高中物理选修3-3知识总结
高中物理选修3-3知识点总结[1]
高中物理选修3-3知识点第一章分子动理论第二章固体、液体和气体第三章热力学定律及能量守恒2012年8月第1课时分子动理论一、要点分析1.命题趋势本部分主要知识有分子热运动及内能,在09年高考说明中,本课时一共有五个考点,分别是:1.物质是由大量分子组成的阿伏加德罗常数;2.用油膜法估测分子的大小(实验、探究);3.分子热运动布朗运动;4.分子间作用力;5.温度和内能.这五个考点的要求都是I级要求,即对所列的知识点要了解其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接应用。
由于近几年《考试说明》对这部分内容的要求基本没有变化,江苏省近几年的考题中涉及到了几乎所有的考点, 试题多为低档题,中档题基本没有。
分子数量、质量或直径(体积)等微观的估算问题要求有较强的思维和运算能力。
分子的动能和势能、物体的内能是高考的热点。
2.题型归纳随着物理高考试卷结构的变化,所以估计今后的高考试题中,考查形式与近几年大致相同:多以选择题、简答题出现。
3.方法总结(1)对应的思想:微观结构量与宏观描述量相对应,如分子大小、分子间距离与物体的体积相对应;分子的平均动能与温度相对应等;微观结构理论与宏观规律相联系,如分子热运动与布朗运动、分子动理论与热学现象。
(2)阿伏加德罗常数在进行宏观和微观量之间的计算时起到桥梁作用;功和热量在能量转化中起到量度作用。
(3)通过对比理解各种变化过程的规律与特点,如布朗运动与分子热运动、分子引力与分子斥力及分子力随分子间距离的变化关系、影响分子动能与分子势能变化的因素、做功和热传递等。
4.易错点分析(1)对布朗运动的实质认识不清布朗运动的产生是由于悬浮在液体中的布朗颗粒(即固体小颗粒)不断地受到液体分子的撞击,是小颗粒的无规则运动。
布朗运动实验是在光学显微镜下观察到的,因此,只能看到固体小颗粒而看不到分子,它是液体分子无规则运动的间接反映。
布朗运动的剧烈程度与颗粒大小、液体的温度有关。
布朗运动永远不会停止。
最新人教版高中物理选修3-3:8.3理想气体的状态方程 知识点总结及课时练习
3理想气体的状态方程记一记理想气体的状态方程知识体系一个模型——理想气体一个方程——理想气体的状态方程三个特例——p1V1T1=p2V2T2⎩⎪⎨⎪⎧T1=T2时,p1V1=p2V2V1=V2时,p1T1=p2T2p1=p2时,V1T1=V2T2辨一辨1.理想气体也不能严格地遵守气体实验定律.(×)2.实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下,可看成理想气体.(√)3.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时,其体积增大为原来的2倍.(×)4.气体由状态1变到状态2时,一定满足方程p1V1T1=p2V2T2.(×)5.一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是因为压强减半且热力学温度加倍.(√)想一想什么样的气体才是理想气体?理想气体的特点是什么?提示:在任何温度、任何压强下都严格遵从实验定律的气体;特点:①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程,是一种理想化模型.②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计,分子不占空间,可视为质点.③理想气体分子除碰撞外,无相互作用的引力和斥力.④理想气体分子无分子势能的变化,内能等于所有分子热运动的动能之和,只和温度有关.思考感悟:练一练=1.有一定质量的理想气体,如果要使它的密度减小,可能的办法是( )A .保持气体体积一定,升高温度B .保持气体的压强和温度一定,增大体积C .保持气体的温度一定,增大压强D .保持气体的压强一定,升高温度解析:由ρ=m /V 可知,ρ减小,V 增大,又由pV T =C 可知A 、B 、C 三项错,D 项对.答案:D2.对于一定质量的理想气体,下列状态变化中可能的实现是( )A .使气体体积增加而同时温度降低B .使气体温度升高,体积不变、压强减小C .使气体温度不变,而压强、体积同时增大D .使气体温度升高,压强减小、体积减小解析:由理想气体状态方程pV T =恒量得A 项中只要压强减小就有可能,故A 项正确;而B 项中体积不变,温度与压强应同时变大或同时变小,故B 项错;C 项中温度不变,压强与体积成反比,故不能同时增大,故C 项错;D 项中温度升高,压强减小,体积减小,导致pV T 减小,故D 项错误.答案:A3.一定质量的理想气体,经历一膨胀过程,这一过程可以用图上的直线ABC 来表示,在A 、B 、C 三个状态上,气体的温度T A 、T B 、T C 相比较,大小关系为( )A .TB =T A =T CB .T A >T B >T CC .T B >T A =T CD .T B <T A =T C解析:由图中各状态的压强和体积的值可知:p A · V A =p C ·V C <p B ·V B ,因为pV T =恒量,可知T A =T C <T B .答案:C4.如图所示,1、2、3为p -V 图中一定量理想气体的三种状态,该理想气体由状态1经过程1→3→2到达状态2.试利用气体实验定律证明:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2. 证明:由题图可知1→3是气体等压过程,据盖—吕萨克定律有:V 1T 1=V 2T3→2是等容过程,据查理定律有:p 1T =p 2T 2联立解得p 1V 1T 1=p 2V 2T 2.要点一对理想气体的理解1.(多选)关于理想气体,下列说法中正确的是()A.严格遵守玻意耳定律、盖—吕萨克定律和查理定律的气体称为理想气体B.理想气体客观上是不存在的,它只是实际气体在一定程度上的近似C.和质点的概念一样,理想气体是一种理想化的模型D.一定质量的理想气体,内能增大,其温度可能不变解析:理想气体是一种理想化模型,是对实际气体的科学抽象;温度不太低、压强不太大的情况下可以把实际气体近似视为理想气体;理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律,A、B、C三项正确;理想气体的内能只与温度有关,温度升高,内能增大,温度降低,内能减小,D项错误.答案:ABC2.(多选)关于理想气体,下列说法正确的是()A.温度极低的气体也是理想气体B.压强极大的气体也遵从气体实验定律C.理想气体是对实际气体的抽象化模型D.理想气体实际并不存在解析:气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的,温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小,趋向于液体,故答案为C、D两项.答案:CD要点二对理想气体状态方程的理解和应用3.(多选)一定质量的理想气体,初始状态为p、V、T,经过一系列状态变化后,压强仍为p,则下列过程中可以实现的是() A.先等温膨胀,再等容降温B.先等温压缩,再等容降温C.先等容升温,再等温压缩D.先等容降温,再等温压缩解析:根据理想气体状态方程pVT=C,若经过等温膨胀,则T不变,V增加,p减小,再等容降温,则V不变,T降低,p减小,最后压强p肯定不是原来值,A项错,同理可以确定C项也错,正确为B、D两项.答案:BD4.一定质量的气体,从初态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到32T0,再经等容变化使压强减小到12p0,则气体最后状态为()A.12p0、V0、32T0 B.12p0、32V0、34T0C.12p0、V0、34T0 D.12p0、32V0、T0解析:在等压过程中,V∝T,有V0T0=V33T02,V3=32V0,再经过一个等容过程,有:p032T0=p02T3,T3=34T0,所以B项正确.答案:B5.如图所示,一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内,右管上端开口且足够长,右管内水银面比左管内水银面高h,能使h变小的原因是()A.环境温度升高B.大气压强升高C.沿管壁向右管内加水银D.U形玻璃管自由下落解析:对于左端封闭气体,温度升高,由理想气体状态方程可知:气体发生膨胀,h增大,故A项错.大气压升高,气体压强将增大,体积减小,h减小,故B项对.向右管加水银,气体压强增大,内、外压强差增大,h将增大,所以C项错.当管自由下落时,水银不再产生压强,气体压强减小,h变大,故D项错.答案:B6.一水银气压计中混进了空气,因而在27 ℃、外界大气压为758 mmHg时,这个水银气压计的读数为738 mmHg,此时管中水银面距管顶80 mm.当温度降至-3 ℃时,这个气压计的读数为743 mmHg,求此时的实际大气压值为多少?解析:画出该题初、末状态的示意图分别写出被封闭气体的初、末状态的状态参量p1=758 mmHg-738 mmHg=20 mmHgV1=(80 mm)·S(S是管的横截面积)T1=(273+27) K=300 Kp2=p-743 mmHgV2=(738+80) mm·S-743(mm)·S=75(mm)·ST2=(273-3)K=270 K将数据代入理想气体状态方程p1V1 T1=p2V2 T2解得p=762.2 mmHg.答案:762.2 mmHg要点三理想气体变化的图象7.在下图中,不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化,又回到原来状态的图是()解析:根据p -V ,p -T 、V -T 图象的意义可以判断,其中D 项显示的理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化,与题意不符.答案:D8.图中A 、B 两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态,状态A 的温度为T A ,状态B 的温度为T B ;由图可知( )A. T B =2T AB. T B =4T AC. T B =6T AD. T B =8T A 解析:对于A 、B 两个状态应用理想气体状态方程p A V A T A =p B V B T B可得:T B T A =p B V B p A V A =3×42×1=6,即T B =6T A ,C 项正确. 答案:C基础达标1.关于一定质量的理想气体发生状态变化时,其状态参量p 、V 、T 的变化情况不可能的是( )A .p 、V 、T 都减小B .V 减小,p 和T 增大C.p和V增大,T减小D.p增大,V和T减小解析:由理想气体状态方程pVT=C可知,p和V增大,则pV增大,T应增大.C项不可能.答案:C2.(多选)理想气体的状态方程可以写成pVT=C,对于常量C,下列说法正确的是()A.对质量相同的任何气体都相同B.对质量相同的同种气体都相同C.对质量不同的不同气体可能相同D.对质量不同的不同气体一定不同解析:理想气体的状态方程的适用条件就是一定质量的理想气体,说明常量C仅与气体的种类和质量有关,实际上也就是只与气体的物质的量有关.对质量相同的同种气体当然常量是相同的,而对质量不同的不同气体,只要物质的量是相同的,那么常量C也是可以相同的.答案:BC3.(多选)对一定质量的理想气体,下列说法正确的是() A.体积不变,压强增大时,气体分子的平均动能一定增大B.温度不变,压强减小时,气体的密度一定减小C.压强不变,温度降低时,气体的密度一定减小D.温度升高,压强和体积可能都不变解析:由pVT=C(常量)可知,V不变、p增大时T增大,故A项正确;T增大时,p与V至少有一个要发生变化,故D错误;把V=mρ代入pVT=C得pmρT=C,由此式可知,T不变时,ρ随p的减小而减小,故B项正确;p不变时,ρ随T的减小而增大,故C 项错误.答案:AB4.(多选)关于理想气体的状态变化,下列说法中正确的是()A.一定质量的理想气体,当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时,其体积增大为原来的2倍B .一定质量的理想气体由状态1变到状态2时,一定满足方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2C .一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍,可能是压强减半,热力学温度加倍D .一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍,可能是体积加倍,热力学温度减半解析:理想气体状态方程p 1V 1T 1=p 2V 2T 2中的温度是热力学温度,不是摄氏温度,A 项错误,B 项正确;由理想气体状态方程及各量的比例关系即可判断C 项正确,D 项错误.答案:BC5.光滑绝热的轻质活塞把密封的圆筒容器分成A 、B 两部分,这两部分充有温度相同的气体,平衡时V A :V B =1:2,现将A 中气体温度加热到127 ℃,B 中气体温度降低到27 ℃,待重新平衡后,这两部分气体体积的比V A ′:V B ′为( )A .1:1B .2:3C .3:4D .2:1解析:对A 部分气体有:p A V A T A =p A ′V ′A T A ′① 对B 部分气体有:p B V B T B =p B ′V B ′T B ′② 因为p A =p B ,p A ′=p B ′,T A =T B ,所以由①②得V A V B =V A ′T B ′V B ′T A ′,所以V A ′V B ′=V A T A ′V B T B ′=1×4002×300=23答案:B6.如图所示,内壁光滑的汽缸和活塞都是绝热的,缸内被封闭的理想气体原来体积为V ,压强为p ,若用力将活塞向右压,使封闭的气体体积变为V 2,缸内被封闭气体的( )A .压强等于2pB .压强大于2pC .压强小于2pD .分子势能增大了解析:汽缸绝热,压缩气体,其温度必然升高,由理想气体状态方程pV T =C (恒量)可知,T 增大,体积变为V 2,则压强大于2p ,故B 项正确,A 、C 两项错,理想气体分子无势能的变化,D 项错.答案:B7.