1、1高中物理 3-3 复习指南一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积 V0、分子直径 d、分子质量 m0宏观量：物质体积 V、摩尔体积 VA、物体质量 m、摩尔质量 M、物质密度 。联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A6.0210 23mol1 ） AV（1 ） 分子质量： A0NVMm（2 ）分子体积： （对气体，V 0 应为气体分子占据的空间大小）A0V（3 ）分子大小：(数量级 10-10m)球体模型 直径 （固、液体一般用此模型） 1 30 )2(4dNMVA306V油膜法估测分子大小： 单分子油膜的面积，V滴到水中的纯油酸的体积Sd立方体模型 （气体一般用此模型；对气体，
2、d 应理解为相邻分子间的平均距离） 2 30=注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列 )；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。（4 ）分子的数量： 或者 ANMVmnNA ANMVnNA2、分子永不停息地做无规则运动（1 ）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。温度越高，扩散越快。直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的因而间接说明了液体分子在永不停息地做无规则运动2
3、 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹 微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显3、分子间存在相互作用的引力和斥力分子间引力和斥力一定同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离 r0（约 1010 m）与 10r0。（）当分子间距离为 r0 时，分子力为零。（）当分子间距 rr 0 时，引力大于斥力，分子力表现为引力。当分子间距离由
4、r0 增大时，分子力先增大后减小（）当分子间距 rr 0 时，斥力大于引力，分子力表现为斥力。当分子间距离由 r0 减小时，分子力不断增大二、温度和内能1、统计规律：单个分子的运动都是不规则的、带有偶然性的；大量分子的集体行为受到统计规律的支配。多数分子速率都在某个值附近，满足“中间多，两头少”的分布规律。2、分子平均动能：物体内所有分子动能的平均值。温度是分子平均动能大小的标志。温度相同时任何物体的分子平均动能相等，但平均速率一般不等（分子质量不同） 3、分子势能 (1)一般规定无穷远处分子势能为零，(2)分子力做正功分子势能减少，分子力做负功分子势能增加。(3)分子势能与分子间距离 r0
5、关系当 rr 0 时，r 增大，分子力为引力，分子力做负功分子势能增大。当 rr 0 时，r 减小，分子力为斥力，分子力做负功分子势能增大。当 r=r0（平衡距离）时，分子势能最小（为负值）(3)决定分子势能的因素：从宏观上看：分子势能跟物体的体积有关。 （注意体积增大，分子势能不一定增大）从微观上看：分子势能跟分子间距离 r 有关。4、内能：物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和 PKEN内（1 ）内能是状态量 （ 2）内能是宏观量，只对大量分子组成的物体有意义，对个别分子无意义。（3 ）物体的内能由物质的量（分子数量） 、温度（分子平均动能） 、体积（分子间势能）决定，与物体的宏观
6、机械3运动状态无关内能与机械能没有必然联系三、热力学定律和能量守恒定律1、改变物体内能的两种方式：做功和热传递。等效不等质：做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不同物体（或同一物体的不同部分）之间内能的转移，它们改变内能的效果是相同的。概念区别：温度、内能是状态量，热量和功则是过程量，热传递的前提条件是存在温差，传递的是热量而不是温度，实质上是内能的转移2、热力学第一定律(1)内容：一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，外界对物体做的功 W 与物体从外界吸收的热量 Q 之和等于物体的内能的增加量 U (2)数学表达式为：UW+Q (3)符号法则：(4)绝热过程 Q0，关键
7、词“ 绝热材料”或“变化迅速”(5)对理想气体：U 取决于温度变化，温度升高 U0，温度降低 U0；特例：如果是气体向真空扩散，W 03、能量守恒定律：（1 ）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别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。这就是能量守恒定律。 （2 ）第一类永动机：不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功的机器。 （违背能量守恒定律）4、热力学第二定律（1 ）热传导的方向性：热传导的过程可以自发地由高温物体向低温物体进行，但相反方向却不能自发地进行，即热传导具有方向性，是一个不可逆过程。（2 ）说明：“自发地”过程就是在不受
8、外来干扰的条件下进行的自然过程。热量可以自发地从高温物体传向低温物体，热量却不能自发地从低温物体传向高温物体。热量可以从低温物体传向高温物体，必须有“外界的影响或帮助” ，就是要由外界对其做功才能完成。（3 ）热力学第二定律的两种表述克劳修斯表述：不可能使热量从低温物体传向高温物体而不引起其他变化。做功 W 热量 Q 内能的改变 U取正值 “+” 外界对系统做功 系统从外界吸收热量 系统的内能增加取负值“” 系统对外界做功 系统向外界放出热量 系统的内能减少4开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变为有用功而不引起其他变化。（4 ）热机热机是把内能转化为机械能的装置。其原理是热机从高温
9、热源吸收热量 Q1，推动活塞做功 W，然后向低温热源（冷凝器）释放热量 Q2。 （工作条件：需要两个热源） 由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2 我们把热机做的功和它从热源吸收的热量的比值叫做热机效率，用 表示，即 = W / Q1 热机效率不可能达到 100%（5 ）第二类永动机设想：只从单一热源吸收热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。第二类永动机不可能制成，不违反热力学第一定律或能量守恒定律，违反热力学第二定律。原因：尽管机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化过程具有方向性。（6 ）推广：与热现象有关的宏观过程都是不可逆的。
