高中物理选修3-3知识点整理.doc

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选修3—3期末复习知识点汇总
一、分子动理论
1、物质是由大量分子组成的
（1）单分子油膜法测量分子直径-V=Sd V是滴入浅水盘中纯油酸的体积，等于油酸溶液的体积乘以浓度。S是单分子油膜在水面上形成的面积。
（2）任何物质含有的微粒数相同
（3）对微观量的估算
①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）
②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量
a.分子质量：
b.分子体积：【固体和液体-分子体积，气体--分子平均占有空间体积】
c.分子数量：【M-任意质量；v--任意体积】
2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）
（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快
（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是分子热运动，但颗粒很小，是在显微镜下才能观察到的。
①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，扩散现象的产生原因是物体分子做无规则热运动。两者都有力地说明分子在永不停息地做无规则运动。
（3） 热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈。
布朗运动不是分子热运动，扩散现象是分子热运动。
3、分子间的相互作用力
分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力，随距离的增加，分子力先减小，后增加，再减小。。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，的数量级为m，相当于位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于m时，分子间的作用力变得十分微弱可以忽略不计了
4、温度
宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志，不同分子温度相同，平均速率不一定相同。热力学温度与摄氏温度的关系：。热力学温度是国际单位制中的基本单位。
5、分子势能
分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（时分子势能最小）固体分子和液体内部分子通常处于平衡位置，势能最小。分子势能随距离增加，先减小，再增加。
当时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加
当时，分子力为斥力，当r减少时，分子力做负功，分子是能增加
二、气体
6、气体实验定律
①玻意耳定律：（C为常量）→等温变化

微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。
适用条件：压强不太大，温度不太低
图象表达： P-V

②查理定律：（C为常量）→等容变化

微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。
适用条件：温度不太低，压强不太大
图象表达：P-T

③盖吕萨克定律：（C为常量）→等压变化

微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变
适用条件：压强不太大，温度不太低

图象表达：
7、理想气体
宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，在常温常压下实验
气体可以看成理想气体
微观上：分子间的作用力可以忽略不计，故一定质量的理想
气体的内能只与温度有关，与体积无关
理想气体的方程：
8、气体压强的微观解释
【1】封闭容器内气体压强--是大量分子频繁的撞击器壁的结果；
【2】影响气体压强的因素：①气体的平均分子动能（温度）②分子的密集程度即单位体积内的分子数（体积）；
【3】温度升高，分子撞击器壁的平均作用力增加
【4】器壁单位面积上单位时间内受到分子的碰撞数N与nv成正比.单位面积上受到的力与温度有关，温度越高，单位面积上受到的作用力越大。

三、物态和物态变化
9、晶体和非晶体
①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据--是有无固定的熔点【理解熔化过程温度--时间图像】。
②晶体与非晶体并不是绝对的，有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石英→玻璃）
10、单晶体 多晶体
如果一个物体就是一个完整的晶体，如食盐小颗粒，这样的晶体就是单晶体（单晶硅、单晶锗），有天然的规则的几何外形，一些物理性质表现为各向异性。
如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成，这样的物体叫做多晶体，多晶体通常没有天然规则的几何外形，物理性质表现为各项同性。但同单晶体一样，仍有确定的熔点。
同一种物质微粒可以生成结构不同的晶体。例如金刚石、石墨都是碳原子组成的原子晶体，物理性质差别很大。
晶体的分子排列具有周期性或规律性.但是如果说晶体的微观结构具有周期性就是错误的.因为单晶的微观结构可以说是分子按空间点阵周期性排列;可是多晶体的微观结构可能指的排列[无规律],也可以指多晶体的分子排列按空间点阵排列[周期性].
11、表面张力
当表面层的分子比液体内部稀疏时，分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力。如露珠、熔化的金属凝固时会变成近似球形、昆虫在水面上运动。
12、液晶-介于晶体和液体之间的流体。
分子排列有序，各向异性；位置无序，可自由移动，具有流动性
光学各向异性：分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无章的。在温度、压力、电磁作用下，会改变液晶分子排列，从而影响液晶的性质。
13、浸润与不浸润 毛细现象
【1】液体和固体接触时会出现浸润和不浸润现象。如果附着层中的液体分子比液体内部稀疏，跟固体接触的液体表面积有缩小的趋势，细管中液面是凸形，形成不浸润现象；如果附着层中的液体分子比液体内密集，跟固体接触的液体表面积有扩展的趋势，细管中液面是凹形弯月，形成浸润现象；浸润的应用：毛巾浸润水、洗涤剂浸润油污。不浸润的应用：雨伞布不浸润水【如果强调伞布缝隙不漏水用表面张力解释，如果强调伞布材料用不浸润解释。实际上雨伞不漏水与两者都有关系，做选择题时只要选择项中涉及其中一个原因就算正确】
【2】毛细现象：浸润液体在细管里上升和不浸润液体在细管里下降的现象。应用：纸张吸水、压紧土壤。防止：油毡布防潮。液体上升和下降的高度和表面张力、固体、液体种类、细管粗细等因素有关。
四、热力学定律
14、内能和改变内能的方式
【1】内能---物体中所有分子【物质的量决定】热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（一定质量理想气体的内能只取决于温度）
【2】改变系统内能的两种方式：做功和热传递
①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
②这两种方式改变系统的内能是等效的
③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
15、热力学第一定律
①表达式
符号