(多选)如图所示,一定质量的理想气体,从图示A 状态开始,经历了B 、C 状态,最后到D 状态,下列判断正确的是( )A .A →B 温度升高,压强不变B .B →C 体积不变,压强变大C .B →C 体积不变,压强不变D .C →D 体积变小,压强变大解析:由图象可知,在A →B 的过程中,气体温度升高、体积变大,且体积与温度成正比,由pV T =C ,气体压强不变,是等压过程,故A 项正确;由图象可知,在B →C 是等容过程,体积不变,而热力学温度降低,由pV T =C 可知,压强p 减小,故B 、C 两项错误;由图象可知,在C →D 是等温过程,体积减小,由pV T =C可知,压强p 增大,故D 项正确.答案:AD8.一气泡从30 m 深的海底升到海面,设水底温度是4 ℃,水面温度是15 ℃,那么气泡在海面的体积约是水底时的( )A .3倍B .4倍C .5倍D .12倍解析:根据理想气体状态方程:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2,知V 2V 1=p 1T 2p 2T 1,其中T 1=(273+4) K =277 K ,T 2=(273+15) K =288 K ,故T 2T 1≈1,而p 2=p 0≈10ρ水 g ,p 1=p 0+p ≈40 ρ水 g ,即p 1p 2≈4,故V 2V 1≈4.故选B 项.答案:B9.(多选)如图所示,用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热汽缸中,用水平外力F 作用于活塞杆,使活塞缓慢向右移动,由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温,分别用p 、V 、T 表示该理想气体的压强、体积、温度.气体从状态①变化到状态②,此过程可用下图中哪几个图象表示( )解析:由题意知,由状态①到状态②过程中,温度不变,体积增大,根据pV T =C 可知压强将减小.对A 项图象进行分析,p -V图象是双曲线即等温线,且由状态①到状态②体积增大,压强减小,故A 项正确;对B 项图象进行分析,p -V 图象是直线,温度会发生变化,故B 项错误;对C 项图象进行分析,可知温度不变,但体积增大,故C 项错误;对D 项图象进行分析,可知温度不变,压强减小,D 项正确.答案:AD10.如图所示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.若玻璃管中水柱上升,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,压强减小解析:由题意可知,封闭空气温度与大气温度相同,封闭空气体积随水柱的上升而减小,将封闭空气近似看作理想气体,根据理想气体状态方程pV T =常量,若温度降低,体积减小,则压强可能增大、不变或减小,A 项正确;若温度升高,体积减小,则压强一定增大,B 、C 两项错误;若温度不变,体积减小,则压强一定增大,D 项错误.答案:A11.某不封闭的房间容积为20 m 3,在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa 时,室内空气质量为25 kg.当温度升高到27 ℃、大气压强为1.0×105 Pa 时,室内空气的质量是多少?(T =273 K +t )解析:假设气体质量不变,末态体积为V 2,由理想气体状态方程有:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2, 解得V 2=p 1V 1T 2p 2T 1=9.8×104×20×3001.0×105×280=21.0 m 3. 因为V 2>V 1,即有部分气体从房间内流出,设剩余气体质量为m 2,由比例关系有:V 1V 2=m 2m 1,m 2=m 1V 1V 2=23.8 kg.答案:23.8 kg12.图甲为1 mol 氢气的状态变化过程的V -T 图象,已知状态A 的参量为p A =1 atm ,T A =273 K ,V A =22.4×10-3 m 3,取1 atm=105 Pa ,在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p -V 图,写出计算过程并标明A 、B 、C 的位置.解析:据题意,从状态A 变化到状态C 的过程中,由理想气体状态方程可得:p A V A T A =p C V C T C ,p C =1 atm ,从A 变化到B 的过程中有:p A V A T A=p B V B T B,p B =2 atm. A 、B 、C 的位置如图所示.答案:见解析13.[2019·潍坊高二检测]内燃机汽缸里的混合气体,在吸气冲程结束瞬间,温度为50 ℃,压强为1.0×105 Pa ,体积为0.93 L .在压缩冲程中,把气体的体积压缩为0.155 L 时,气体的压强增大到1.2×106 Pa.这时混合气体的温度升高到多少摄氏度?解析:气体初状态的状态参量为p 1=1.0×105 Pa ,V 1=0.93 L ,T 1=(50+273) K =323 K.气体末状态的状态参量为p 2=1.2×106 Pa ,V 2=0.155 L ,T 2为未知量.由p 1V 1T 1=p 2V 2T 2可求得T 2=p 2V 2p 1V 1T 1, 将已知量代入上式,得T 2=1.2×106×0.1551.0×105×0.93×323 K =646 K , 所以混合气体的温度t =(646-273) ℃=373 ℃.答案:373 ℃能力达标14.[2019·长春市质检]如图所示,绝热气缸开口向上放置在水平地面上,一质量m =10 kg,横截面积S=50 cm2的活塞可沿气缸无摩擦滑动;被封闭的理想气体温度t=27 ℃时,气柱长L=22.4 cm.已知大气压强为标准大气压p0=1.0×105Pa,标准状况下(压强为一个标准大气压,温度为0 ℃)理想气体的摩尔体积为22.4 L,阿伏加德罗常数N A=6.0×1023mol-1,g=10 m/s2.求:(计算结果保留两位有效数字)(1)被封闭理想气体的压强;(2)被封闭气体内所含分子的数目.解析:(1)被封闭理想气体的压强为p=p0+mg Sp=1.2×105 Pa(2)由p0V0T0=pVT得标准状况下的体积为V0=pVT0 p0T被封闭气体内所含分子的数目为N=N A V0 V m解得N=3.3×1022个答案:(1)1.2×105 Pa(2)3.3×1022。
高中物理选修三的知识点
高中物理选修三的知识1动量守恒定律一、动量;动量守恒定律1、动量:可以从两个侧面对动量进行定义或解释:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。
②动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P=mv。
单位是。
动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。
因为速度是相对的,所以动量也是相对的。
2、动量守恒定律:当系统不受外力作用或所受合外力为零,则系统的总动量守恒。
动量守恒定律根据实际情况有多种表达式,一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。
运用动量守恒定律要注意以下几个问题:①动量守恒定律一般是针对物体系的,对单个物体谈动量守恒没有意义。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短的时间内,系统内部各物体相互作用力,远比它们所受到外界作用力大,就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。
③计算动量时要涉及速度,这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的,一般取地面为参照物。
④动量是矢量,因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和,而不是代数和。
⑤动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。
有时虽然系统所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量为零,那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。
⑥动量守恒定律有广泛的应用范围。
只要系统不受外力或所受的合外力为零,那么系统内部各物体的相互作用,不论是万有引力、弹力、摩擦力,还是电力、磁力,动量守恒定律都适用。
系统内部各物体相互作用时,不论具有相同或相反的运动方向;在相互作用时不论是否直接接触;在相互作用后不论是粘在一起,还是分裂成碎块,动量守恒定律也都适用。
3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。
动量与动能的比较:①动量是矢量, 动能是标量。
②动量是用来描述机械运动互相转移的物理量,而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。
比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒,若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了。
高中物理选修3-3知识复习提纲:第十章 热力学定律(人教版)
高中物理选修3-3知识复习提纲:第十章热力学定律(人教版)高中物理选修3-3知识点总结:第十章热力学定律(人教版)冷热变化是最常见的一种物理现象,本章主要将的就是热力学的有关问题,其中热力学的第一和第二定律是比较重要得,对于能量守恒定律必须要深刻的理解。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求Ⅰ:热力学第一定律、能量守恒定律、热力学第二定律、热力学第二定律的微观结构等内容。
要求Ⅱ:这一章这项要求考察比较少。
知识网络:内容详解:一、功、热与内能●绝热过程:不从外界吸热,也不向外界传热的热力学过程称为绝热过程。
●内能:内能是物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量的总和,用字母U表示。
●热传递:两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温,温度低的物体要升温,这个过程称之为热传递。
●热传递的方式:热传导、对流热、热辐射。
二、热力学第一定律、第二定律●第一定律表述:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所作的功的和。
表达式uWQ符号+-W外界对系统做功系统对外界做功Q系统从外界吸热系统向外界放热u系统内能增加系统内能减少●第二定律的表述:一种表述:热量不能自发的从低温物体传到高温物体。
另一种表述:(开尔文表述)不可能从单一热库吸收热量,将其全部用来转化成功,而不引起其他的影响。
●应用热力学第一定律解题的思路与步骤:一、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
二、别列出物体或系统(吸收或放出的热量)外界对物体或系统。
三、据热力学第一定律列出方程进行求解,应用热力学第一定律计算时,要依照符号法则代入数据,对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
高中物理选修三知识点总结全
高中物理选修三知识点总结全本文将对高中物理选修三中的知识点进行全面总结。
一. 前置知识
在研究选修三之前,需要掌握以下基础知识:
- 电磁感应
- 磁场定向规律
- 电磁感应定律
- 洛伦兹力
二. 知识点
1. 交流电路
- 交流电源的基本性质
- 带电粒子在强磁场中的运动
- 交流电路中的电路原理和电路分析方法
- 电感和电容的作用
2. 物态方程
- 理想气体状态方程
- 理想气体的内能和焓
- 理想气体的绝热过程和等容过程
- 气体实际状态方程
3. 光电效应与原子物理
- 光子学说的基本原理和结论
- 光电效应的实验事实和结论
- 光电池的工作原理
- 原子光谱的产生和性质
三. 课外扩展
高中物理选修三只是物理知识的一部分,如果想更深入地研究物理,可以从以下几个方面进行拓展:
- 研究经典力学和量子力学
- 了解电子学、固体物理等相关学科
- 参加相关科技比赛和实验室研究
结语
高中物理选修三中的知识点都是在前几个学期的学习基础上进行深入和拓展的,希望同学们能够加强基础,掌握好这些知识,为以后的学习打下坚实的基础。
最新人教版高中物理选修3-3:7.2分子的热运动 知识点总结及课时练习
