人教版（2019）选择性必修第三册物理主要背记知识点总结

选择性必修三第一章分子动理论知识点分子动理论的基本内容扩散现象：不同物资彼此进入对方的现象。固液气都能发生。温度越高，扩散现象越明显。分子热运动：分子在永不停息的做无规则运动。温度越高，运动越剧烈。布朗运动：悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动。间接的反映了水分子的无规则运动。布朗运动热运动不同点研究对象悬浮于流体中的微粒分子观察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则；②永不停息；③温度越高越激烈联系周围液体(气体)分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了分子的热运动分子力：分子间总是同时存在着引力和斥力，而实际表现出来的是分子引力和斥力的合力。分子间的引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快．用油膜法估测油酸分子的大小计算方法：；是一滴油酸溶液油酸体积。油膜的面积。实验步骤：（1）配溶液：1ml油酸配成500ml酒精油酸溶液；求一滴油酸溶液油酸体积：50滴刚好1ml。则ml；数格子的原则：不足半格舍掉，超过半格算一格。倒水，撒痱子粉；数格子的原则：不足半格舍掉，超过半格算一格。滴一滴油酸；盖板，画线；数格子，求油膜面积S：计算。实验误差：油膜为完全散开。测量直径偏大计录时，把50滴1ml记录成了60滴。测量直径偏小。数格子时把不足半格的都舍掉了。测量直径偏大。阿伏伽德罗常数（1mol物质的分子个数）单个分子质量；摩尔质量；总质量；总分子个数；物体密度；单个分子体积；摩尔体积；总体积；说明：对于气体,应该等于该分子所占的空间。气体分子所占空间看作立方体模型（为两气体分子间距离）。分子体积看成球模型：。分子运动分布规律：气体分子运动的特点：气体分子速率分布表现出“中间多、两头少”的分布规律．温度升高时，速率大的分子数目增加，速率小的分子数目减少，分子的平均速率增大。在图像上温度越高峰值往右移。图像围成的面积为1.；实现比虚线的温度高。温度高也有比温度低运动的慢的分子。气体压强的产生：大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。决定气体压强大小的因素：微观上：（1）气体分子的平均动能；温度越高，气体分子的平均动能越大；（2）气体分子的密集程度。在质量不变得情况下，体积越小，分子越密集。宏观上：（1）与温度有关：温度越高，气体压强越大。（2）与体积有关。在质量不变得情况下，体积越小，压强越大。分子动能：温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大。不同物质，温度相同，分子平均动能相同，但平均速度不同。分子势能：由分子间作用力做功决定，与分子间的距离有关。规定无穷远处分子势能为零。当时，随的减小而增加；当时，随的增加而增加；当时，最小，但不一定为零；物体的内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和。决定因素：分子数目、温度、体积、物体状态等；质量相等，0°C的水比0°C的冰内能大。质量不等，温度高的物体内能不一定大。第二章、气体液体固体知识点一、封闭气体压强的计算对汽缸、活塞中的压强一般用Pa为单位，玻璃管中水银柱的压强一般用CmHg为单位.气体的压力一定垂直于接触面.1.静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定(1)液体封闭的气体的压强①平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象，进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强．②液柱压强法：封闭气体的液柱产生压强．开口向上时，p＝p0＋ρgh；开口向下时，p＝p0－ρgh，如图所示．(2)固体(活塞或汽缸)封闭的气体的压强由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程，找出气体压强与其他各力的关系．2．加速状态封闭气体压强的求法(1)对于处在加速运动的容器中的气体，无论是被活塞还是液柱密封，都要把活塞或液柱作为研究对象，进行受力分析，画出分析图示．(2)根据牛顿第二定律列出方程．(3)结合相关数据解方程，求出封闭气体的压强．(4)根据实际情况进行讨论，得出结论．气体实验定律热力学温度与摄氏温度关系：K玻意耳定律查理定律盖—吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比表达式图像微观解释一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定．在这种情况下，体积减小时，分子的数密度增大，气体的压强就增大一定质量的气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变．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，使分子的数密度减小，才能保持压强不变气体实验定律图像定律名称比较项目玻意耳定律(等温变化)盖—吕萨克定律(等压变化)查理定律(等容变化)数学表达式p1V1＝p2V2或pV＝C(常数)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)或eq\f(V,T)＝C(常数)eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)或eq\f(p,T)＝C(常数)同一气体的两条图线T1<T2p1>p2V1>V2A→B压强增大；B→A→B压强增大；B→C压强增大；C→A压强减小。A→B压强不变；B→C压强减小；C→A压强增大。理想气体状态方程：；C与气体的质量和种类有关；例题：容积为V=20L的钢瓶内，贮有压强为P1=1.5×107Pa的氧气．