2012年高考物理自选模块必备考点

2012年物理自选模块知识点整理
1、分子动理论
（1）物体是由大量分子所组成的
①分子体积很小，它的直径数量级是10
10-m 。

油膜法测分子直径S
V d =
，V 是油滴体积，S 是水面上形成的单分子油膜的面积。

②分子质量很小，一般分子质量的数量级是26
10
-kg 。

③分子间有空隙。

例：物体能被压缩、酒精和水混和后总体积小于混和前两体积之和，都表明分子间有空隙。

油在高压下能透过钢瓶壁渗出，说明固体分子间也有空隙
④阿伏加德罗常数：1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值A N =6.02×12310-mol 。

这里应该强调指出阿伏伽德罗常数作用，宏观世界与微观世界的“桥梁”。

备注：1.固体和液体，分子的直径3
6∏
=V
d （球体模型）3V d =（立方体模型）阿伏加德罗常数摩尔体积分子体积=
2.气体，两个相邻的气体分子之间的平均距离3V d =（立方体模型），并非气体分子的直径。

气体分子密度
气体分子质量
气体分子体积=
，
阿伏加德罗常数
摩尔体积
气体分子所占空间体积=
，气体分子所占的空间体积远大于气体分子体积
3、对如何分子，分子质量A
N 摩尔质量
分子质量=
（2）分子永不停息地在做无规则热运动
布朗运动，指的是悬浮于液体中的固体小颗粒所做的永不停息的无规则运动。

布朗运动产生的原因是因为液体分子的撞击不平衡所致。

正因为如此，布朗运动的特点恰好反映出分子运动的特点：布朗运动永不停息，表明分子运动永不停息；布朗运动的无规则性，表明分子运动的无规则性；布朗运动的剧烈程度随温度升高而加剧，表明分子运动的剧烈程度随温度升高而加剧；布朗运动的明显程度随悬浮颗粒的尺寸加大而减弱，再一次从统计的角度表明分子运动的无规则性。

①扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快。

是分子运动
②布朗运动：不是分子运动。

在显微镜下看到的悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈。

布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的。

布朗运动肉眼看不到（空气中的灰尘不是布朗运动）。

布朗运动与大气压无关
请注意：布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。

（3）分子间存在着相互作用的分子力。

关于分子力的特征与规律,应注意如下几个要点的掌握:
①发子间的引力f引与斥力f G同时存在，表现出的分子力是其合力。

②分子间的引力f引与斥力f G均随分子间距r的增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力f拆随间距r 衰减得更快些。

③分子间距存在着某一个值r0（数量级为10-10m）
当r>r0时，f引>f斥，分子力表现为引力；
当r=r0时，f引=f斥，分子力为零；
当r<r0时，f引<f斥，分子力表现为斥力；
④当分子间距当r>10r0时，分子间引力、斥力均可忽略。

分子力可以忽略不计，即F=0。

⑤分子间引力f引，斥力f斥及分子力f随分子间距r的变化情况如图-1所示。

2、物体的内能概念的理解
（1）物体的内能
物体所有分子热运动动能和与分子力相对应的分子势能之总和叫做物体的内能。

决定内能的因数：微观上：分子动能、分子势能、分子个数。

宏观上：温度、体积、物质的量（摩尔数）
（2）分子平均动能与温度的关系
由于分子热运动的无规则性，所以各个分子热运动动能不同，但所有分子热运动动能的平均值只与温度相关，温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子热运动的平均动能相同，对确定的物体来说，总的分子动能随温度单调增加。

备注：温度相同的氢气和氧气分子平均动能相同，但由于氢气分子质量小于氧气分子质量，故氢气分子平均速率大于氧气分子平均速率。

温
度相同的任意两个物体分子平均动能相同。

（3）分子势能与体积的关系
分子热能与分子力相关：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。

而分子力与分子间距有关，分子间距的变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。

这就在分子热能与物体体积间建立起某种了解。

考虑到分子力在r>r 0时表现为斥力，此时体积膨胀时，表现为斥力的分子力做正功。

因此分子势能随物体体积呈非单调变化的特征。

宏观上，与物体的体积有关。

大多数物体是体积越大，分子势能越大，也有少数物体（如冰）,体积变大，分子势能反而变小。

即物体的体积越大，分子势能不一定就越大。

（4）改变内能的两种方式
改变物体的内能通常有两种方式：做功和热传递。

做功涉及到的是内能与其它能间的转化；而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。

请记住：一定质量的理想气体的内能只和温度有关。

理想气体的分子之间除相互碰撞外没有相互作用力，故理想气体没有分子势能，内能由分子动能决定。

3、热力学定律及能量转化与守恒定律 （1）热力学第一定律
①内容：物体内能的增量△U 等于外界对物体做的功W 和物体吸收的势量Q 的总和。

②表达式：W+Q=△U
③符号法则：外界对物体做功，W 取正值，物体对外界做功，W 取负值；物体吸收热量Q 取正值，物体放出热量Q 取负值；物体内能增加△U 取正值，物体内能减少△U 取负值。