2分子的热运动记一记分子的热运动知识体系一个比较——比较布朗运动和扩散现象三点认识——布朗运动的运动本质,影响因素、产生原因三个概念——扩散现象、布朗运动、热运动辨一辨1.将沙子倒入石块中,沙子要进入石块的空隙属于扩散现象.(×)2.在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快会变咸属于扩散现象.(√)3.悬浮微粒的布朗运动说明了微粒内部分子做无规则热运动.(×)4.看到射进教室的一缕阳光中的灰尘在上下飞舞的运动是布朗运动.(×)5.温度升高,物体分子的热运动变剧烈.(√)6.热运动是物体受热后所做的运动.(×)想一想1.在显微镜下追踪一个小炭粒的运动,每隔30 s把炭粒的位置记录下来,把位置按时间连接起来,如图所示,这说明小炭粒轨迹是折线正确吗?提示:不正确,在每段时间内炭粒做的是无规则运动,不是直线运动.2.请问布朗运动、扩散现象也是热运动吗?提示:不是,分子永不停息的无规律运动叫热运动,布朗运动反映了分子热运动,分子的热运动是扩散现象形成的原因.3.单个分子永不停息地无规则运动叫热运动,正确吗?提示:不正确,热运动是对大量分子而言的,对个别分子无意义.思考感悟:练一练1.下列关于扩散现象的说法正确的是()A.扩散现象只能发生在气体与气体间B.扩散现象只能发生在液体与液体间C.扩散现象只能发生在固体与固体间D.任何物态的物体间都可发生相互扩散现象解析:不同物态的物体之间,由于分子的运动,总会存在着扩散现象,只是有着快慢差别(受温度、物质形态等因素影响).如墙角放一堆煤,墙及墙体内都会变黑,所以扩散现象不仅存在于液体与液体、气体与液体、气体与气体之间,同样也存在于固体与固体、气体与固体、液体与固体之间.答案:D2.扩散现象说明了()A.气体没有固定的形状和体积B.分子间相互排斥C.分子在运动D.不同分子间可相互转换解析:扩散现象是两种物体的分子彼此进入对方的现象是分子热运动的有力证明,所以只有C项正确.答案:C3.[2019·嘉峪关高二检测](多选)关于布朗运动,下列说法正确的是()A.布朗运动是液体分子的无规则运动B.液体温度越高,布朗运动越剧烈C.布朗运动是由液体各部分温度不同而引起的D.布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性解析:布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒的运动,A 项错误;布朗运动是液体分子或气体分子对悬浮在液体或气体中微粒碰撞作用的不平衡引起的,温度越高分子对微粒碰撞的作用越强,不平衡性也就越明显,微粒的布朗运动也就越剧烈,故布朗运动反映了液体或气体分子运动的无规则性,B、D两项正确,C项错误.答案:BD4.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D.按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线解析: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;微粒没有固定的运动轨迹,故B 项错误;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项正确.答案:D要点一对扩散现象的理解1.下列四种现象中属于扩散现象的是()①海绵状塑料可以吸水②揉面团时,加入小苏打,小苏打可以揉进面团内③放一匙食糖于一杯开水中,水会变甜④把盛开的腊梅放入室内,会满室生香A.①②B.③④C.①④D.②③解析:海绵状塑料吸水是水滴进入塑料间隙,不是扩散;小苏打揉进面团,是机械外力作用的结果;食糖溶于开水中、腊梅香气释放是扩散现象.故B项正确.答案:B2.(多选)如图所示,一个装有无色空气的广口瓶倒扣在装有红棕色二氧化氮气体的广口瓶上,中间用玻璃板隔开.对于抽去玻璃板后所发生的现象(已知二氧化氮的密度比空气的密度大),下列说法正确的是()A.当过一段时间可以发现上面瓶中的气体也变成了淡红棕色B.二氧化氮由于密度较大,不会跑到上面的瓶中,所以上面瓶中不会出现淡红棕色C.上面的空气由于重力作用会到下面的瓶中,于是将下面瓶中的二氧化氮排出了一小部分,所以会出现上面瓶中的瓶口处显淡红棕色,但在瓶底处不会出现淡红棕色D.由于气体分子在运动着,所以上面的空气会到下面的瓶中,下面的二氧化氮也会自发地运动到上面的瓶中,所以最后上、下两瓶气体的颜色变得均匀一致解析:抽去玻璃板后,空气与二氧化氮两种气体相互接触,发生扩散现象,过一段时间,空气、二氧化氮气体会均匀分布在上下两广口瓶当中,颜色均匀一致,都呈淡红棕色,A、D两项正确,B、C两项错误.答案:AD3.(多选)同学们一定都吃过味道鲜美的烤鸭,烤鸭的烤制过程没有添加任何调料,只是在烤制之前,把烤鸭放在腌制汤中腌制一定时间,盐就会进入肉里.则下列说法正确的是() A.如果让腌制汤温度升高,盐分子进入鸭肉的速度就会加快B.烤鸭的腌制过程说明分子之间有引力,把盐分子吸进鸭肉里C.在腌制汤中,有的盐分子进入鸭肉,有的盐分子从鸭肉里面出来D.把鸭肉放入腌制汤后立刻冷冻,将不会有盐分子进入鸭肉解析:盐分子进入鸭肉是因为盐分子的扩散,温度越高扩散得越快,A项正确;盐分子进入鸭肉是因为盐分子的无规则运动,并不是因为分子引力,B项错误;盐分子永不停息地做无规则运动,有的进入鸭肉,有的离开鸭肉,C项正确;冷冻后,仍然会有盐分子进入鸭肉,只不过速度慢一些,D项错误.答案:AC要点二对布朗运动的理解4.(多选)关于布朗运动,下列说法中正确的是()A.悬浮在液体或气体中的小颗粒的无规则运动就是分子的无规则运动B.布朗运动反映了液体分子的无规则运动C.温度越低时,布朗运动就越明显D.悬浮在液体或气体中的颗粒越小,布朗运动越明显解析:布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒,受到液体分子或气体分子的撞击作用形成的,温度越高,颗粒越小,布朗运动越明显,综上所述B、D两项正确.答案:BD5.在较暗的房间里,从射进来的阳光中,可以看到悬浮在空气中的微粒在不停地运动,这些微粒的运动是()A.布朗运动B.曲线运动C.自由落体运动D.无法确定解析:能用肉眼直接看得到的微粒是很大的颗粒,在同一时刻它们受到来自各个方向的空气分子撞击的合力几乎为零,微小的作用不能使这么大的颗粒做布朗运动,A项错误;微粒的运动是空气对流和重力作用下的结果,微粒做曲线运动,B项正确,C、D两项错误.答案:B6.(多选)把墨汁用水稀释后取出一滴放在显微镜下观察,如图所示,下列说法中正确的是()A.在显微镜下既能看到水分子也能看到悬浮的小炭粒,且水分子不停地撞击炭粒B.小炭粒在不停地做无规则运动,这就是所说的布朗运动C.越小的炭粒,运动越明显D.在显微镜下看起来连成一片的液体,实际上是由许许多多的静止不动的水分子组成的解析:在光学显微镜下,只能看到悬浮的小炭粒,看不到水分子,故A项错误;在显微镜下看到小炭粒不停地做无规则运动,这就是布朗运动,且看到的炭粒越小,运动越明显,故B、C两项正确,D项是错误的.答案:BC要点三热运动7.物体内分子运动的快慢与温度有关,在0°C时冰块内的水分子的运动状态是()A.仍然是运动的B.处于静止状态C.处于相对静止状态D.大部分分子处于静止状态解析:分子的运动虽然受温度影响,但永不停息,A对,B、C、D错.答案:A8.下列关于热运动的说法,正确的是()A.热运动是物体受热后所做的运动B.温度高的分子的无规则运动C.单个分子永不停息地做无规则运动D.大量分子永不停息地做无规则运动解析:物体内部分子做无规则运动的剧烈程度与温度的高低直接相关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,因此,物理学中把分子永不停息的无规则运动叫做热运动,其中的分子指大量分子,而不是单个分子,故D项正确.答案:D9.(多选)下列事例中,属于分子不停地做无规则运动的是()A.秋风吹拂,树叶纷纷落下B.在箱子里放几块樟脑丸,过些日子一开箱就能闻到樟脑的气味C.烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡D.把胡椒粉末放入菜汤中,最后胡椒粉末会沉在汤碗底,而我们喝汤时却尝到了胡椒的味道解析:树叶、黑烟(颗粒)都是由若干分子组成的固体微粒,它们的运动都不是分子运动,A、C两项错误,B、D两项正确.答案:BD基础达标1.布朗运动是说明分子热运动的重要实验事实,布朗运动是指()A.液体分子的运动B.悬浮在液体中的固体分子的运动C.液体分子与固体分子的共同运动D.悬浮在液体中的固体微粒的运动解析:布朗运动是固体微粒的无规则运动,不是液体分子的运动,但能反映液体分子的无规则运动,A、B、C三项错误,D 项正确.答案:D2.放在房间一端的香水,打开瓶塞后,位于房间另一端的人将()A.立即嗅到香昧,因为分子热运动速率很大,穿过房间所需要的时间极短B.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率不大,穿过房间需要一段时间C.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率虽大,但由于是无规则运动,且与空气分子不断碰撞,要嗅到足够多的香水分子必须经过一段时间D.过一会儿才能嗅到香味,因为分子热运动速率虽大,但必须有足够多的香水分子,才能引起嗅觉解析:属扩散现象,是由于两种不同物质分子运动引起的,B 项对.答案:B3.在长期放着煤的墙角处,地面和墙角有相当厚的一层染上黑色,这说明()A.分子是在不停地运动B.煤是由大量分子组成的C.分子间没有空隙D.分子运动有时会停止解析:煤分子不停地运动,进入地面和墙角,正确选项为A.答案:A4.A、B两杯水中均有微粒在做布朗运动,经显微镜观察后,发现A杯中微粒的布朗运动比B杯中微粒的布朗运动激烈,则下列判断中正确的是()A.A杯中的水温高于B杯中的水温B.A杯中的水温等于B杯中的水温C.A杯中的水温低于B杯中的水温D.条件不足,无法判断两杯水温的高低解析:布朗运动的激烈程度跟液体的温度和微粒的大小两个因素都有关,因此根据布朗运动的激烈程度不能判断哪杯水的温度高,故D项对.答案:D5.(多选)关于布朗运动,下列说法不正确的是()A.布朗运动是微观粒子的运动,牛顿运动定律不再适用B.布朗运动是微粒内分子做无规则运动的反映C.强烈的阳光射入较暗的房间内,在光束中可以看到有浮在空气中的微尘不停地运动,这不是布朗运动D.因为布朗运动的剧烈程度跟温度有关,所以布朗运动也叫做热运动解析:布朗运动是固体小颗粒的运动,不是微观粒子的运动,牛顿运动定律仍然适用,A项错误;布朗运动反映了小颗粒周围液体(或气体)分子的无规则运动,并不反映小颗粒内分子的运动,B项错误;浮在空气中的微尘不停地运动是微尘周围的气体对流的结果,不是布朗运动,C项正确;热运动是大量分子的无规则运动,布朗运动不是热运动,D项错误.答案:ABD6.关于分子的热运动,以下叙述正确的是()A.布朗运动就是分子的热运动B.同种物质的分子的热运动激烈程度相同C.气体分子的热运动不一定比液体分子激烈D.物体运动的速度越大,其内部的分子热运动就越激烈解析:布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒做的无规则运动,由于小颗粒是由大量分子构成的,所以布朗运动不是分子的运动,故A项错误.同种物质的分子若温度不同,其热运动的剧烈程度也不同,故B项错误.温度是分子热运动激烈程度的反映,温度越高,分子热运动越激烈,与物体运动的速度无关,由于气体和液体的温度高低不确定,所以气体分子的热运动不一定比液体分子激烈,故C项正确,D项错误.答案:C7.(多选)观察不到悬浮在液体中的微粒做布朗运动,是由于()A.液体分子不一定与微粒相撞B.各个方向的液体分子对微粒的撞击力相互平衡C.微粒的质量大,运动状态不易改变D.微粒分子本身的热运动缓慢解析:悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间跟它相撞击的分子越多,撞击作用的不平衡性就表现得越不明显,可以认为撞击作用力互相平衡,因此布朗运动不明显,甚至观察不到.悬浮微粒质量越大,在相同力的作用下,速度越不容易改变,布朗运动越不明显,B、C两项正确.答案:BC8.关于布朗运动,下列说法正确的是()A.布朗运动就是分子运动,布朗运动停止了,分子运动也会暂时停止B.微粒做布朗运动,充分说明了微粒内部的分子不停地做无规则运动C.布朗运动的无规则性,说明了液体分子的运动也是无规则的D.布朗运动的无规则性,是由于外界条件不断变化引起的解析:布朗运动是指悬浮在液体(或气体)中的微粒的运动,它不是指分子的运动,布朗运动的无规则性是液体或气体分子对微粒的撞击引起的,不是微粒内部的分子无规则运动引起的.布朗运动间接反映了液体(或气体)分子运动的无规则性.布朗运动的无规则性,是由液体(或气体)分子的无规则运动决定的,并不是由外界条件变化引起的,因此只有C项正确.答案:C9.在显微镜下观察稀释了的碳素墨水,将会看到()A.水分子的运动情况B.碳分子的运动情况C.水分子对炭粒的作用D.炭粒的无规则运动解析:布朗运动不是做布朗运动的固体分子的热运动,也不是悬浮固体颗粒的液体分子的热运动,但布朗运动间接地反映了液体分子的热运动.在显微镜下观察到的布朗运动是大量分子的集合体——炭粒的无规则运动,而不是水分子和碳分子的运动.答案:D10.(多选)墨滴入水,扩散开来,慢慢混匀.关于该现象的分析正确的是()A.混合均匀主要是由于炭粒受重力作用B.混合均匀的过程中,水分子和炭粒都做无规则运动C.使用炭粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行得更迅速D.墨汁的扩散运动是由于炭粒和水分子发生化学反应引起的解析:混合均匀根本原因是分子的无规则热运动,而不是受重力的影响,A项错误;水分子永不停息的热运动,水中的小炭粒是布朗运动,它们都是无规则的运动,B项正确;由于布朗运动的剧烈程度与颗粒的大小和温度有关,使用炭粒更小的墨汁,布朗运动会更明显,C项正确;扩散现象中没有新的物质生成,不是化学反应,D项错误.答案:BC11.(多选)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解析:温度越高,分子运动越剧烈,扩散进行得越快,A项正确;扩散现象是不同物质相互进入到间隙中,不是化学反应,B 项错;扩散现象说明分子是无规则运动的,C项正确;扩散现象在气体、液体和固体中都能发生,D项正确;液体中的扩散现象与对流没有关系,E项错.答案:ACD12.(多选)下列关于布朗运动、扩散现象和对流的说法正确的是()A.三种现象在月球表面都能进行B.三种现象在宇宙飞船里都能进行C.布朗运动、扩散现象在月球表面能够进行,而对流则不能进行D.布朗运动、扩散现象在宇宙飞船里能够进行,而对流则不能进行解析:布朗运动和扩散现象都是分子无规则热运动的结果,而对流需要在重力作用的条件下才能进行.由于布朗运动、扩散现象是由分子热运动而形成的,所以二者在月球表面、宇宙飞船里均能进行,由于月球表面仍有重力存在,宇宙飞船里的微粒处于完全失重状态,故对流可在月球表面进行而不能在宇宙飞船内进行,故选A、D两项.答案:AD能力达标13.[2019·山西模拟](多选)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动.从A点开始,他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D等这些点,把这些点连线形成如图所示折线图,则关于该粉笔末的运动,下列说法正确的是() A.该折线图是粉笔末的运动轨迹B.粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C.经过B点后10 s,粉笔末应该在BC的中点处D.粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度E.若改变水的温度,再记录一张图,则仅从图上不能确定记录哪一张图时的温度高解析:该折线图不是粉笔末的实际运动轨迹,任意两点之间的运动也是无规则的,A项错误;粉笔末受到水分子的碰撞,做无规则运动,所以粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动,B项正确;由于热运动的无规则性,所以经过B点后10 s,不能确定粉笔末在哪个位置,C项错误;任意两点之间的时间间隔是相等的,所以位移间隔越大,平均速度就越大,故粉笔末由B 到C的平均速度小于由C到D的平均速度,D项正确;由于运动的无规则性,所以我们无法仅从图上就确定哪一张图的温度高,E 项正确.答案:BDE14.[2019·西安中学模拟]雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述,是特定气候条件与人类活动相互作用的结果.雾霾中,各种悬浮颗粒物形状不规则,但可视为密度相同、直径不同的球体,并用PM10、PM2.5分别表示球体直径小于或等于10 μm、2.5 μm的颗粒物(PM是颗粒物的英文缩写).某科研机构对北京地区的检测结果表明,在静稳的雾霾天气中,近地面高度百米的范围内,PM10的浓度随高度的增加略有减小,大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小,且两种浓度分布基本不随时间变化.据此材料,以下叙述正确的是() A.PM10表示直径小于或等于1.0×10-6 m的悬浮颗粒物B.PM10受到的空气分子作用力的合力始终大于其受到的重力C.PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D.PM2.5浓度随高度的增加逐渐增大解析:PM10表示直径小于或等于1.0×10-5 m的悬浮颗粒物,选项A错误;PM10的运动是由于气体分子频繁撞击的不平衡造成的,由于气体分子撞击的无规律性,导致颗粒运动无规律,撞击的合力与重力的大小无关系,可能大于重力也可能小于重力,选项B错误;PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动,选项C正确;题中没有说明PM2.5的浓度变化情况,选项D错误.答案:C。