+
外界对系统做功
系统从外界吸热
系统内能增加
-
系统对外界做功
系统向外界放热
系统内能减少
②

16能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律
第二类永动机不可制成是没有违反能量守恒，但是违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）。满足能量守恒的物理过程不一定发生。
17、能量耗散
系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。所以，气体形式的能量转化为内能后，能量的品质降低，不好利用，所以尽管能量守恒，仍然要节约能源。

五、饱和汽体和湿度

18、饱和汽体 湿度
【1】饱和汽：在密闭容器中的液体不断的蒸发，液面上的蒸气也不断地凝结，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，宏观的蒸发也停止了，这种与液体处于动态平衡的蒸气叫做饱和汽。
【2】饱和汽压：在一定温度下，饱和汽的分子数密度是一定的，因而饱和汽的压强也是一定的，这个压强叫做这种液体的饱和汽压。
【3】把未饱和汽变为饱和汽体的方法：减少体积，降低温度，增加压强【增加压强的方法只有临界温度以下才能使用】。

B=
p
ps
X100%
【4】空气的湿度包含相对湿度和绝对湿度。绝对湿度用空气里所含水汽的压强表示。相对湿度是在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度。

两者区别：含义、单位；影响人们对干爽与潮湿感受的因素,不是空气中水蒸气的绝对数量,而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距.水蒸气的压强离饱和汽压越远,即相对湿度越小，越有利于水的蒸发,人们感觉干爽.
期末预测题
一\选择题 [16题,每题4分]
1、下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是(　　)．