①在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加U ∆，即：U ∆=Q +W 。

②应用热力学第一定律时，必须掌握好它的符号法则。

a.功：W ＞0，表示外界对系统做功；W ＜0，表示系统对外界做功。

b.热量：Q ＞0，表示系统吸热；Q ＜0，表示系统放热。

c.内能增量：U ∆＞0，表示内能增加；U ∆＜0，表示内能减少。

备注:1.气体体积变大，W ＞0；变小，W ＜0；但向真空中膨胀不做功。

2 . 绝热过程，Q =0，并不是温度不变；3.等容过程中气体不做功，W =0。

（2）热力学第二定律
表述形式：①：热量不可能自发地由低温物体传递到高温物体。

形式：②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。

注意：两种表述是等价的，并可从一种表述导出另一种表述。

用熵表示热力学第二定律：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小(即大于或等于)。

实质：热现象的宏观过程都具有方向性。

备注：第一类永动机违背能量守恒，不可能实现；第二类永动机不违背能量守恒，但违背热力学第二定律，不可能实现。

错误：热量可以自发地从低温物体转移到高温物体。

正确：热量可以从低温物体转移到高温物体。

0K 即绝对零度，只能无限接近，但不可能达到 （3）能的转化和守恒定律
能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体。

4.热和功
（1）分子动能：温度是物体分子平均动能的标志。

①温度是大量分子的平均动能的标志，对个别分子来讲是无意义的；平均动能变大，并不是每一个分子速率都变大。

②温度相同的不同种类的物质，它们分子的平均动能相同，但由于不同种类物质的分子质量不等，所以，它们分子的平
均速度率不同；
③分子的平均动能与物体运动的速度无关。

（2）分子势能：微观与分子间的距离有关，宏观与物体的体积有关。

分子力做正功，分子势能减少；克服分子力做功，分子势能增加。

当r ＞0r 时，分子力表现为引力，随着r 的增大，分子引力做负功，分子势能增加；当r ＜0r 时，分子力表现为斥力，随着r 的减小，分子斥力做负功，分子势能增加；r =0r 时，分子势能最小，但不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时的分子势能为零。

（3）物体的内能
①物体内所有分子的动能与势能的总和即为物体的内能。

由于分子的动能与温度有关，分子势能与体积有关，所以一定质量的某种物质的内能由物体的温度和体积共同决定的。

②内能改变的两种方式：做功和热传递。

做功是其他形式的能与内能相互转化的过程；热传递是物体间内能的转移过程。

做功与热传递在改变物体内能上是等效的，但在能量的转化或转移上有本质的区别。

5.气体
（1）状态参量 ①气体温度
（1）温度：从宏观上看，表示物体的冷热程度；从微观上看，是物体内大量分子平均动能的标志，它反映了气体分子无规则的激烈程度。

（2）温标：指温度的数值表示法。

常用温标有摄氏温标和热力学温标两种，所对应的温度叫摄氏温度和热力学温度（绝对温度）。

两种温度的区别与了解如下表：
摄氏温度
热力学温度
r E p
r 0o
表示符号 t
T
单 位
摄氏度（℃）
开尔文，简称开（k ）是七个基本单位之一
0度的规定 规定一标准大气压下；冰水混合物的温度为０℃，水的沸点为100℃ 规定-273.15℃为绝对零度，记为0K ，实际
计算时零度不可达到只可无限接近，是低温
的极限 1度的划分 将水的冰点0℃和沸点100℃之间划分成100等份，每1等份叫1℃ 将水的冰点273.15K 和沸点373.15K 之间划分成100等份，每1等份叫1K
联 系
T =273+t t =T-273 △T=△t
（2）气体体积：由于气体分子间的平均距离是分子直径的10倍以上，分子间的相互作用力可以认为是零，因而极易流动和扩散，总是要充满整个容器，故气体的体积等于盛气体的容器的容积。

（3）气体压强：大量气体频繁碰撞器壁的结果。

气体分子的平均速率越大，碰撞的频繁程度就越大，碰撞的作用力就越大；气体分子的密度越大，碰撞的频繁程度也越大，所以气体的压强与气体分子热运动的剧烈程度有关，也就是与气体的温度有关，同时还与单位体积中分子的数目有关，对一定质量的气体来说压强与气体的体积有关。

备注：决定气体压强的微观量：分子密集程度和分子平均动能，也可以说是分子的密集程度、分子质量和分子平均速率。

6.气体状态参量间的关系及微观解释
（1）气体的压强、体积、温度间的关系 a.气体的压强跟它的体积有关系，体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。