高中物理选修3-3 知识点梳理和总结
选修3-3 热学一、分子动理论1.物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径:数量级是10-10m ; ②分子质量:数量级是10-26kg ;③测量方法:油膜法.(2)阿伏加德罗常数:1 mol 任何物质所含有的粒子数,N A =6.02×1023 mol -1. (3)微观量:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(4)宏观量:物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. (5)关系:①分子的质量:m 0=M N A =ρV mN A②分子的体积:V 0=V m N A =MρN A③物体所含的分子数:N =V V m ·N A =m ρV m ·N A 或N =m M ·N A =ρV M·N A (6)两种模型:①球体模型直径为:d =36V 0π②立方体模型边长为:d =3V 02.分子热运动:一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动.(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:①定义:悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的永不停息地无规则运动. ②实质:布朗运动反映了液体分子的无规则运动.③决定因素:颗粒越小,运动越明显;温度越高,运动越剧烈. (3)气体分子运动速率的统计分布:①同一温度下,大多数分子具有中等的速率;随温度升高,占总数比例最大的那些分子速率增大.②气体分子运动速率的“三个特点”某个分子的运动是无规则的,但大量分子的运动速率呈现统计规律,如图所示:横轴表示分子速率,纵轴表示各速率的分子数占总分子数的百分比,图像有三个特点:(1)“中间多,两头少”:同一温度下,特大或特小速率的分子数比例都较小,大多数分子具有中等的速率.(2)“图像向右偏移”:速率小的分子数减少,速率大的分子数增加,分子的平均速率将增大,但速率分布规律不变.(3)“面积不变”:图线与横轴所围面积都等于1,不随温度改变.二、内能1.分子动能(1)分子动能:分子热运动所具有的动能;(2)分子平均动能:所有分子动能的平均值.温度是分子平均动能的标志.2.分子势能:由分子间相对位置决定的能,在宏观上分子势能与物体体积有关,在微观上与分子间的距离有关.3.物体的内能(1)内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.(2)决定因素:温度、体积和物质的量.4.分子力(1)分子间同时存在引力和斥力,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,但总是斥力变化得较快.(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力曲线与分子势能曲线:分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p=0):(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系①当r>r0时,分子力为引力,当r增大时,分子力做负功,分子势能增加.②)当r<r0时,分子力为斥力,当r减小时,分子力做负功,分子势能增加.③当r=r0时,分子势能最小.5.内能和热量的比较6.分析物体的内能问题应当明确以下四点(1)内能是对物体的大量分子而言的,不存在某个分子内能的说法.(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数,还与物态有关系.(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能.(4)温度是分子平均动能的标志,温度相同的任何物体,分子的平均动能相同.三、温度1.温度的意义(1)宏观上,温度表示物体的冷热程度.(2)微观上,温度是分子平均动能的标志.2.两种温标(1)摄氏温标t:单位℃,把1个标准大气压下,水的冰点作为0 ℃,沸点为100 ℃.(2)热力学温标T:单位K,把-273.15 ℃作为0 K.0 K是绝对零度,低温极限,只能接近不能达到,所以热力学温度无负值.(3)两种温标的关系:T=273.15+t ΔT=Δt第二节固体、液体和气体一、固体1.分类:固体分为晶体和非晶体两类.晶体分单晶体和多晶体.2.晶体与非晶体的比较3.判断晶体与非晶体的“五个要点”(1)只要具有确定熔点的物质必定是晶体,否则为非晶体.(2)只要具有各向异性的物质必定是单晶体,否则为多晶体或非晶体.(3)单晶体只是在某一种物理性质上表现出各向异性.(4)同一物质可能成为不同的晶体或非晶体.(5)晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化.二、液体1.液体的表面张力(1)产生原因:表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子力表现为引力.(2)作用效果:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小.(3)作用方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直.(4)影响因素:液体的密度越大,表面张力越大;温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小.2.液晶的物理性质(1)具有液体的流动性.(2)具有晶体的光学各向异性.(3)从某个方向上看其分子排列比较整齐,但从另一方向看,分子的排列是杂乱无章的.(4)液晶的特点:液晶既不是液体也不是晶体.液晶既有液体的流动性,又有晶体的物理性质各向异性.三、饱和汽湿度1.饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽.(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽.2.饱和汽压(1)定义:饱和汽所具有的压强.(2)特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关.3.湿度(1)绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强.(2)相对湿度:空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比.(3)相对湿度公式相对湿度=水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压⎝⎛⎭⎫B =p p s ×100%(4)对相对湿度的理解人对空气湿度的感觉是由相对湿度决定的.当绝对湿度相同时,温度越高,离饱和状态越远,体表水分越容易蒸发,感觉越干燥;气温越低,越接近饱和状态,感觉越潮湿.第三讲 气体一、气体压强的产生与计算1.产生的原因:由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁,形成对器壁各处均匀、持续的压力,作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强.2.决定因素(1)宏观上:决定于气体的温度和体积.(2)微观上:决定于分子的平均动能和分子的密集程度. 3.压强单位:国际单位,帕斯卡(P a )常用单位:标准大气压(a tm );厘米汞柱(cmHg ).换算关系:1a tm =76cmHg≈1.0×105 Pa . 4.平衡状态下气体压强的求法(1)液片法:选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程,消去面积,得到液片两侧压强相等方程,求得气体的压强.(2)力平衡法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析,得到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强.(3)等压面法:在连通器中,同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等.5.加速运动系统中封闭气体压强的求法:选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象,进行受力分析,利用牛顿第二定律列方程求解. 二、理想气体状态方程1.理想气体(1)宏观上讲,理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体.实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下,可视为理想气体.(2)微观上讲,理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力(因此不计分子势能),分子本身没有体积,即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间.2.理想气体的状态方程(1)内容:一定质量的某种理想气体发生状态变化时,压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变. (2)公式:p 1V 1T 1=p 2V 2T 2或pV T =C (C 是与p 、V 、T 无关的常量)3.理想气体状态方程与气体实验定律的关系p 1V 1T 1=p 2V 2T 2⎩⎪⎨⎪⎧温度不变:p 1V 1=p 2V 2(玻意耳定律)体积不变:p 1T 1=p 2T 2(查理定律)压强不变:V 1T 1=V 2T2( 盖—吕萨克定律)4.几个重要的推论(1)查理定律的推论:Δp =p 1T 1ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论:ΔV =V 1T 1ΔT(3)理想气体状态方程的推论:p 0V 0T 0=p 1V 1T 1+p 2V 2T 2+……(理想气体状态方程的分态公式)5.体状态变化的图象问题第三节 热力学定律与能量守恒一、热力学第一定律和能量守恒定律 1.改变物体内能的两种方式(1)做功; (2)热传递. 2.热力学第一定律(1)内容:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和. (2)表达式:ΔU =Q +W 3.对公式ΔU =Q +W 符号的规定4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的,则Q =0,W =ΔU ,外界对物体做的功等于物体内能的增加量. (2)若过程中不做功,即W =0,则Q =ΔU ,物体吸收的热量等于物体内能的增加量.(3)若过程的始末状态物体的内能不变,即ΔU =0,则W +Q =0或W =-Q .外界对物体做的功等于物体放出的热量.(4)气体压力做功:体积变化量V P W∆=:做功与热传递在改变内能的效果上是相同的,但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的:做功是其他形式的运动和热运动的转化,是其他形式的能与内能之间的转化;而热传递则是热运动的转移,是内能的转移.5.能的转化和守恒定律(1)内容: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,能量的总量保持不变.(2)第一类永动机:违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机.它是不可能制成的.二、热力学第二定律1.常见的两种表述(1)克劳修斯表述:热量不能自发地从低温物体传到高温物体.(2)开尔文表述:不可能从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不产生其他影响.2.第二类永动机:违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机.这类永动机不违背能量守恒定律,但它违背了热力学第二定律,也是不可能制成的.3.在热力学第二定律的表述中,“自发地”“不产生其他影响”的涵义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性,不需要借助外界提供能量的帮助.