体小颗粒 分子 形成原因 由分子无规则运动撞击力的不平衡引起的，是分子运动的反映 是分子本身的特征 运动条件 固体小颗粒在液体（或气体）中的运动 一切状态（固、液、气）的物体中的分子都做热运动 共同特点 都是永不停息的无规则运动（绝对零度情况下除外），都随温度的升高而变得更加激烈 1．严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热学中的分子，下列说法中正确的是（　　） A．布朗运动就是液体分子的无规则运动 B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行 C．两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力 D．两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小 2．下列现象中，哪些不可用分子的热运动来解释（　　） A．长期放煤的地方，地面下1cm深处的泥土变黑 B．炒菜时，可使满屋子嗅到香味 C．大风吹起地上的尘土到处飞扬 D．食盐粒沉在杯底，水也会变咸 3．下面的表格是某地区1～7月份气温与气压的对照表：7月份与1月份相比较，正确的是（　　） 月份/月 1 2 3 4 5 6 7 平均最高气温/℃ 1.4 3.9 10.7 19.6 26.7 30.2 30.8 平均大气压105Pa 1.021 1.019 1.014 1.008 1.003 0.9984 0.9960 A．空气分子无规则热运动的情况几乎不变 B．空气分子无规则热运动减弱了 C．单位时间内空气分子对地面的撞击次数增多了 D．单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少了 4．如图所示，荷叶上两滴水珠接触时，会自动结合成一滴大水珠，此事实说明分子间存在着 　　 。端午时节，空气中弥漫着粽子的香味，“粽叶飘香”说明分子永不停息地做 　　 。 5．取两杯体积相同的清水，同时分别滴入一滴红墨水，出现如图（a）、（b）所示的情景．这个实验观察到的现象是　　 ；由此可以判断水的温度较高的是图　　 ；从分子动理论的角度分析，这个实验揭示的物理规律是　　 ． ▉题型2 扩散现象实例及解释 【知识点的认识】 1.扩散的定义：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象． 2..扩散现象实例：酒香不怕巷子深、茶叶蛋的制作、堆放煤球的墙壁会变黑等等 3.产生原因：组成物质的分子永不停息地做无规则运动． 4.实质：扩散现象就是物质分子的无规则运动． 5.物理意义：直接反映了组成物质的分子永不停息地做无规则运动． （多选）6．下列说法不正确的是（　　） A．两个接触在一起的固体间不可能发生扩散现象 B．布朗运动指的是悬浮在液体里的花粉中的分子运动 C．温度相同的物体的分子平均速率相同 D．无论今后科技发展到什么程度，都不可能达到绝对零度 E．一定质量的理想气体分子内能增加，温度一定升高 （多选）7．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是（　　） A．混合均匀主要是由于碳粒受重力作用 B．混合均匀是水分子和碳粒做无规则运动的结果，与重力无关 C．混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动 D．使用碳粒更小的墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速 E．墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的 （多选）8．下列各种说法中正确的是（　　） A．固体小颗粒越小，温度越高，布朗运动越显著 B．扩散现象能在气体中进行，不能在固体中进行 C．气体分子永不停息地做无规则运动，固体分子之间相对静止不动 D．如果一开始分子间距离大于r0，则随着分子间距离的增大，分子势能增大 E．内能相同的物体，可能温度不同 ▉题型3 影响扩散速度的因素 【知识点的认识】 1．扩散的定义：不同物质相互接触，彼此进入对方的现象． 2.影响扩散速度的因素：温度和物态。气体扩散最快，固体最慢；温度越高，扩散越快。 （多选）9．关于扩散现象，下列说法正确的是（　　） A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 （多选）10．关于扩散现象，下来说法正确的是（　　） A．温度越高，扩散进行得越快 B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应 C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的 D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E．液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 ▉题型4 布朗运动实例、本质及解释 【知识点的认识】 1．