10、例如；扩散、气体向真空的膨胀、能量耗散。（7 ）熵和熵增加原理热力学第二定律微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序程度增大的方向进行。熵：衡量系统无序程度的物理量，系统越混乱，无序程度越高，熵值越大。熵增加原理：在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。热力学第二定律也叫做熵增加原理。（8 ）能量退降：在熵增加的同时，一切不可逆过程总是使能量逐渐丧失做功的本领，从可利用状态变成不可利用状态，能量的品质退化了。 （另一种解释：在能量转化过程中，总伴随着内能的产生，分子无序程度增加，同时内能耗散到周围环境中，无法重新收集起来加以利用）四、固体和液体1、晶体和非晶体晶体内部的微粒排
11、列有规则，具有空间上的周期性，因此不同方向上相等距离内微粒数不同，使得物理性质不同（各向异性） ，由于多晶体是由许多杂乱无章地排列着的小晶体（单晶体）集合而成，因此不显示各向异性，形状也不规则。晶体达到熔点后由固态向液态转化，分子间距离要加大。此时晶体要从外界吸收热量来破坏晶体的点阵结构，所以吸热只是为了克服分子间的引力做功，只增加了分子的势能。分子平均动能不变，温度不变。2、液晶：介于固体和液体之间的特殊物态物理性质具有晶体的光学各向异性在某个方向上看其分子排列比较整齐具有液体的流动性从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的3、液体的表面张力现象和毛细现象晶 体单晶体 多晶体非晶体外 形 规 则
12、 不规则 不规则熔 点 确 定 不确定物理性质 各向异性 各向同性5（）表面张力表面层（与气体接触的液体薄层）分子比较稀疏，rr 0，分子力表现为引力，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。表面张力方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直 （）浸润和不浸润现象：附着层的液体分子比液体内部 分子力表现 附着层趋势 毛细现象浸润 密 排斥力 扩张 上升不浸润 稀疏 吸引力 收缩 下降（）毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显。管的内径越细，液体越高 土壤锄松，破坏毛细管，保存地下水分；压紧土壤，毛细管变细，将水引上来五、气体实验定律 理想气体
13、（1 ）探究一定质量理想气体压强 p、体积 V、温度 T 之间关系，采用的是控制变量法（2 ）三种变化：等温变化，玻意耳定律： PVC等容变化，查理定律： P / TC 等压变化，盖吕萨克定律：V/ TC提示：等温变化中的图线为双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均为过原点的直线（之所以原点附近为虚线，表示温度太低了，规律不再满足）图中双线表示同一气体不同状态下的图线，虚线表示判断状态关系的两种方法对等容（压）变化，如果横轴物理量是摄氏温度 t，则交点坐标为273.15（3 ）理想气体状态方程理想气体，由于不考虑分子间相互作用力，理想气体的内能仅由温度和分子总数决定 ，与气体的体积无关。6对一
14、定质量的理想气体，有 （或 ） （ 为摩尔数）12pVT恒 定TpvnRTpV（4 ）气体压强微观解释：大量气体分子对器壁频繁地碰撞产生的。压强大小与气体分子单位时间内对器壁单位面积的碰撞次数有关。决定因素：气体分子的平均动能，从宏观上看由气体的温度决定单位体积内的分子数(分子密度)，从宏观上看由气体的体积决定六、饱和汽和饱和汽压1、饱和汽与饱和汽压：在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数，这时汽的密度不再增大，液体也不再减少，液体和汽之间达到了平衡状态，这种平衡叫做动态平衡。我们把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽，把没有达到饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的压强
15、一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。饱和汽压影响因素：与温度有关，温度升高，饱和气压增大 饱和汽压与饱和汽的体积无关3）空气的湿度（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。（2 ）空气的相对湿度： 同 温 度 下 水 的 饱 和 汽 压水 蒸 气 的 实 际 汽 压相 对 湿 度 相对湿度更能够描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受。（3 ） 干湿泡湿度计：两温度计的示数差别越大，空气的相对湿度越小。高考物理 专题 选修 3-3 热学考点一 分子动理论 内能1.（多选）关于扩散现象，下列 说法正确的是（ ）A.温度越高，扩散
16、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2.下列有关分子动理论和物质结构的认识，其中正确的是（ ）A.分子间距离减小时分子势能一定减小 B.温度越高，物体中分子无规则运动越剧烈C.物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关7D.非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性3.（多选）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.混合均匀的过程中，水分子和碳粒都做无规则运动c.使用碳粒更小的
17、墨汁，混合均匀的过程进行得更迅速d.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4.（多选）对下列几种固体物质的认识，正确的有（ ）A.食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体C.天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则D.石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同5.（多选）如图为某实验器材的结构示意图，金属内筒和隔热外筒间封闭了一定体积的空气，内筒中有水，在水加热升温的过程中，被封闭的空气（ ）A.内能增大 B.压强增大 C.分子间引力和斥力都减小 D.所有分子