(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成,对周围环境不产生热力学方面的影响.如吸热、放热、做功等.4.热力学第二定律的实质:热力学第二定律的每一种表述,都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性,进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.:热量不可能自发地从低温物体传到高温物体,但在有外界影响的条件下,热量可以从低温物体传到高温物体,如电冰箱;在引起其他变化的条件下内能也可以全部转化为机械能,如气体的等温膨胀过程.5.两类永动机的比较1.下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中,正确的是()A.扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B.扩散现象与布朗运动没有本质的区别C.扩散现象突出说明了物质的迁移规律,布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D.扩散现象和布朗运动都与温度有关E.布朗运动是扩散的形成原因,扩散是布朗运动的宏观表现[解析]扩散现象与布朗运动都能说明分子做永不停息的无规则运动,故A正确;扩散是物质分子的迁移,布朗运动是宏观颗粒的运动,是两种完全不同的运动,故B错误;两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律,则C正确;两种运动随温度的升高而加剧,所以都与温度有关,D正确;布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动,两者之间不具有因果关系,故E错误.[答案]ACD2.分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生,并随着分子间距的变化而变化,则下列说法正确的是()A.分子间引力随分子间距的增大而减小B.分子间斥力随分子间距的减小而增大C.分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D.当r<r0时,分子间作用力随分子间距的减小而增大E.当r>r0时,分子间作用力随分子间距的增大而减小[解析]分子力和分子间距离的关系图象如图所示,根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小,分子间斥力随分子间距的减小而增大,A、B正确;当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大,故D 正确;当r>r0时,分子力随分子间距的增大先增大后减小,故E错误.[答案]ABD3.两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近.在此过程中,下列说法正确的是()A.分子力先增大,后一直减小B.分子力先做正功,后做负功C.分子动能先增大,后减小D.分子势能先增大,后减小E.分子势能和动能之和不变[解析]分子力F与分子间距r的关系是:当r<r0时F为斥力;当r=r0时,F=0;当r>r0时F为引力.综上可知,当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小又变大,A项错误;分子力为引力时做正功,分子势能减小,分子力为斥力时做负功,分子势能增大,故B项正确、D项错误;因仅有分子力作用,故只有分子动能与分子势能之间发生转化,即分子势能减小时分子动能增大,分子势能增大时分子动能减小,其总和不变,C、E项均正确.[答案]BCE4.下列说法正确的是()A.内能不同的物体,温度可能相同B.温度低的物体内能一定小C.同温度、同质量的氢气和氧气,氢气的分子动能大D.一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气,其分子之间的势能增加E.物体机械能增大时,其内能一定增大[解析]物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的,内能不同,物体的温度可能相同,故A正确;温度低的物体,分子平均动能小,但分子数可能很多,故B错误;同温度、同质量的氢气与氧气分子平均动能相等,但氢气分子数多,故总分子动能氢气的大,故C正确;当分子平均距离r≥r0,物体膨胀时分子势能增大,故D正确;机械能增大,若物体的温度、体积不变,内能则不变,故E错误.[答案]ACD5.下列说法正确的是()A.内能大的物体含有的热量多B.温度高的物体含有的热量多C.水结成冰的过程中,放出热量,内能减小D.物体放热,温度不一定降低E.物体放热,内能不一定减小[解析]热量是过程量,故A、B错误;水结成冰,分子动能不变,分子势能减小,即内能减小,放出热量,故C正确;晶体凝固时,放出热量,温度不变,故D正确;改变物体的内能有做功和热传递两种方式,故E正确.[答案]CDE6.(2015·高考全国卷℃)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,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体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[解析]将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒仍是晶体,故选项A错误.单晶体具有各向异性,有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同,故选项B正确.例如金刚石和石墨由同种元素构成,但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,故选项C正确.晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化.如天然水晶是晶体,熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体,也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体,故选项D正确.熔化过程中,晶体的温度不变,但内能改变,故选项E错误.[答案]BCD7.下列说法不正确的是()A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上.这是由于水表面存在表面张力的缘故B .在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体内分子间有相互吸引力C .将玻璃管道裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故D .漂浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故E .当两薄玻璃板间夹有一层水膜时,在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开.这是由于水膜具有表面张力的缘故[解析] 水的表面张力托起针,A 正确;B 、D 两项也是表面张力原因,故B 、D 均错误,C 项正确;在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用,E 错误.[答案]BDE8.(2014·高考福建卷)如图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象,它由状态A 经等容过程到状态B ,再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ,则下列关系式中正确的是( )A .T A <TB ,T B <T CB .T A >T B ,T B =TC C .T A >T B ,T B <T CD .T A =T B ,T B >T C[解析] 根据理想气体状态方程pV T=k 可知,从A 到B ,温度降低,故A 、D 错误;从B 到C ,温度升高,故B 错误、C 正确.[答案]C9.一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a →b 、b →c 、c →d 、d →a 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 .a →b 过程中不断增加B .b →c 过程中保持不变C .c →d 过程中不断增加D .d →a 过程中保持不变E .d →a 过程中不断增大[解析] 由题图可知a →b 温度不变,压强减小,所以体积增大,b →c 是等容变化,体积不变,因此A 、B 正确;c →d 体积不断减小,d →a 体积不断增大,故C 、D 错误,E 正确.[答案]ABE10.如图,一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ,在此过程中,其压强( )A .逐渐增大B .逐渐增小C .始终不变D .先增大后减小[解析] 法一:由题图可知,气体从状态a 变到状态b ,体积逐渐减小,温度逐渐升高,由pV T=C 可知,压强逐渐增大,故A 正确.法二:由pV T =C 得:V =C p T ,从a 到b ,ab 段上各点与O 点连线的斜率逐渐减小,即1p逐渐减小,p 逐渐增大,故A 正确.[答案]A11.关于热力学定律,下列说法正确的是( )A .为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量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E .功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程[解析] 内能的改变可以通过做功或热传递进行,故A 正确;对某物体做功,物体的内能不一定增加,B 错误;在引起其他变化的情况下,可以从单一热源吸收热量,将其全部变为功,C 正确;在有外界影响的情况下,可以使热量从低温物体传向高温物体,D 错误;涉及热现象的宏观过程都具有方向性,故E 正确.[答案]ACE热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒,热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现.1.高温物体热量Q 能自发传给热量Q 不能自发传给低温物体2.功能自发地完全转化为不能自发地完全转化为热量3.气体体积V 1能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积V 2(较大)4.不同气体A 和B 能自发混合成不能自发分离成混合气体AB12.根据你学过的热学中的有关知识,判断下列说法中正确的是( )A .机械能可以全部转化为内能,内能也可以全部用来做功转化成机械能B .凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量只能从高温物体传递给低温物体,而不能从低温物体传递给高温物体C .尽管技术不断进步,热机的效率仍不能达到100%D .制冷机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量E .第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,随着科技的进步和发展,第二类永动机可以制造出来解析:选ACD.机械能可以全部转化为内能,而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能,A正确;凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性,在热传递中,热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,也能从低温物体传递给高温物体,但必须借助外界的帮助,B错误;尽管科技不断进步,热机的效率仍不能达到100%,C正确;由能量守恒知,制冷过程中,从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量,故D正确;第一类永动机违背能量守恒定律,第二类永动机不违背能量守恒定律,而是违背了热力学第二定律,第二类永动机不可能制造出来,E错误.。
最新人教版高中物理选修3-3:7.4温度和温标 知识点总结及课时练习