（温度一定时，p ∝v 1）。

b.气体的压强跟温度有关系，温度升高时压强增大，温度降低时压强减小，（体积一定时，P ∝T ）。

c.气体的体积跟温度有关系。

温度升高，体积增大；温度降低时体积减小。

（压强一定时，P ∝T ）。

d.一定质量的气体，在状态变化过程中，其状态参量P 、V 、T 三者间的关系符合
恒量=T
pv ，或
2
221
11T v p T v p =。

(2)对气体状态参量间关系的微观解释
a.对气体压强和体积关系的解释：一定质量的气体，温度保持不变时，体积减小，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。

b.对气体压强跟温度的关系的解释：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。

c.对气体体积跟温度的关系的解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。

要保持压强不变，只有使气体的体积增大，使分子的密集程度减小。

7、 气体分子运动的特点
（1）气体分子间有很大的空隙.气体分子之间的距离大约是分子直径的10倍。

（2）气体分子之间的作用力十分微弱.在处理某些问题时，可以把气体分子看作没有相互作用的质点。

（3）气体分子运动的速率很大，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒.离这个数值越远，分子数越少，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。

8、区分晶体与非晶体
有确定的熔点的物体是单晶体或多晶体，而非晶体没有确定的熔点；单晶体具有各向异性的特征，而多晶体和非晶体是各向同性的 晶体：石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、糖、味精；非晶体：玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶 单晶体：有确定的几何形状；各向异性；有一定的熔化温度 多晶体：没有确定的几何形状；各向同性；有一定的熔化温度 非晶体：没有确定的几何形状；各向同性；无一定的熔化温度 9、液体的表面张力
发生在表面层：液体与气体接触的表面存在的薄层；表面张力：使液体表面收缩的力或者说促使液体表面绷紧的力。

表面张力方向总是沿液面分布的，如果液面是平面，表面张力就在平面上；如果液面是曲面，表面张力就在液面的切面上。

液体表面张力产生的原因是：液体表面层分子较稀疏，分子间引力大于斥力，表现为引力。

液晶即有液体的流动性，又具有光学各向异性
在夏季温度不太高、相当湿度较大时，人也容易中暑。

10、电离和跃迁 玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数。

） ⑴玻尔的三条假设（量子化） ①轨道量子化rn=n2r1 r1=0.53×10-10m ②能量量子化：
2
1
n E E n E1=-13.6eV ③原子跃迁：原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量h ν=Em-En
（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。

原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电
氢原子的能级图
n E /eV ∞ 0
1 -13.6
2 -3.4
3 4 -0.85 E 1 E 2
E 3
离能的任何频率的光子。

（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV 的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。

11、核反应与质能方程
（1）所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。

（注意：质量并不守恒。

）
（2）质能方程-----爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的了解，它们的关系是：E = mc 2，这就是爱因斯坦的质能方程。

质能方程的另一个表达形式是：ΔE=Δmc 2。

以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位。

在非国际单位里，可以用1u=931.5MeV 。

它表示1原子质量单位的质量跟931.5MeV 的能量相对应。

（在有关核能的计算中，一定要根据已知和题解的要求明确所使用的单位制。

） 12、卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）
α粒子散射实验：是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。

这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 13、天然放射现象
⑴.天然放射现象----天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。

⑵.各种放射线的性质比较 种 类
本 质 质量（u ） 电荷（e ） 速度（c ） 电离性 贯穿性 α射线
He
n 2H 24
21011→+ 氦核He 4
2 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住 β射线
e
H n 011110-+→
电子e 01- 1/1840 -1 0.99 较强 较强，穿几mm 铝板 γ射线
光子
1
最弱
最强，穿几cm 铅版
请记住：氦核He 4
2 电子e 0
1- 正电子e 0
1 质子H 1
1 中子n 10·
14、半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。

（对大量原子核的统计规律）计算式为：
T
t
t N N ⎪
⎭⎫
⎝⎛=210N 表示核的个数 ，此式也可以
演变成
T t
t m m ⎪⎭⎫ ⎝⎛=210或T
t t n n ⎪
⎭⎫
⎝⎛=210，式中m 表示放射性物质的质量，n 表示单位时间内放出的射线粒子数。

以上各式左边的量都表示时间t 后的剩余量。

（注意问衰变了多少？）
半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；压力、温度对放射性元素衰变的快慢没有影响。

半衰期满足统计学规律，几千原子个也不成立。

高三学子：
加油！向胜利冲刺！
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分子的动能： 分子由于热运动而具有的能量；由温度T 决定
分子的热能：分子间由相互作用力和相对位置决定的能量：与体积V 有关 物体的内能：组成物体的所有分子的动能和势能的总和；与T 、V 有关
物体的内能
分子动理论
热和功
分子
动
理
论
物质是由大量的分子组成的 ①油膜法测分子的直径
②分子直径数量级10－10m ，分子质量数量级10－
26kg ③阿伏伽德罗常数 N A =6.02×10 23mol －
1。

分子永不停息地做无规则运动，实验基础 ①扩散现象；②布朗运动
分子间存在相互作用力
分子间引力和斥力同时存在，都随距离增大而减小。

r 0=10－
10m ； r = r 0时，f 引=f 斥；r ＞r 0时，f 引＞f 斥；r ＜r 0时，f 引＜f 斥。