布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动． 2．原因：小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的． 3．实质：不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动． 4.特点：①无规则 每个液体分子对小颗粒撞击时给颗粒一定的瞬时冲力，由于分子运动的无规则性，每一瞬间，每个分子撞击时对小颗粒的冲力大小、方向都不相同，合力大小、方向随时改变，因而布朗运动是无规则的。 ②永不停歇 因为液体分子的运动是永不停息的，所以液体分子对固体微粒的撞击也是永不停息的[2]。 颗粒越小，布朗运动越明显 ③颗粒越小，颗粒的表面积越小，同一瞬间，撞击颗粒的液体分子数越少，据统计规律，少量分子同时作用于小颗粒时，它们的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬间撞击的分子数越少，其合力越不平衡，又颗粒越小，其质量越小，因而颗粒的加速度越大，运动状态越容易改变，故颗粒越小，布朗运动越明显。 ④温度越高，布朗运动越明显 温度越高，液体分子的运动越剧烈，分子撞击颗粒时对颗粒的撞击力越大，因而同一瞬间来自各个不同方向的液体分子对颗粒撞击力越大，小颗粒的运动状态改变越快，故温度越高，布朗运动越明显。 ⑤肉眼看不见 做布朗运动的固体颗粒很小，肉眼是看不见的，必须在显微镜才能看到。 布朗运动间接反映并证明了分子热运动。 5．物理意义：间接证明了分子永不停息地做无规则运动． 11．小明同学的家坐落在绿树环抱、翠竹簇拥的山岔湖畔。清晨，朝阳初现，叶下露珠晶莹剔透，院前湖光波光粼粼，屋上炊烟随风飘荡；好一幅农村美景。下列对此景的物理学解释错误的是（　　） A．绿树之所以是绿色是因为它能反射绿色的光 B．湖水因比热容大有“吸热”功能，炎夏时节能降低周边地区的气温 C．露是水蒸气液化而形成的 D．“炊烟随风飘荡”是分子不停地做无规则运动的结果 12．下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，分子热运动就越剧烈，每个分子动能也越大 B．布朗运动就是液体分子的热运动 C．一定质量的理想气体从外界吸收热量，其内能可能不变 D．根据热力学第二定律可知热量只能从高温物体传到低温物体，但不可能从低温物体传到高温物体 13．下列关于布朗运动的说法正确的是（　　） A．布朗运动就是分子的无规则运动 B．在显微镜下可以观察到煤油中小颗粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动 C．向一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚。这说明温度越高布朗运动越剧烈 D．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动 14．近年来，雾霾天气在我国频繁出现，空气质量问题引起全社会高度关注。其中主要污染物是大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物即PM2.5（该颗粒肉眼不可见，仅能在显微镜下观察到），也称为可入肺颗粒物。以下对该颗粒的说法中不正确的是（　　） A．在无风的时候，颗粒悬浮在空中静止不动 B．该颗粒的无规则运动是布朗运动 C．布朗运动是由空气分子从各个方向对颗粒撞击作用的不平衡引起的 D．该颗粒的无规则运动反映了空气分子的无规则运动 15．下列说法正确的是（　　） A．露珠由空气中的水蒸气凝结而成，凝结过程中分子间的引力增大，斥力减小 B．冰箱制冷，说明在引起其他变化的情况下，温度是可以从低温物体传到高温物体的 C．布朗运动是由悬浮在液体中的固体小颗粒之间的相互碰撞产生的，因此固体颗粒越小，布朗运动越明显 D．物质是晶体还是非晶体并不是绝对的，在一定条件下，某些非晶体也可以转化为晶体 ▉题型5 布朗运动的图像问题 【知识点的认识】 一、布朗运动的图像可以通过绘制粒子在不同时间点的位置来展示。 布朗运动是一种物理现象，其中微小粒子在液体或气体中由于受到分子撞击而做无规则运动。要绘制布朗运动的图像，可以通过记录粒子在不同时间点的位置，并将这些位置点连接起来，形成粒子的运动轨迹。由于布朗运动具有随机性，每次实验或模拟都会得到不同的轨迹，但总体上这些轨迹会呈现出一种随机游走的模式。 在绘制布朗运动的图像时，可以考虑以下几点： 1.时间轴和空间轴：首先确定时间范围和空间范围，以便在图表上准确表示粒子的位置变化。2.数据点：记录粒子在不同时间点的位置，这些位置点将构成布朗运动的轨迹。 3.轨迹绘制：通过连接这些数据点，可以形成粒子的运动轨迹。由于布朗运动的随机性，轨迹会呈现出一种随机游走的模式。 4.时间尺度和空间尺度的选择：根据实验或模拟的精度要求，选择合适的时间尺度和空间尺度，以便更清晰地展示布朗运动的特征。 此外，还可以通过计算和分析布朗运动的统计特性，如均值和方差，来更深入地理解这一现象。例如，根据中心极限定理，当时间趋于无穷大时，布朗运动的分布将趋向于正态分布。这意味着，随着时间的变化，粒子的位置分布将越来越接近正态曲线。 