2、一滴油酸酒精溶液含质量为m的纯油酸，滴在液面上扩散后形成的最大面积为S.已知纯油酸的摩尔质量为M、密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，下列表达式中正确的有(　　)．
A．油酸分子的直径d＝ B．油酸分子的直径d＝
C．油酸所含的分子数N＝NA D．油酸所含的分子数N＝NA
3.已知铜的摩尔质量为M(kg/mol)，铜的密度为ρ(kg/m3)，阿伏加德罗常数为NA(mol－1)．下列判断错误的是(　　)．
A．1 kg铜所含的原子数为 B．1 m3铜所含的原子数为
C．1个铜原子的质量为(kg) D．1个铜原子的体积为(m3)
4.如图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是(　　)
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力为零
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
5.甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中曲线所示，F>0为斥力，F<0为引力，a、b、c、d为x轴上四个特定的位置．现把乙分子从a处由静止释放，则(　　)．
A．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
B．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
C．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子势能一直增大
D．乙分子由b到d的过程中，两分子间的分子势能一直增加
6\关于饱和汽，下面说法正确的是(　　)．
A．达饱和汽时液面上的气体分子的密度不断增大
B．达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变
C．将未饱和汽转化成饱和汽可以保持温度不变，减小体积
D．将未饱和汽转化成饱和汽可以保持体积不变，降低温度
7\关于一定量的气体，下列说法正确的是_______．
A．气体在等压膨胀过程中温度一定升高
B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低
C．在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零
D．气体从外界吸收热量，其内能一定增加
8\一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在(　　)．
A．ab过程中不断减小 B．bc过程中保持不变
C．cd过程中不断增加 D．da过程中保持不变
9\，曲线M、N分别表示晶体和非晶体在一定压强下的熔化过程，图中横轴表示时间t，纵轴表示温度T.从图中可以确定的是______
A．晶体和非晶体均存在固定的熔点T0
B．曲线M的bc段表示固液共存状态
C．曲线M的ab段、曲线N的ef段均表示固态
D．曲线M的cd段、曲线N的fg段均表示液态
10\关于空气湿度，下列说法正确的是(　)．
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸汽的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和汽压与相同温度时空气中所含水蒸汽的压强之比
11\下列关于湿度的说法中，正确的是(　　)．
A．绝对湿度大，相对湿度一定大
B．相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态
C．相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和
D．露水总是出现在夜间和清晨，是因为气温的变化使空气中原来饱和的水蒸气液化的缘故
12\一定质量的理想气体(分子力不计)，体积由V膨胀到V′.如果通过压强不变的过程实现，对外做功大小为W1，传递热量的值为Q1，内能变化为ΔU1；如果通过温度不变的过程来实现，对外做功大小为W2，传递热量的值为Q2，内能变化为ΔU2，则(　　)．
A．W1>W2，Q1ΔU2 B．W1>W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2
C．W1ΔU2 D．W1＝W2，Q1>Q2，ΔU1>ΔU2
13\关于热力学定律，下列说法正确的是(　　)．
A．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
B．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功
D．不可能使热量从低温物体传向高温物体
14\关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是(　)．
A．第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律
B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律
C．由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能
D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的，从单一热源吸收热量，完全变成功也是可能的
15\某同学利用DIS实验系统研究一定量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图1的p－t图象．已知在状态B时气体的体积为VB＝3 L，则下列说法正确的是(　　)．
A．状态A到状态B气体的体积越来越大 B．状态B到状态C气内能增加
C．状态A的压强是0.5 atm D．状态C体积是2 L
16\ 在如图所示的气缸中，上下活塞面积分别为SA、SB，且SA用的油酸酒精溶液的浓度为每 1000 mL溶液中有纯油酸0.6 mL，用注射器测得 l mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为1 cm，则可求得：
（1）油酸薄膜的面积是 cm2．
（2）油酸分子的直径是 m．（结果保留两位有效数字）
（3）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数．如果已知体积为V的一滴油在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为 。
(4)用油膜法测出油酸分子的直径后，要测定阿伏加德罗常数，还需要知道油滴的___B_____．
A．摩尔质 B．摩尔体积 C．质量 D．体积
二、计算题[共4题,44分]
1、[10]如图所示，一竖直放置、粗细均匀且足够长的U形玻璃管与容积为V0＝90 cm3的金属球形容器连通，用U形玻璃管中的水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度为27 ℃时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝16 cm，水银柱上方空气柱长h0＝20 cm.现在对金属球形容器缓慢加热(已知大气压p0＝76 cmHg，U形玻璃管的横截面积为S＝0.5 cm2)．求：当加热到多少摄氏度时，两边水银柱高度在同一水平面上

2、[14]如图，一根两端开口、横截面积为S＝2 cm2足够长的玻璃管竖直插入水银槽中并固定(插入水银槽中的部分足够深)．管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长L＝21 cm的理想气柱，气体的温度为t1＝7 ℃，外界大气压取p0＝1.0×105 Pa(相当于75 cm高的汞柱压强)．
(1)若在活塞上放一个质量为m＝0.1 kg的砝码，保持气体的温度t1不变，则平衡后气柱为多长？(g＝10 m/s2)并分析此过程是吸热还是放热？
(2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到t2＝77 ℃，此时气柱为多长？