打开钢瓶的阀门，让氧气分装到容积为V0=5L的氧气袋中(袋都是真空的)，充气后的氧气袋中氧气压强都是P2=1.0×106Pa，设充气过程不漏气，环境温度不变，则这瓶氧气最多可分装袋？解：设可分装n袋，取全部气体研究，据玻意耳定律有：p1V＝p2V＋np2V0,1.5×107Pa×20L＝1.0×106Pa×20L＋n×1.0×106Pa×5L，解得n＝56．固体分类比较项目晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则不规则熔点确定确定不确定物理性质各向异性各向同性各向同性原子排列有规则每个晶粒的排列无规则无规则转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。如天然水晶是晶体，熔化再凝固成的石英玻璃是非晶体典型物质石英、云母、明矾、食盐玻璃、橡胶1只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体.2只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体.3晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.4金属是多晶体，所以它是各向同性的.5物质的所有物理性质相同叫做各向同性，有一个物理性质不同，叫做各向异性。液体液体的表面张力1．表面层：液体跟气体的接触表面存在一个薄层叫作表面层．在液体内部，分子间平均距离略小于r0，分子间作用力表现为斥力．而在表面层内的分子距离略大于r0，因此分子间的作用表现为引力．表面张力能使液体表面收缩到最小面积，呈现球形。2．如果在液体表面任意画一条线，把液体表面分为两部分，直线两侧的液体存在着一对与直线垂直、大小相等、方向相反的作用力．这种力在液体表面层内各个方向上都存在，力的方向总是跟液面相切，且与分界面垂直，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。浸润和不浸润1．一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫作不浸润．2．一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系．水能浸润玻璃，但水不浸润蜡。3．液体放在玻璃管中，液面呈凹型为浸润，液面呈凸型为不浸润。4．毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象．细管越细，高度差越大。液晶液晶：液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质，分子取向排列的液晶具有光学各向异性．出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的温度范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围内具有液晶态．液晶的微观结构：构成液晶的分子为有机物分子，大多为棒状，其棒长多为棒直径的5倍以上．4．应用：广泛用于手机屏幕、平板电视等显示设备中．液晶的研究在生命科学中也有应用．例题：如图，上端开口的圆柱形汽缸竖直放置，截面积为5×10－3m2，一定质量的气体被质量为2.0kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为多少Pa(大气压强取1.01×105Pa，g取10m/s2)．若从初温27℃开始加热气体，使活塞离汽缸底部的高度由0.50m缓慢地变为0.51m，则此时气体的温度为多少℃.解析：活塞的受力情况如图，由平衡条件得，pS＝p0S＋mg，则p＝＝p0＋eq\f(mg,S)＝1.01×105Pa＋Pa＝1.05×105Pa.由盖—吕萨克定律得T2＝eq\f(V2T1,V1)＝＝eq\f(0.51×300,0.5)K＝306K，t2＝T2－273℃＝33℃.第3章热力学定律与能量守恒定律知识点一、热力学第一定律1．改变物体内能的两种方式：做功和传热。传热的三种方式：热传导、热对流和热辐射。2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。表达式：ΔU＝Q＋W。WQΔU＋增加外界对系统做功，气体体积减少系统吸收热量内能增加，气体温度增加－减少系统对外界做功，气体体积增加系统放出热量内能减少，气体温度减少ΔU＝Q＋W的三种特殊情况①若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对系统做的功等于系统内能的增加。②若气体向真空中扩散，气体对外不做功，内能不变，温度不变。③气体对外做功计算公式：。3.能量守恒定律内容：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其他形式，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。4.第一类永动机，不需要任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。违背能量守恒定律，因此不可能实现。二、热力学第二定律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。或表述为“第二类永动机是不可能制成的。”3．熵增加原理：在自发过程中，系统总是自发地向无序方向发展，即一个孤立系统的熵值总是不减少的。4．第二类永动机：从单一热库吸收热量并把它全部用来对外做功，而不产生其他影响的机器。违背热力学第二定律，不可能实现。5．能源的利用(1)存在能量耗散和品质降低。(2)重视利用能源时对环境的影响。(3)要开发新能源(如太阳能、生物质能、风能、水能等)。第4章光电效应波粒二象性一、黑体与黑体辐射1．黑体：物体在辐射电磁波的同时，还会吸收和反射外界射来的电磁波．如果一个物体能全部吸收入射的各种波长的电磁波而不产生反射，我们称之为绝对黑体，简称黑体．2．黑体辐射：黑体表面向外辐射电磁波，这个过程叫作黑体辐射．黑体辐射的状况只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关．