4温度和温标记一记温度和温标知识体系一个比较——平衡态与热平衡一个定律——热平衡定律一个关系——摄氏温标与热力学温标的关系T=t+273.15 K三个理解——温度、平衡态、热平衡辨一辨1.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态.(×)2.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,这两个系统原来的温度是相等的.(√)3.处于热平衡的两个系统的温度一定相等.(√)4.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 K.(√)5.摄氏温度与热力学温度都可能取负值.(×)想一想1.平衡态就是热平衡吗?提示:不是,平衡态是一个系统所处的状态,该状态下系统的状态参量如温度、压强等不再发生变化,热平衡是两个系统达到了相同的温度.2.达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度吗?提示:不正确,温度是反映分子做无规律运动的剧烈程度,是大量分子热运动的集体表现,对单个分子来说温度没有意义,并非达到热平衡状态的物体每个分子都具有相同的温度.思考感悟:练一练1.两个温度不同的物体相互接触,达到热平衡后,它们具有相同的物理量是()A.质量B.密度C.温度D.重力解析:由热平衡的定义可知,C项正确.答案:C2.(多选)下列有关温度的说法正确的是()A.用摄氏温度和热力学温标表示温度是两种不同的表示方法B.用两种温度表示温度的变化时,两者的数值相等C.1 K就是1 ℃D.当温度变化1 ℃时,也可以说成温度变化274 K解析:温标是用来定量描述温度的方法,常用的温标有摄氏温标和热力学温标,两种温标表示同一温度时,数值不同,但在表示同一温度变化时,数值是相同的.若物体的温度升高1 K,也可以说物体的温度升高1 ℃,但在表示物体的温度时,物体的温度为1 K,而不能说成物体的温度为1 ℃.答案:AB3.关于温度和测量温度的依据,下列说法不正确的是() A.温度宏观上反映物体的冷热程度,我们感觉冷的物体温度低B.当A、B两物体分别与C物体达到热平衡时,则A物体与B物体之间也处于热平衡状态C.当甲、乙两物体达到热平衡时,甲、乙两物体的温度相同D.热平衡是利用温度计测量温度的依据解析:温度宏观上反映物体的冷热程度,但并不是感觉冷的物体温度就低,人体感受的物体冷热程度,一方面取决于被感受的物体的温度,另一方面还与被感受物体单位时间内吸收或放出的热量的多少有关,A项错误;由热平衡定律知道,B项正确;只要两个系统温度相同且不再发生变化,它们就处于热平衡状态,所以C、D两项正确.答案:A4.(多选)关于平衡态和热平衡,下列说法中正确的是() A.只要温度不变且处处相等,系统就一定处于平衡态B.两个系统在接触时它们的状态不发生变化,说明这两个系统原来的温度是相等的C.热平衡就是平衡态D.处于热平衡的几个系统的温度一定相等解析:一般来说,描述系统状态的参量不止一个,仅仅根据温度不变且处处相等,不能得出系统一定处于平衡态的结论,A 项错误;根据热平衡的定义可知B、D两项是正确的;平衡态是针对某一系统而言的,热平衡是两个系统相互影响的最终结果,可见C项错误.答案:BD要点一热力学温标与摄氏温标的关系1.下列关于热力学温度的说法中,不正确的是()A.热力学温度的零度是-273.15 ℃B.热力学温度的每一度的大小和摄氏温度每一度的大小是相同的C.绝对零度是低温的极限,永远达不到D.1 ℃就是1 K解析:由T=t+273.15 K可知选项A、B说法正确;绝对零度只能无限接近,不能达到,C项说法正确;表示变化量时,改变1 ℃就是改变1 K,但是表示温度时,1 ℃与1 K不同,D项说法错误,故选D.答案:D2.(多选)关于热力学温度,下列说法中正确的是()A.-33 ℃与240 K表示同一温度B.温度变化1 ℃,也就是温度变化1 KC.摄氏温度与热力学温度都可能取负值D.温度由t℃升至2t℃,对应的热力学温度升高了273 K+t解析:本题主要考查热力学温度与摄氏温度的关系:T=273 K +t.由此可知-33 ℃与240 K表示同一温度,A、B两项正确;热力学温度初态为273 K+t,末态为273 K+2t,温度变化t K,故D项错误;对于摄氏温度可取负值的范围为-273 ℃至0 ℃,因绝对零度达不到,故热力学温度不可能取负值,故C项错误.答案:AB3.严冬,湖面上结了厚厚的冰,但冰下面鱼儿仍在游动.为了测出冰下水的温度,某同学在冰上打了一个洞,拿来一支实验室温度计,用下列四种方法测水温,其中正确的是() A.用线将温度计拴牢从洞中放入水里,待较长时间后从水中提出,读出示数B.取一塑料饮水瓶,将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后取出,再用温度计测瓶中水的温度C.取一塑料饮水瓶,将温度计悬吊在瓶中,再将瓶拴住从洞中放入水里,水灌满瓶后待较长时间,然后将瓶提出,立即从瓶外观察温度计的示数D.手拿温度计,从洞中将温度计插入水中,可待较长时间后读出示数解析:要测量冰下水的温度,必须使温度计与冰下的水达到热平衡,再读出温度计的示数,可隔着冰又没法直接读数,把温度计取出来,显示的又不是原平衡态下的温度,所以A、D两项不正确,B项做法也失去了原来的热平衡,水瓶提出后,再用温度计测,这时周围空气也参与了热交换,测出的温度不再是冰下水的温度了.只有C项正确.答案:C4.下图是四种测液体温度的方法,其中正确的是()解析:用温度计测量液体温度时,温度计必须置于液体中,而且不能与器壁接触,只有D项正确.答案:D要点二对温度、平衡态、热平衡的理解5.(多选)关于热平衡定律的理解正确的是()A.两系统的温度相同时,才能达到热平衡B.A、B两系统分别与C系统达到热平衡,则A、B两系统热平衡C.甲、乙、丙物体温度不相等,先把甲、乙接触,最终达到热平衡,再将丙与乙接触最终也达到热平衡,则甲、丙也处于热平衡D.热平衡时,两系统的温度相同,压强、体积也一定相同解析:两个系统热平衡的标志是它们温度相同,但压强、体积不一定相同,故A、B两项正确,C、D两项错误.答案:AB6.[2019·榆林高二检测](多选)下列物体中处于平衡态的是()A.冰水混合物处在1 ℃的环境中B.将一铝块放入沸水中加热较长的时间C.冬天刚打开空调的教室内的气体D.用玻璃杯盛着的开水放在室内足够长时间解析:冰水混合物在1 ℃的环境中要吸收热量,温度升高,不是平衡态,A项错误;当铝块放在沸水中足够长的时间,铝块各部分的温度与沸水的温度相同,达到平衡态,B项正确;同理可知D项也正确;冬天刚打开空调的教室内的气体各部分温度不同,不是平衡态,C项错误.答案:BD7.有关热平衡的说法正确的是()A.如果两个系统在某时刻处于热平衡状态,则这两个系统永远处于热平衡状态B.热平衡定律只能研究三个系统的问题C.如果两个系统彼此接触而不发生状态参量的变化,这两个系统又不受外界影响,那么这两个系统一定处于热平衡状态D.两个处于热平衡状态的系统,温度可以有微小的差别解析:本题考查的知识点是热平衡.处于热平衡状态的系统,如果受到外界的影响,状态参量会随之变化,温度也会变化,故A项错误;热平衡定律对多个系统也适用,故B项错误;由热平衡的意义知,C项正确;温度是热平衡的标志,必须相同,故D 项错误.答案:C8.两个处于热平衡状态的系统,由于受外界影响,状态参量发生了变化,则关于它们后来是否能处于热平衡的说法中正确的是()A.不能B.一定能C.要看它们后来的温度是否相同D.取决于除温度外的其他状态参量是否相同解析:由热平衡定律可知,只要两个系统的温度相同,两个系统就处于热平衡状态,而与其他状态参量是否相同无关.答案:C基础达标1.(多选)在热学中,要描述一定质量气体的宏观状态,需要确定下列哪些物理量()A.每个气体分子的运动速率B.压强C.体积D.温度解析:描述系统的宏观状态,其参量是宏观量,每个气体分子的运动速率是微观量,不是气体的宏观状态参量.气体的压强、体积、温度分别是从力学、几何、热学三个角度对气体的性质进行的宏观描述,是确定气体宏观状态的三个状态参量.故B、C、D三项正确.答案:BCD2.(多选)下列关于温标的说法正确的是()A.温标不同,测量时得到的同一系统温度的数值可能是不同的B.不同温标表示的温度数值不同,则说明温度不同C.温标的规定都是人为的,没有什么理论依据D.热力学温标是从理论上规定的解析:根据热量的传播特性可知,热量总是从高温物体传到低温物体,或从物体的高温部分传递到低温部分,因此热量传播方向的决定因素是温度,故D项正确,A、B、C三项错误.答案:D3.(多选)热力学系统的平衡态的特点是()A.定态平衡B.动态平衡C.分子已经不动D.分子仍做无规则运动解析:热平衡是一种动态平衡,是大量分子运动的平均效果,处于热平衡的系统,分子仍在做无规则运动.答案:BD4.如果一个系统达到了平衡态,那么这个系统各处的() A.温度、压强、体积都必须达到稳定的状态不再变化B.温度一定达到了某一稳定值,但压强和体积仍是可以变化的C.温度一定达到了某一稳定值,并且分子不再运动,达到了“凝固”状态D.温度、压强就会变得一样,但体积仍可变化解析:如果一个系统达到了平衡态,系统内各部分的状态参量如温度、压强和体积等不再随时间发生变化,温度达到稳定值,分子仍然是运动的,不可能达到所谓的“凝固”状态.故A项正确,B、C、D三项错误.答案:A5.关于温度与温标,下列说法正确的是()A.温度与温标是一回事,所以热力学温标也称为热力学温度B.摄氏温度与热力学温度都可以取负值C.摄氏温度升高3 ℃,在热力学温标中温度升高276.15 KD.热力学温度每一度的大小与摄氏温度每一度的大小相等解析:温标是温度数值的表示方法,所以温度与温标是不同的概念,用热力学温标表示的温度称为热力学温度,A项错误;摄氏温度可以取负值,但是热力学温度不能取负值,因为热力学温度的零点是低温的极限,故B项错误;摄氏温度的每一度与热力学温度的每一度的大小相等,D项正确;摄氏温度升高3 ℃,也就是热力学温度升高了3 K,故C项错误.答案:D6.(多选)温度计所用测量温度的物质应具备的条件为() A.它必须是液体或气体B.它因冷热而改变的特性要有重复性C.它因冷热所产生的效应相当明显D.当它与其他物体接触后,能在短时间内达到热平衡解析:温度计所用测量温度的物质应该具有以下特性:因冷热而改变的特性要有重复性,因冷热所产生的效应相当明显,当它与其他物体接触后,能在短时间内达到热平衡.至于物质是固态还是液态则没有要求.故选B、C、D三项.答案:BCD7.(多选)下列叙述正确的是()A.若不断冷冻,物体的温度就会不断地下降B.温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量C.热力学零度是低温的下限D.任何物体,温度下降到某一点就不能再降了解析:热力学零度是低温的下限,永远不能达到,故A项错误,C、D项正确.温度是决定一个系统与另一个系统是否达到热平衡状态的物理量,故B项正确.答案:BCD8.小明自定一种新温标p,他将冰点与沸点之间的温度等分为200格,且将冰点的温度定为50 p,今小明测量一杯水的温度为150 p时,则该温度用摄氏温度表示时应为()A.30 ℃B.40 ℃C.50 ℃D.60 ℃解析:每格表示的摄氏度为100200℃=0.5 ℃,比冰点高出的温度为(150-50)×0.5 ℃=50 ℃,C项正确,A、B、D三项错误.答案:C9.在25 ℃左右的室内,将一支温度计从酒精中取出,观察它的示数变化情况是()A.上升B.下降C.不变D.先下降后上升解析:室温为25 ℃,温度计在酒精中的示数为25 ℃.将温度计拿出后,附着在温度计上的酒精挥发吸热,使温度计温度降低,挥发结束后,温度计和周围环境达到热平衡,示数再次恢复到25 ℃.答案:D10.荷兰人华伦海特引入了华氏温度,规定水凝固时的温度为32华氏度,标准大气压下水沸腾时的温度为212华氏度.中间分为180等份,每一等份代表1华氏度,今年1月份上海出现了近几年罕见的低温,最低温度接近-10摄氏度,换算成华氏温度为()A.14华氏度B.16华氏度C.18华氏度D.20华氏度解析:设摄氏温度为t时,对应的华氏温度为T,根据题述知,T=1.8t+32,将t=-10 ℃代入得T=14华氏度,故选A项.答案:A11.关于分别以摄氏温度及热力学温度为横、纵坐标所表示的t与T的关系图线说法错误的是()A.为直线B.通过第二象限C.纵截距小于横截距D.斜率为1解析:根据T=273.15 K+t可知t与T的关系图线是一条与纵坐标轴交点坐标为(0,273.15 K)、斜率是1的倾斜直线,故A、B、D三项正确,选C项.答案:C12.目前世界上最大的强子对撞机在法国和瑞士的边境建成并投入使用.加速器工作时,需要注入约1万吨液氮对电路进行冷却,冷却的最低温度可达到零下271摄氏度,则该温度用热力学温标可表示为()A.2 K B.271 KC.4 K D.0.1 K解析:由热力学温标与摄氏温标的关系式T=t+273 K和t=-271 ℃得T=2 K,故A项正确.答案:A能力达标13.(多选)伽利略在1593年制造了世界上第一个温度计——空气温度计,如图所示.一个细长颈的球形瓶倒插在装有红色液体的槽中,细管中的液面清晰可见,如果不考虑外界大气压的变化,就能根据液面的变化测出温度的变化,则()A .该温度计的测温物质是槽中的液体B .该温度计的测温物质是细管中的红色液体C .该温度计的测温物质是球形瓶中的空气D .该温度计是利用测温物质的热胀冷缩性质制成的解析:细管中的红色液体是用来显示球形瓶中空气的体积随温度变化情况的,测温物质是球形瓶中封闭的空气,该温度计是利用它的热胀冷缩的性质制成的,故A 、B 两项错误,C 、D 两项正确.答案:CD14.实验室有一支读数不准确的温度计.在测一标准大气压下冰水混合物的温度时,其读数为20 ℃;在测一标准大气压下沸水的温度时其读数为80 ℃.下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数,其中正确的是( )A .41 ℃、60 ℃B .21 ℃、40 ℃C .35 ℃、56 ℃D .35 ℃、36 ℃解析:此温度计1 ℃表示的实际温度为10080-20℃=53 ℃,当它的示数为41 ℃时,它的示数变化的格数为21格,对应的实际温度应为21×53 ℃=35 ℃;同理,当实际温度为60 ℃时,此温度计的示数应变化6053=36格,即它的示数应为(36+20) ℃=56 ℃,所以C 项正确.答案:C。
高中物理选修3知识点总结
高中物理选修3知识点总结第一章电磁场中的导电电荷1.1 导体中的电荷分布导体中的电荷主要集中在导体的表面,由于导体内部不存在电场,电荷会受到电场的作用而在导体表面分布。
1.2 静电平衡条件导体内部内电场强度为零,静电平衡条件下导体表面法向电场强度为零。
1.3 费朗霍夫定律费朗霍夫定律描述了导体内部电场强度为零的条件,即电荷的分布使导体内部电场强度为零。
1.4 导体内部电场强度为零的应用利用导体内部电场强度为零的特性,可以快速求出导体内部电荷分布的问题。
1.5 导体表面法向电场强度为零的应用导体表面法向电场强度为零的特性可以用来判断导体表面电场分布的规律。
第二章电磁感应2.1 感生电动势磁场的变化会在闭合电路中产生感生电动势,感生电动势的大小与磁场变化速率成正比。
2.2 楞次定律楞次定律描述了感生电动势的方向规律,即感生电动势的方向使得引起它的磁场变化受到抑制。
2.3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了感生电动势大小与磁场变化速率的关系,即感生电动势的大小与磁场的变化速率成正比。
2.4 自感与互感自感是指线圈或电路本身产生的感生电动势,互感是指两个线圈或电路之间相互感应产生的感生电动势。
2.5 感应电流感应电动势在闭合电路中会引起感应电流,根据洛恩兹力规律,感应电流的方向使得引起它的磁场变化受到抑制。
第三章交变电磁场3.1 交流电的产生交流电是指电压大小和方向以一定规律随时间变化的电流,交流电可以通过旋转磁铁或变压器的变压器原理产生。
3.2 交流电的特点交流电的电压和电流大小和方向周期性地交变,交流电的频率是指单位时间内交变的周期数。
3.3 交流电的有效值交流电的有效值是指相同功率的直流电和交流电通过相同电阻时的电压或电流大小。
3.4 交流电的表示交流电可以用正弦函数表示,交流电的方向及大小可以用相位角表示。