解析　(1)被封闭气体的初状态为p1＝p0＝1.0×105 Pa
V1＝LS＝42 cm3，T1＝280 K
末状态压强p2＝p0＋＝1.05×105 Pa
V2＝L2S，T2＝T1＝280 K
根据玻意耳定律，有p1V1＝p2V2，即p1L＝p2L2
得L2＝L＝20 cm.
(2)对气体加热后，气体的压强不变，p3＝p2，V3＝L3S，T3＝350 K
根据盖—吕萨克定律，有＝，即＝
得L3＝L2＝25 cm.
(3)气体对外做的功W＝p2Sh＝p2S(L3－L2)＝1.05 J
根据热力学第一定律得
ΔU＝W＋Q＝－1.05 J＋10 J＝8.95 J
即气体的内能增加8.95 J.
3、[12]为均匀薄壁U形管，左管上端封闭，右管开口且足够长，管的截面积为S，内装有密度为ρ的液体．右管内有一质量为m的活塞搁在固定卡口上，卡口与左管上端等高，活塞与管壁间无摩擦且不漏气．温度为T0时，左、右管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p0，重力加速度为g.现使左右两管温度同时缓慢升高，在活塞离开卡口上升前，左右两管液面保持不动，试求：
(1)右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p1；
(2)温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升；
(3)温度升高到T2为多少时，两管液面高度差为L.
(1)活塞刚离开卡口时，对活塞受力分析有
mg＋p0S＝p1S，得p1＝p0＋
(2)两侧气体体积不变，由查理定律，右管内气体，＝
得T1＝T0(1＋)
(3)左管内气体，V2＝L2S，L2＝L＋＝L
p2＝p0＋＋ρgL应用理想气体状态方程＝
得T2＝(p0＋＋ρgL)
4\[8]如图所示，内径均匀的导热性能良好的“U”形玻璃管竖直放置，横截面积S＝5 cm2，右侧管上端封闭，左侧管上端开口，内有用细线拴住的活塞，两管中均封入长L＝11 cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p＝76 cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h＝6 cm.环境温度恒定，现用细线缓慢地将活塞向上拉，使两管内水银面相平，则：
①此过程中活塞向上移动的距离h′是多少？
②此过程中空气柱B内的气体对外界做________(填“正功”或“负功”)，气体将________(填“吸热”或“放热”)．

[熟题回做]
1\如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气若玻璃管内水柱上升，则外界大气的变化可能是(　A　)．
A．温度降低，压强增大 B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小 D．温度不变，压强减小
2\对于一定量的理想气体，下列四个论述中正确的是（　 ）．
　A．当分子热运动变剧烈时，压强必变大
　B．当分子热运动变剧烈时，压强可以不变
　C．当分子间的平均距离变大时，压强必变小
　D．当分子间的平均距离变大时，压强必变大 （2000·全国）
[答案]（B）
3\一定质量的气体放在体积为V0的导热容器中，一体积不计的光滑活塞C将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，A室连接一“U”形细管，细管两边水银柱高度差为76 cm.B室连接有一阀门K，可与大气相通(外界大气压等于76 cmHg，细管内气体体积忽略不计)．现将阀门K打开，求[1]最终A室内气体的体积[2]A室内气体吸热还是放热
[1] A室气体等温变化．
pA0＝2×76 cmHg，VA0＝，pA＝76 cmHg，最终体积设为VA，
由玻意耳定律得pA0VA0＝pAVA 解得VA＝
[2]吸热．容器导热，A室内气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律知，体积增大，气体对外做功，则A室内气体吸收热量．

4\ 的气缸水平放置，固定不动．气缸壁是导热的，两个活塞A和B将气缸分隔为1、2两气室，达到平衡时1、2两气室体积之比为3：2，如图9－3所示．在室温不变的条件下，缓慢推动活塞A，使之向右移动一段距离d．求活塞B向右移动的距离．不计活塞与气缸壁之间的磨擦． （2000·全国）
　[解析] 因气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，故平衡时两气室内的压强必相等，设初态时气室内压强为p0气室1、2的体积分别为V1和V2；在活塞A向右移动d的过程中活塞B向右移动的距离为x；最后气缸压强为ρ．因温度不变，分别对气室1和2的气体运用玻意耳定律，得
　　气室1 p0V1=P(V1－Sd＋Sx) （1）
　　气室2 p0V2＝p（V2－Sx） （2）
　由（1）、（2）两式解得
由题意， 得
5、一横截面积为S一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长l1＝25.0 cm的空气柱，中间有一段长l2＝25.0 cm的水银柱，上部空气柱的长度l3＝40.0 cm.已知大气压强为p0＝75.0 cmHg.现将一活塞(图中未画出)从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1′＝20.0 cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．
在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1＝p0＋l2①
设活塞下推后，下部空气柱的压强为p1′，由玻意耳定律得p1l1＝p1′l1′②
设活塞下推距离为Δl，则此时玻璃管上部空气柱的长度为l3′＝l3＋l1－l1′－Δl③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为p3′，则
p3′＝p1′－l2④
由玻意耳定律得p0l3＝p3′l3′⑤
由①～⑤式及题给数据解得Δl＝15.0 cm
-可编辑-