3．黑体辐射的实验规律随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动．4.维恩公式：德国物理学家维恩从热学理论推出的公式，只在短波部分与实验非常接近；5.瑞利公式：英国物理学家瑞利从经典电磁理论推出的公式，只在长波部分与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符．6.微观世界里的能量是一份一份的，其中不可分的最小值ε叫作能量子，ε＝hν，式中的ν是带电微粒振动的频率，h是普朗克常量，h＝6.62607015×10－34J·s.为了解黑体辐射规律，普朗克提出了能量子的概念，即能量是不连续的．总能量就是能量子的整数倍。。二、光电效应及其规律1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。2．光电子：光电效应中发射出来的电子。3．光电效应的实验规律(1)存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。不同金属的截止频率不同，即截止频率与金属自身的性质有关。光的频率就是光的颜色。(2)逸出功W0：要使电子脱离某种金属，需要外界对它做功，做功的最小值叫作这种金属的逸出功。。(3)存在饱和电流：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值，即在一定的光照条件下，单位时间阴极K发射的光电子的数目是一定的。实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。光的强度就是光的功率。(4)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压。遏止电压的存在意味着光电子的初动能有最大值，，称为光电子的最大初动能。实验表明，遏止电压(或光电子的最大初动能)与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(5)光电效应具有瞬时性：当入射光的频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，光电效应几乎是瞬时发生的，10-9s。三、爱因斯坦光电效应方程Ⅰ1．光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量为hν，其中h＝6.63×10－34J·s(称为普朗克常量)。这些能量子后来称为光子。2．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：Ek＝hν－W0。横轴截距表示截止频率；纵轴截距表示；斜率表示。Ek＝hν－W横轴截距表示截止频率；纵轴截距表示；斜率表示。Ek＝hν－W0横轴截距表示：截止频率；纵轴截距表示逸出功；斜率表示普朗克常数。四、原子的核式结构和光谱1.电子的发现：英国物理学家.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”。2.α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞”了回来。3.原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。4.用棱镜或光栅可以把各种颜色的光按波长(频率)展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。5.有些光谱是一条条的亮线，叫作谱线，这样的光谱叫作线状谱，又叫原子的特征谱线。有的光谱是连在一起的光带，叫作连续谱。6.氢原子光谱的实验规律1885年，巴耳末对当时已知的氢原子在可见光区的四条谱线作了分析，发现这些谱线的波长满足公式eq\f(1,λ)＝R∞(n＝3,4，5，…)，R∞叫作里德伯常量，这个公式称为巴耳末公式，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。五．氢原子的能级跃迁(1)玻尔理论①轨道量子化与定态：电子的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射。因此，原子的能量也只能取一系列特定的值，这些量子化的能量值叫作能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。②频率条件：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝En－Em(m＜n，h是普朗克常量)。(2)氢原子的能级图1．轨道量子化(1)内容：轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值．(2)轨道半径公式：rn＝n2r1，n＝1,2,3，…其中r1＝0.053nm，2．能量量子化(1)内容：电子的可能轨道是不连续的，因此，原子的能量是量子化的．(2)能级公式：，n＝1,2,3，…其中E1＝－13.6eV，(3)1eV=1.6×10-19J，1MeV=106eV。1m=103mm=106=109nm3.轨道半径越大，能量越大，势能增加但动能减少。4.一个电子从n能级往下跃迁，最多能释放出n-1种光子。从4能级到1能级释放3种光子。5.一群电子从n能级往下跃迁，最多能释放出种光子。从4能级到1能级释放6种光子。6．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子(1)原子跃迁时，不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必须等于这两个能级的能量差．若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量．如基态氢原子电离(即上升n＝∞)，其电离（可以理解为发生光电效应）能为13.6eV，只要能量等于或大于13.6eV的光子都能被基态氢原子吸收而电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离后产生的电子具有的动能越大．