综上所述，绘制布朗运动的图像需要记录粒子在不同时间点的位置，并通过连接这些位置点来展示粒子的运动轨迹。通过这种方式，可以直观地看到布朗运动的随机性和统计特性。 二、布朗运动图像的物理意义 布朗运动的图像可以定性的表现分子的运动情况，彰显了分子运动的无规则性，但图中的连线并不能认为是分子的运动轨迹，连接点表示的是连续相等时间时分子所处的位置。 16．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 ▉题型6 影响布朗运动快慢的因素 【知识点的认识】 1．布朗运动的定义：悬浮在液体或气体中的固体小颗粒的永不停息地做无规则运动． 2．原因：小颗粒受到不同方向的液体分子无规则运动产生的撞击力不平衡引起的． 3．实质：不是液体分子的运动，也不是固体小颗粒分子的运动，而是小颗粒的运动． 4.影响因素：温度和固体颗粒的大小。 ①温度越高，液体分子的无规则运动越剧烈，对固体颗粒的撞击越剧烈，布朗运动就越剧烈； ②固体颗粒越小，液体分子撞击的固体颗粒的不平衡性就越大，布朗运动就越剧烈。 17．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可以在气、液、固体中发生 B．布朗运动和扩散现象都是固体小颗粒的运动 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会停止的 （多选）18．关于布朗运动，以下说法正确的是（　　） A．布朗运动是指液体分子的无规则运动 B．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒的吸引力不平衡引起的 C．布朗运动产生的原因是液体分子对小颗粒碰撞时产生的作用力不平衡引起的 D．在悬浮颗粒大小不变的情况下，温度越高，液体分子无规则运动越激烈 ▉题型7 温度与分子动能的关系 【知识点的认识】 1．分子动能的定义：分子不听地做无规则运动，那么，像一切运动着的物体一样，做热运动的分子也具有动能，这就是分子动能。 2.分子平均动能：物体中分子热运动的速率大小不一，所以各个分子的动能也有大有小，而且在不断改变。在热现象的研究中，我们关心的是组成系统的大量分子整体表现出来的热学性质，因而，这里重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值。这个平均值叫作分子热运动的平均动能。 3.温度与分子动能的关系：温度升高时，分子的热运动加剧，温度越高，分子热运动的平均动能越大。温度越低，分子热运动的平均动能越小。因此可以得出结论：物体温度升高时，分子热运动的平均动能增加。这样，分子动理论使我们懂得了温度的微观含义。 4.特别注意：温度增大，分子平均动能增大，而不是每一个分子的动能都要增大，分子的运动具有不确定性，对于单个分子而言，其运动情况是随机的。但整体来看，温度升高时，所有分子的平均动能是增大的。 19．下列说法正确的是（　　） A．气体分子热运动的平均动能减小时，则气体压强也一定减小 B．分子力随分子间距离的减小可能会增大 C．破碎的玻璃很难再“粘”在一起，说明分子间有斥力 D．一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热但内能保持不变 20．教室内的气温会受到室外气温的影响，如果教室内上午10点的温度为15℃，下午2点的温度为25℃，假设大气压强无变化，则下午2点与上午10点相比较，房间内的（　　） A．空气分子的密集程度增大 B．空气分子的平均动能增大 C．空气分子的速率都增大 D．空气的质量增大 （多选）21．下列说法正确的是（　　） A．布朗运动反映了悬浮颗粒分子的无规则运动 B．物体的温度是它的分子热运动平均动能大小的标志 C．压缩密闭气缸中的气体比较费力，说明分子间存在斥力 D．达到热平衡的系统具有相同的温度 （多选）22．下列说法正确的是（　　） A．两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么两个系统也必定处于热平衡 C．温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量 D．热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 （多选）23．关于对分子动理论、气体和晶体等知识的理解，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体，其分子的平均动能一定大 B．液体的分子势能与体积无关 C．晶体在物理性质上可能表现为各向同性 D．温度升高，气体的压强一定变大 E．热量可以从低温物体传给高温物体 24．在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强　　 （选填“大于”、“小于”或“等于）”机场地面大气压强；从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能　　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 学科网（北京）股份有限公司 $