第四章交变电路分析4.1 交变电路的效果交变电路中,电阻,电感和电容对电压和电流的相位差以及功率产生影响。
高中物理3-3热学知识点归纳(全面、很好)
选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1. 物质是由大量分子组成的(1)分子体积分子体积很小,它的直径数量级是(2)分子质量分子质量很小,一般分子质量的数量级是 (3)阿伏伽德罗常数(宏观世界与微观世界的桥梁)1摩尔的任何物质含有的微粒数相同,这个数的测量值:设微观量为:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ;宏观量为:物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ. 分子质量: 分子体积:(对气体,V 0应为气体分子平均占据的空间大小)分子直径: 球体模型: V d N =3A )2(34π 303A 6=6=ππV N V d (固体、液体一般用此模型) 立方体模型:30=V d (气体一般用此模型)(对气体,d 理解为相邻分子间的平均距离) 分子的数量.A 1A 1A A N V V N V M N V N Mn ====ρμρμ2. 分子永不停息地做无规则热运动(1)分子永不停息做无规则热运动的实验事实:扩散现象和布郎运动。
(2)布朗运动布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动。
布朗运动不是分子本身的 运动,但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动。
(3)实验中画出的布朗运动路线的折线,不是微粒运动的真实轨迹。
因为图中的每一段折线,是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线,就是在这短短的30s 内,小颗粒的运动也是极不规则的。
(4)布朗运动产生的原因大量液体分子(或气体)永不停息地做无规则运动时,对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。
简言之:液体(或气体)分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。
(5)影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小,温度越高,固体微粒周围的液体分子运动越不规则,对微粒碰撞的不平衡性越强,布朗运动越激烈。
(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的,一般数量级在,这种微粒肉眼是看不到的,必须借助于显微镜。
高中物理选修三知识要点总结
高中物理选修三知识要点总结高中物理选修三知识一、电场1.库仑定律电荷力,万有引力引场力,好像是孪生兄弟,kQq与r平方比。
2.电荷周围有电场,F比q定义场强。
KQ比r2点电荷,U比d是匀强电场。
电场强度是矢量,正电荷受力定方向。
描绘电场用场线,疏密表示弱和强。
场能性质是电势,场线方向电势降。
场力做功是qU ,动能定理不能忘。
4.电场中有等势面,与它垂直画场线。
方向由高指向低,面密线密是特点。
二、恒定电流1.电荷定向移动时,电流等于q比 t。
自由电荷是内因,两端电压是条件。
正荷流向定方向,串电流表来计量。
电源外部正流负,从负到正经内部。
2.电阻定律三因素,温度不变才得出,控制变量来论述,r l比s 等电阻。
电流做功U I t ,电热I平方R t 。
电功率,W比t,电压乘电流也是。
3.基本电路联串并,分压分流要分明。
复杂电路动脑筋,等效电路是关键。
4.闭合电路部分路,外电路和内电路,遵循定律属欧姆。
路端电压内压降,和就等电动势,除于总阻电流是。
三、磁场1.磁体周围有磁场,N极受力定方向;电流周围有磁场,安培定则定方向。
2.F比I l是场强,φ等B S 磁通量,磁通密度φ比S,磁场强度之名异。
3.BIL安培力,相互垂直要注意。
4.洛仑兹力安培力,力往左甩别忘记。
四、电磁感应1.电磁感应磁生电,磁通变化是条件。
回路闭合有电流,回路断开是电源。
感应电动势大小,磁通变化率知晓。
2.楞次定律定方向,阻碍变化是关键。
导体切割磁感线,右手定则更方便。
3.楞次定律是抽象,真正理解从三方,阻碍磁通增和减,相对运动受反抗,自感电流想阻挡,能量守恒理应当。
楞次先看原磁场,感生磁场将何向,全看磁通增或减,安培定则知i 向。
物理选修三基础知识一、原子核的组成1、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。
2、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子,即中子。
查德威克经过研究,证明:用天α射线轰击铍时,会产生一种看不见的贯穿能力很强(10-20厘米的铅板)的不带电粒子,用其轰击石蜡时,竟能从石蜡中打出质子,此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。
高中物理选修3-3知识总结
高中物理选修3-3知识总结高中物理3-3知识点总结一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0 宏观量:物质体积V 、摩尔体积V A 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。
联系桥梁:阿伏加德罗常数(N A =6.02×1023mol -1)A V M V m ==ρ(1)分子质量:A A 0N V N M N m m A ρ=== (2)分子体积:A A 0N M N V N V V A ρ===(对气体,V 0应为气体分子占据的空间大小)(3)分子大小:(数量级10-10m)○1球体模型.30)2(34d N M N V V A A A πρ=== 直径306πV d =(固、液体一般用此模型)油膜法估测分子大小:SV d = S —单分子油膜的面积,V —滴到水中的纯油酸的体积○2立方体模型.30=V d (气体一般用此模型;对气体,d 应理解为相邻分子间的平均距离)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:A A N M V N M m nN N A ρ=== 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ===2、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.○1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.②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.③课本中所示的布朗运动路线,不是固体微粒运动的轨迹.④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①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②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10-10m)与10r0。
高中物理_选修3-3知识点(完整版)
选修3—3考点汇编一、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(2)1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=⨯(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) Ⅰ.球体模型直径d = 36V 0π.Ⅱ.立方体模型边长d =3V 0.②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量Ⅰ.微观量:分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.Ⅱ.宏观量:物体的体积V 、摩尔体积V m ,物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. a.分子质量:A mol N M m =0=AmolN V ρ b.分子体积:Amol N V v =0=M ρN A (气体分子除外) c.分子数量:A A A A mol mol mol molM v M v n N N N N M M V V ρρ==== 特别提醒:1、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。
分子的体积V 0=V mN A,仅适用于固体和液体,对气体不适用,仅估算了气体分子所占的空间。
2、对于气体分子,d =3V 0的值并非气体分子的大小,而是两个相邻的气体分子之间的平均距离. 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空隙,温度越高扩散越快。
可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间(2)布朗运动:它是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。
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。
颗粒越小,各个方向的撞击越不均匀。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
高中物理选修3-3知识点归纳
高中物理选修3-3知识点归纳选修3-3物理知识1、晶体与非晶体晶体:外观上有规则的几何外形,有确定的熔点,一些物理性质表现为各向异性。
非晶体:外观没有规则的几何外形,无确定的熔点,一些物理性质表现为各向同性。
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。
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)。
2、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)。
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,多晶体没有规则的几何外形,但同单晶体一样,仍有确定的熔点。
3、晶体的微观结构:固体内部,微粒的排列非常紧密,微粒之间的引力较大,绝大多数微粒只能在各自的平衡位置附近做小范围的无规则振动。
晶体内部,微粒按照一定的规律在空间周期性地排列(即晶体的点阵结构),不同方向上微粒的排列情况不同,正由于这个原因,晶体在不同方向上会表现出不同的物理性质(即晶体的各向异性)。
4、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。
(1)作用:液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。
(2)方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直。
(3)大小:液体的温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小;液体的密度越大,表面张力越大。
5、液晶分子排列有序,光学各向异性,可自由移动,位置无序,具有液体的流动性。
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。
6、饱和汽;湿度(1)饱和汽:与液体处于动态平衡的蒸汽.(2)未饱和汽:没有达到饱和状态的蒸汽.(3)饱和汽压①定义:饱和汽所具有的压强。
②特点:液体的饱和汽压与温度有关,温度越高,饱和汽压越大,且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
(4)湿度①定义:空气的干湿程度。
②描述湿度的物理量a.绝对湿度:空气中所含水蒸气的压强。
高中物理选修3-3知识点总结
高中物理选修3-3知识点总结一、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(2)1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=⨯(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:molAM m N =b.分子体积:molAV v N =c.分子数量:A A A A mol mol mol molM v M vn N N N N M M V V ρρ==== 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微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。
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,布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都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 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。
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0r 距离时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,0r 的数量级为1010-m ,相当于0r 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。
人教版高中物理选修3-3气体的等温变化知识点突破(解析版)
8.1 气体的等温变化学习目标1.了解玻意耳定律的内容、表达式及适用条件。
2.了解p-V图象的物理意义。
重点:1.掌握玻意耳定律的内容和公式。
2.理解气体等温变化的p-V图象的物理意义。
难点:1.理解气体等温变化的p-V图象的物理意义。
2.会用玻意耳定律计算有关的问题。