(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E＝En－Em)，就可使原子发生能级跃迁．六．波粒二象性1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。(4)光子的动量。2．1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种波叫作物质波，也叫德布罗意波。所以实物粒子也具有波粒二象性。；；3.对光的本性认识的几个阶段学说名称微粒说波动说电磁说光子说波粒二象性代表人物牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦公认实验依据光的直线传播光的反射光的干涉、衍射能在真空中传播，是横波，光速等于电磁波速度光电效应、康普顿效应光既有波动现象，又有粒子特征内容要点光是一群弹性粒子光是一种机械波光是一种电磁波光是由一份一份光子组成的光是具有电磁本性的物质，既有波动性又有粒子性第5章原子核知识一、天然放射现象和原子核的组成(1)放射性与放射性元素：物质发出射线的性质称为放射性。具有放射性的元素称为放射性元素。(2)天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核内部是有结构的。放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。(3)三种射线的比较射线名称比较项目α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)电荷量2e－e0质量4mpMp/1836静止质量为零符号eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(0,－1)eγ速度可达0.1c接近cc垂直进入电场或磁场的偏转情况偏转偏转不偏转穿透能力最弱，纸能挡住较强，穿几mm铝板最强，穿几cm铅板对空气的电离作用很强较弱很弱(4)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。质子带正电，中子不带电。(5)原子核常用符号eq\o\al(A,Z)X表示，X为元素符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数。(6)原子核的电荷数＝核内的质子数＝元素的原子序数＝中性原子的核外电子数，原子核的质量数＝核内的核子数＝质子数＋中子数，质子和中子都为一个单位质量。(7)同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素，具有相同的化学性质。二、放射性元素的衰变1、原子核的衰变(1)原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化，称为原子核的衰变。原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。(2)分类α衰变：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He；β衰变：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e。注：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。(3)两个重要的衰变①eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He；②eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。2．α衰变、β衰变和γ辐射的实质(1)α衰变：原子核中的两个中子和两个质子结合起来形成α粒子，并被释放出来。(2)β衰变：核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子发射到核外。(3)γ辐射：原子核的能量不能连续变化，存在着能级。放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。3．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。剩余质量，n表示几个半衰期。4．放射性的应用与防护(1)放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。例如：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e。（居里夫人发现正电子）有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类。(2)应用：工业测厚，放射治疗，培优、保鲜，作为示踪原子等。(3)防护：防止过量射线对人体组织的破坏。三、核反应方程1．核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程，称为核反应。核反应中遵循两个守恒规律，即质量数守恒和电荷数守恒。2．衰变及核反应的三种类型的比较类型可控性方程典例衰变α衰变自发eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰变自发eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工转变人工控制147N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(卢瑟福发现质子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克发现中子)重核裂变比较容易进行人工控制eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n轻核聚变较难进行人工控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\