高中物理选修3-3知识点整理复习过程

高中物理选修3-3知识点整理复习过程一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的。单分子油膜法可以用来测量分子直径，其中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。1mol任何物质含有的微粒数相同NA6.021023mol1。我们可以利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量，例如分子质量：mMmolNA，分子体积：vVmol（对于固体和液体，分子体积；对于气体，分子平均占有空间体积）。2、分子永不停息的做无规则的热运动。扩散现象是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。布朗运动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。布朗运动的三个主要特点是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。布朗运动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。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。热运动是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。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r距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，r的数量级为1010m，相当于r位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于忽略不计时，分子间作用力可以忽略不计。4、温度。温度是分子热运动的表现，温度越高，分子的无规则运动越剧烈。分子的热运动可以解释物体的热膨胀、热传导、热容等热现象。器壁单位面积上受到的分子碰撞数N与nv成正比。此外，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。晶体和非晶体的主要区别在于是否有固定的熔点。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。单晶体是由一个完整的晶体构成，而多晶体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成。同一种物质微粒可以生成结构不同的晶体，例如金刚石和石墨都是碳原子组成的原子晶体，但物理性质差别很大。表面张力是指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。这种现象在露珠、熔化的金属凝固时会变成近似球形，以及昆虫在水面上运动时也会出现。液晶是介于晶体和液体之间的流体，分子排列有序，各向异性，但位置无序，可自由移动，具有流动性。光学各向异性是指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。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。浸润的应用包括毛巾浸润水和洗涤剂浸润油污，而不浸润的应用包括雨伞布不浸润水。实际上，雨伞不漏水与表面张力和不浸润现象都有关系。两者的区别在于含义和单位。相对湿度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，而不是绝对数量。当水蒸气的压强离饱和汽压越远，即相对湿度越小，就越有利于水的蒸发，人们就会感觉干爽。下面是一些选择题：1.正确的图线应该是f随r增大而减小，E随r增大而增大的曲线。2.正确的表达式是d=（3m/4πρ）^1/3，即油酸分子的直径等于（3m/4πρ）的三分之一。3.判断错误的选项是C，因为铜原子的质量不是M，而是M/N_A。4.正确的说法是B，当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力。5.正确的选项是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.正确的说法是B，达饱和汽时液面上的气体分子的密度不变。7.正确的说法是B。减弱气体分子热运动的剧烈程度可以降低气体的温度。8.气体体积在bc过程中保持不变。9.正确的说法是B。曲线M的bc段表示固液共存状态。10.正确的说法是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.正确的说法是C。相同温度下绝对湿度越大，表明空气中水汽越接近饱和。12.正确的说法是B。通过压强不变的过程实现时，内能变化量为0，所以ΔU1=0，而通过温度不变的过程实现时，热量传递的值相同，所以Q1=Q2，但是通过压强不变的过程实现需要更多的功，所以W1>W2。13.正确的说法是A。功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，符合热力学第二定律。17\在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.6mL。用注射器测得1mL上述溶液有80滴。将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1cm。根据实验数据，可以求得：（1）油酸薄膜的面积是16cm²。（2）油酸分子的直径是2.4×10⁻⁹m。（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ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为N_A=ρV/(MS)。(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，还需要知道油滴的体积。度为ρ的液体。现将U形管倾斜一个小角度θ，使液面高度差为h。求液体的表面张力系数γ。解析：由几何关系可知，液体的重力分量为mg=ρgSh，其中S为管截面积，h为液面高度差。液体受到的支持力为γSθ，其中θ为倾斜角度，γ为表面张力系数。由平衡条件可得：mg=γSθ代入公式，得到：γ=ρgh/θ因此，液体的表面张力系数γ等于液体密度ρ、重力加速度g、液面高度差h和倾斜角度θ的乘积，除以管截面积S。4、[8]某气体的体积为V，温度为T，压强为p，摩尔质量为M。将该气体加压至压强为2p，同时将温度降低至原来的一半。求加压前后气体的摩尔体积。解析：根据理想气体状态方程，有pV=nRT，其中n为气体的摩尔数，R为气体常数。将该式两边同时乘以摩尔质量M，得到：pVM=MnRT将压强加倍，温度降为原来的一半，有：2pV/2=nR(T/2)化简可得：pV=nR(T/4)将两个式子相除，消去n和R，得到：V2/V1=2因此，加压前后气体的摩尔体积变为原来的二倍。度为ρ的液体，左右两管内液面等高，两管内空气柱长度均为L，压强均为大气压强p，重力加速度为g。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。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。求右管活塞刚离开卡口上升时，右管封闭气体的压强p1，温度升高到T1为多少时，右管活塞开始离开卡口上升，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+pS=p1S，得p1=p+mg/S。(2)两侧气体体积不变，由查理定律，右管内气体，T1=T(1+pS/L^3)。(3)左管内气体，V2=L2S，L2=L+h，p2=p+ρgh，应用理想气体状态方程，T2=(3T/4)(p+S/L+ρgh)/(p+ρgh)。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=5cm^2，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=11cm的空气柱A和B，活塞上、下表面处的气体压强均为p=76cm水银柱产生的压强，这时两管内的水银面的高度差h=6cm。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内的气体对外界做正功，气体将吸热。(1)活塞向上移动的距离h′等于h/2。(2)空气柱B内的气体对外界做正功，气体将吸热。对于一定量的理想气体，当分子热运动变剧烈时，压强可以不变。1.在一个导热容器中，有一定质量的气体，容器被光滑活塞C分成了A室和B室，其中B室的体积是A室的两倍。A室连接着一“U”形细管，细管两边水银柱高度差为76cm。阀门K连接着B室，可以与大气相通。现在阀门K被打开，要求求出最终A室内气体的体积和A室内气体吸热还是放热。解答如下：首先，由玻意耳定律可得pAVa=pBVb，其中pA和pB分别为A室和B室内气体的压强，Va和Vb分别为A室和B室内气体的体积。代入已知条件，可得pAVa=2×76cmHg×Vb，Va=Vb/2，pA=76cmHg。解得Va=3/2Vb=3/2×(pBVb/pA)=3/2×(2×76cmHg×Va/76cmHg)=3Va。因此，最终A室内气体的体积为3V。其次，容器导热，A室内气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，体积增大，气体对外做功，则A室内气体吸收热量。2.一个导热的气缸水平放置，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。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，要求求活塞B向右移动的距离。解答如下：因为气缸水平放置，又不计活塞的摩擦，所以平衡时两气室内的压强必相等，设室内压强为p，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，得到式子（1）和（2）：气室1：pV1=p(V1-Sd+Sx)（1）气室2：pV2=p(V2-Sx)（2）将式子（1）和（2）联立，解得x=2d/3。3.一个横截面积为S的上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置，玻璃管的下部封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm。已知大气压强为p=75.0cmHg。现在将一活塞从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为l1′=20.0cm。假设活塞下推过程中没有漏气，要求求出活塞下推的距离。解答如下：在活塞下推前，玻璃管下部空气柱的压强为p1=p+l2。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′。因此，活塞下推的距离Δl=l1-l1′=l1(1-p1′/p1)=25.0cm×(1-20.0c