18、运动速率都增大6.下列说法中正确的是（ ）A.物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大 B.物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C.物体温度降低，其内能一定增大 D.物体温度不变，其内能一定不变7.下列说法正确的是（ ）A.液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动 B.液体分子的无规则运动称为布朗运动C.物体从外界吸收热量，其内能一定增加 D.物体对外界做功，其内能一定减少8.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（ ）89.（多选）下列关于布朗运动的说法正确的是（ ）A.布朗运动是液体分子的无规则运动 B.液体温度越高，悬浮粒子越小
19、，布朗运动越剧烈C.布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的 D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的10.清晨，草叶上的露珠是由空气中的 水汽凝结成的水珠，这一物理过程中，水分子间的（ ）A.引力消失，斥力增大 B.斥力消失，引力增大 C.引力、斥力都减小 D.引力、斥力都增大11.（多选）两分子间的斥力和引力 的合力 F 与分子间距离 r 的关系如图中曲线所示，曲线与 r 轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近.若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列 说法正确的是（ ）A.在 rr0 阶段， F 做正功，分子动能增加，势能减小B
20、.在 rr0 阶段， F 做负功，分子动能减小，势能也减小 C.在 rr 0 时，分子势能最小，动能最大D.在 rr 0 时，分子势能为零 E.分子动能和势能之和在整个过程中不变考点二 固体 液体 气体1.（多选）下列说法正确的是（ ）A.将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B.固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C.由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D.在合适的条件下，某些晶体可以转化为非晶体，某些非晶体也可以转化为晶体E.在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变2.（多选）下列说法正确的是（ ）A.悬浮在水
21、中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动B.空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果C.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点 9D.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故E.干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果3.（多选）用密封性好、充满气体的 塑料袋包裹易碎品，如图所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体（ ）A.体积减小，内能增大 B.体积减小，压强减小C.对外界做负功，内能增大 D.对外界做正功，压强减小4.（多选）对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是（ ）A.压强变大时，分子热运动必然变
22、得剧烈 B.保持压强不变时，分子热运动可能变得剧烈C.压强变大时，分子间的平均距离必然变小 D.压强变小时，分子间的平均距离可能变小5.（多选）如图所示为某同学设计的喷水装置，内部装有 2 L 水，上部密封 1 atm 的空气 0.5 L.保持阀门关闭，再充入 1 atm 的空气 0.1 L.设在所有过程中空气可看做理想气体,且温度不变，下列说法正确的有（ ）A.充气后，密封气体压强增加 B.充气后，密封气体的分子平均动能增加C.打开阀门后，密封气体对外界做正功 D.打开阀门后，不再充气也能把水喷光6.空气压缩机的储气罐中储有 1.0 atm 的空气 6.0 L，现再充入 1.0 atm 的空
23、气 9.0 L.设充气过程为等温过程,空气可看做理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（ ）A.2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm7.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.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8.某自行车轮胎的容积为 V，里面已有压强为 p0 的空气，现在要使轮胎内的气压增大到 p，设充气过程为等温过程，空气可看做理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度
24、相同，压强也是 p0，体积为 的空气.（填选项前的字母）A. V B. V C.（ 1 ）V D.（ 1）Vp0p pp0 pp0 pp0109.如图，一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的质量为 m12.50 kg，横截面积为 S180.0 cm2；小活塞的质量为 m21.50 kg，横截面积为 S240.0 cm2；两活塞用刚性轻杆连接,间距为 l40.0 cm；汽缸外大气的压强为 p1.0010 5 Pa,温度为 T303 K.初始时大活塞与大圆筒底部相距 ，两l2活塞间封闭气体的温度为 T1 495 K.现汽缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢下移.忽
25、略两活塞与汽缸壁之间的摩擦,重力加速度大小 g 取 10 m/s2. 求：（）在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间，缸内封闭气体的温度；（）缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强.10.如图，一粗细均匀的 U 形管竖直放置，A 侧上端封闭， B 侧上端与大气相通，下端开口处开关 K 关闭；A 侧空气柱的长度为 l10.0 cm，B 侧水银面比 A 侧的高 h3.0 cm.现将开关 K 打开，从 U 形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为 h110.0 cm 时将开关 K 关闭.已知大气压强 p075.0 cmHg.（）求放出部分水银后 A 侧空气柱的长度；（）此后再向 B 侧注入水银，使 A、B 两侧的水银面达到同一高度，求注入的水银在管内的长度.