知识点一、等温变化1.气体的状态和状态参量:用以描述气体宏观性质的物理量,叫状态参量。
对于一定质量的某种气体来说,描述其宏观性质的物理量有温度、体积、压强三个。
(1)体积:指气体分子所能达到的空间,即气体所能充满的容器的容积。
(2)温度:从宏观角度看表示物体的冷热程度。
从微观角度看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(3)压强:垂直作用于容器壁单位面积上的压力。
单位:帕Pa。
2.气体的状态由状态参量决定,对一定质量的气体来说,当三个状态参量都不变时,我们就说气体的状态一定,否则气体的状态就发生了变化。
对于一定质量的气体,压强、温度、体积三个状态参量中只有一个量变而其他量不变是不可能的,起码其中的两个量变或三个量都发生变化。
3.等温变化:一定质量的气体,在温度不变的条件下其压强与体积变化时的关系。
【题1】下列过程可能发生的是A.气体的温度变化,但压强、体积保持不变B.气体的温度、压强保持不变,而体积发生变化C.气体的温度保持不变,而压强、体积发生变化D.气体的温度、压强、体积都发生变化【答案】CD【解析】p、V、T三个量中,可以两个量发生变化,一个量恒定;也可以三个量同时发生变化;一个量变化的情况是不存在的,故C、D选项正确。
【题2】(多选)一定质量的气体,在等温变化过程中,下列物理量中发生改变的有A.分子的平均速率B.单位体积内的分子数C.气体的压强D.分子总数【答案】BC【解析】温度不变,对于一定质量的气体,分子的平均动能不变,分子的平均速率也不会变;但体积和压强可以发生变化,故选B、C。
知识点二、实验:探究等温变化的规律1.实验器材:如图所示,有铁架台,带压力表的注射器、铁夹等。
物理选修3-3知识点
物理选修3-3知识点物理选修3-3通常指的是高中物理课程中的一个选修模块,这个模块主要涉及分子动理论、热力学定律、气体的性质、振动和波等知识点。
以下是物理选修3-3的主要内容概述:1. 分子动理论- 物质是由大量分子组成的,分子在不停地做无规则运动。
- 分子间的相互作用力包括引力和斥力。
- 温度是分子热运动平均动能的标志。
- 扩散现象表明分子在不停地做无规则运动。
2. 热力学定律- 第零定律:如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态,则这两个系统之间也处于热平衡状态。
- 第一定律:能量守恒定律在热力学中的表现形式,即系统的内能变化等于热量与做功的代数和。
- 第二定律:自然过程中熵总是增加的,或者不可能从单一热源吸热使之完全变为功,而不向其他热源排热。
3. 气体的性质- 理想气体状态方程:\( pV = nRT \),其中\( p \)是压强,\( V \)是体积,\( n \)是摩尔数,\( R \)是气体常数,\( T \)是温度。
- 气体压强的微观意义:大量分子对容器壁的频繁碰撞产生了压强。
- 气体分子的平均速率和根均方速率。
4. 振动和波- 简谐振动的特征和描述,包括位移、回复力、周期和频率。
- 阻尼振动、受迫振动和共振现象。
- 机械波的产生、传播和接收,包括横波和纵波。
- 波速、波长、频率和振幅的关系。
- 声波的特性,包括声速、响度、音调和音色。
5. 光学现象- 光的反射定律和折射定律。
- 平面镜、凹面镜和凸面镜的成像规律。
- 光的干涉、衍射和偏振现象。
- 光的粒子性和波动性,即波粒二象性。
6. 电磁学基础- 静电场的基本概念,包括电场强度、电势和电容。
- 直流电路的基本规律,如欧姆定律和基尔霍夫定律。
- 磁场的基本概念,包括安培力、洛伦兹力和磁通量。
- 电磁感应现象,包括法拉第电磁感应定律和楞次定律。
以上是物理选修3-3的主要知识点概述,每个知识点都需要通过实验、问题解决和理论学习来深入理解。
高中物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3 知识点汇总一、宏观量与微观量及相互关系微观量:分子体积V0、分子直径d 、分子质量宏观量:物体的体积V 、摩尔体积V m ,物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 1. 分子的大小:分子直径数量级:-1010m. 2.油膜法测分子直径:d =VS单分子油膜,V 是油滴的体积,S 是水面上形成的 单分子油膜 的面积.3. 宏观量与微观量及相互关系(1)分子数 N =nN A =mMN A4. 宏观量与微观量及相互关系 (2)分子质量的估算方法:每个分子的质量为:m 0=M N A(3)分子体积(所占空间)的估算方法:V 0=V m N A =M ρN A其中ρ是液体或固体的密度 (4)分子直径的估算方法:把固体、液体分子看成球形,则V 0=16πd 3.分子直径d =36V 0π ;把固体、液体分子看成立方体,则d =3V 0. 5. 气体分子微观量的估算方法(1)摩尔数n =V 22.4,V 为气体在标况下的体积.(标况是指0摄氏度、一个标准大气压的条件,V 的单位为升L ,如果 3m )注意:同质量的同一气体,在不同状态下的体积有很大差别,不像液体、固体体积差别不大,所以求气体分子间的距离应说明实际状态.二、分子的热运动1.扩散现象和布朗运动:扩散现象和布朗运动都说明分子做无规则运动.(1)扩散现象:不同物质相互接触时彼此进入对方的现象.温度越高,扩散越快. (2)布朗运动:a.定义:悬浮在液体中的 小颗粒 所做的无规则运动. b .特点 :永不停息;无规则运动;颗粒越小,运动越 剧烈 ;温度越高,运动越 剧烈 ;运动轨迹不确定;肉眼看不到. c .产生的原因:由各个方向的液体分子对微粒碰撞的不平衡引起的.d .布朗颗粒:布朗颗粒用肉眼直接看不到,但在显微镜下能看到,因此用肉眼看到的颗粒所做的运动不能叫做布朗运动.布朗颗粒大小约为10-6 m(包含约1021个分子),而分子直径约为10-10m .布朗颗粒的运动是分子热运动的间接反映。
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高中物理3-3知识点总结一、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m 0宏观量:物质体积V 、摩尔体积V A、物体质量m、摩尔质量M、物质密度ρ。
联系桥梁:阿伏加德罗常数(N A =6.02×1023mol -1) AV MV m ==ρ (1)分子质量:A A 0N V N M N m m A ρ===(2)分子体积:AA 0N MN V N V V A ρ=== (对气体,V 0应为气体分子占据的空间大小) (3)分子大小:(数量级10-10m)球体模型.30)2(34d N M N V V A A A πρ===直径306πV d =(固、液体一般用此模型) 油膜法估测分子大小:SVd =S —单分子油膜的面积,V —滴到水中的纯油酸的体积 错误!立方体模型.30=V d (气体一般用此模型;对气体,d应理解为相邻分子间的平均距离)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:A A N MVN M m nN N A ρ=== 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 2、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.错误!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.②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.③课本中所示的布朗运动路线,不是固体微粒运动的轨迹.④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①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②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10-10m)与10r0。
(ⅰ)当分子间距离为r0时,引力等于斥力,分子力为零。
(ⅱ)当分子间距r>r0时,引力大于斥力,分子力表现为引力。
当分子间距离由r0增大时,分子力先增大后减小(ⅲ)当分子间距r<r0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。
①温度是分子平均动能大小的标志。
②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关系(类比弹性势能)①当r>r0时,r增大,分子力为引力,分子力做负功分子势能增大。
x 0E Pr0②当r >r 0时,r 减小,分子力为斥力,分子力做负功分子势能增大。
③当r =r 0(平衡距离)时,分子势能最小(为负值) (4)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 P K E E N E +=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,与物体的宏观机械运动状态无关.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。
①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。
②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ΔU (2)数学表达式为:ΔU=W+Q (3)符号法则:(4)绝热过程Q=0,关键词“绝热材料”或“变化迅速”(5)对理想气体(不考虑分子间相互作用力,内能仅由温度和分子总数决定 ,与气体的体积无关。
) ①ΔU取决于温度变化,温度升高ΔU>0,温度降低ΔU<0②W取决于体积变化,v 增大时,气体对外做功,W<0;v 减小时,外界对气体做功,W>0;③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:①“自发地”过程就是在不受外来干扰的条件下进行的自然过程。
②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。
③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①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。
②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①热机是把内能转化为机械能的装置。
其原理是热机从高温热源吸收热量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)②由能量守恒定律可得:Q1=W+Q2③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η表示,即η=W / Q1④热机效率不可能达到100%(5)第二类永动机①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。
②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。
例如;扩散、气体向真空的膨胀、能量耗散。
(7)熵和熵增加原理①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。
②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。
③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①晶体内部的微粒排列有规则,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。
②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①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②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(1)表面张力──表面层(与气体接触的液体薄层)分子比较稀疏,r>r0,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.(2)浸润和不浸润现象:(3)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。
①管的内径越细,液体越高 ②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(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:①等温变化,玻意耳定律:PV=C ②等容变化,查理定律: P / T=C ③等压变化,盖—吕萨克定律:V/T=C 提示:①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)②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 ③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)理想气体状态方程对一定质量的理想气体,有112212p V p V T T =(或恒定=Tpv) nRT pV =(n 为摩尔数) (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:①气体分子的平均动能,从宏观上看由气体的温度决定②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:等温变化 T <T p VT 1T 2O等容变化 V <V pTV 1V 2O等压变化 p <pVTp 1p 2O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:①与温度有关,温度升高,饱和气压增大 ②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。