高中物理选修3-3知识点梳理及习题.doc

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选修3-3知识点梳理及习题

定义
特点
说明

扩散现象
不同物质彼此进入对方（分子热运动）
温度越高，扩散越快
分子不停息地做无规则运动
分子间有间隙
扩散现象是分子运动的直接证明
布朗运动
悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动
微粒越小，温度越高，布朗运动越明显
不是固体微粒分子的无规则运动
布朗运动不是液体分子的运动．
布朗运动示意图路线不是固体微粒运动的轨迹
布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动,不是分子运动
1 分子间的作用力　分子势能
引力和斥力同时存在，都随r增加而减小，斥力变化更快，分子力本质为电磁力
分子间距离
f引 与f斥
对外表现分子力
分子势能
r=r0
f引 = f斥
F=0
Ep最小
r<r0
f引 < f斥
F为斥力
Ep随减小而增大
r＞r0
f引 > f斥
F为引力
Ep随增大而减小
r＞10 r0
f引f斥十分微弱
F可以认为是零
Ep可以认为是零
2 分子动能,势能,内能及物体机械能
项目
定义
决定
微观
量值
分子的动能
物体内分子永不停息地做无规则运动具有的动能
与温度有关,温度是分子平均动能的标志
分子永不停息地做无规则运动
永远不等于零,无法测量
分子的势能
物体内分子存在相互作用力,由它们的相对位置所决定
与物体体积有关
分子间存在相互作用的引力与斥力
可能等于零, 无法测量
内能
物体内所有分子动能与势能之和
与分子数,温度,体积有关
分子永远运动和分子存在作用力
永远不等于零, 无法测量
机械能
物体动能,重力势能和弹性势能之和
跟物体运动状态,参考系和零势能点选择有关
宏观物体的运动
可以为零,可测量
内能改变方法:做功和热传递对于改变内能来说,是等效的
改变内能方法
条件
内能改变
本质
做功
W
对外界做功,内能减少;外界对物体做功,内能增加
其它形式的能与内能之间的转换
热传递
温度差
对外界放热.内能减少;物体从外界吸热,内能增加
热量从温度高的物体转移到温度低的物体
3 热力学第一定律与能的转化及守恒定律
内容
物体内能的增加ΔU等于外界对物体做的功W和从外界吸收热量Q之和
ΔU＝W+Q
公式中各量的物理意义
正 >0
负 <0
功
W
外界对物体做功
物体对外界做功
热量
Q
物体吸热
物体放热
内能
ΔU
内能增加
内能减少
能的转化和守恒定律
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.(另一种表述:第一类永动机不可能制成.原因是第一类永动机违反能量守恒定律)
(注: 1 不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量，热量是过程量,不能说“物体温度越高，所含热量越多”。 2绝热过程：系统只通过做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热.3 物体对外界做功,内能可能增加,如果它从外界吸热.反之亦然)
4 热力学第二定律的三种表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。(热传导的方向性表述)
(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不收起其它变化。热机效率不可能达到100%(内能和机械能转化的方向性表述)
(3) 第二类永动机不可能制成.原因是第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但是其违反了机械能与内能的转化具有方向性.
热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性(熵)增大的方向进行.
5 热力学第三定律：不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。
能源与环境 常规能源:煤、石油、天然气. 新能源:风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等
6 气体实验定律 理想气体
1） 一定质量的理想气体，有（或）探究它们之间关系，采用的是控制变量法

T1＜T2
p
V
T1
T2
O

V1＜V2
p
T
V1
V2
O

p1＜p2
V
T
p1
p2
O

等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线

理想气体的内能只跟温度有关,与体积无关(以下几个过程,不仅说明了能量转化与守恒,而且还说明了能量传递和转化的途径.)
等温过程ΔU＝0 W= -Q
等容过程W=0 ΔU＝Q
等压过程ΔU＝W+Q
1 气体等温压缩,气体对外界放热,外界对气体所做的功全部转换为外界的热量.
2 气体等温膨胀,气体对外界做功,气体从外界吸收的热量全部转换为对外界所做的功.
在等容过程中,气体从外界吸收的热量全部用来增加气体的内能,反之,气体放出热量,内能减少.
在等压膨胀进程中,气体对外界做功, W<0,由知,温度升高,内能增加,ΔU>0从外界吸热的一部分用来增加内能,另一部分转化为对外所做的功.解释等压压缩
7 理想气体
不考虑分子间相互作用力，分子势能,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。
气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。
8 固体 液体
固体
多晶体
如金属
1、有确定几何形状
2、制作晶体管、集成电路
3、各向异性
晶体
1、无确定几何形状
2、各向同性
非晶体液化过程中温度会不断改变，而不同温度下物质由固态变为液态时吸收的热量是不同的，所以非晶体没有确定的熔化热
有确定熔点
熔解和凝固时放出的热量相等
非晶体
单晶体
1、无确定几何形状
2、无确定熔点
3、各向同性

9 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数 (主要为油膜法测分子直径)
阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023mol－1）是联系微观量与宏观量的桥梁。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)；油膜法测分子直径,知道分子直径数量级,气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
10 液体的表面张力现象,对浸润和不浸润现象、毛细现象
液体──液体分子同固体分子一样,密集排列,由于分子热运动没有固定的平衡位置,因此扩散比固体快.
１）表面张力：液体表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，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。液体表面层分子的势能比内部分子的势能小.
太空中完全失重的液体，形状由表面张力决定，由于使液体表面收缩至最小，故呈球状。
２）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：

附着层的液体分子比液体内部
毛细现象
浸润(水)
密
上升
不浸润(水银)
稀疏
下降

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，液体越高
11 液晶
1）液晶是介于固态和液态之间的中间态,具有流动性、表现出各向异性．液晶分子虽然在特定方向排列整齐,但不稳定,外界微小的变动都会引起液晶分子的排列变化.
2）通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成．在多种人体结构中都发现了液晶结构.
12 饱和汽和饱和汽压　(相对湿度的计算不做要求)
１）汽化
沸腾只在一定温度下才会发生，液体沸腾时的温度叫做沸点，沸点与温度有关，大气压增大时沸点升高
２）饱和汽与饱和汽压
蒸汽和液体处于动态平衡时的汽叫做饱和蒸汽。将不饱和汽变为饱和汽的方法：
①降低温度 ②减小液面上方的体积 ③等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态）
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（或单位体积中所含水汽分子数）来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
（2）空气的相对湿度：
相对湿度描述空气的潮湿程度，相对湿度大，人感觉潮湿；人们感到干爽是指相对湿度小,偏离饱和程度越远，空气相对湿度越小.越干燥.

一、单项选择题
1．油滴在水面上形成如图所示的单分子油膜，可用该方法估测油酸分子大小，需要测量油酸的（ ）
A．质量和密度B．体积和密度C．质量和体积D．体积和油膜面积
2．右图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是（ ）
A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力
B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力
C．当r等于r2时，分子间的作用力最大
D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功
3．喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛。在晴朗的夏日，对密闭在红色气球内的气体从早晨到中午过程，下列说法中正确的是（ ）
A．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能不变
B．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加
C．气体密度增加，分子平均动能增加
D．气体密度不变，气体压强不变
4．对下列宏观现象的解释正确的是（ ）
A．海绵容易压缩，说明分子间存在引力
B．滴进水中的红墨水迅速散开，说明分子间存在斥力
C．浑浊液静置后变澄清说明分子永不停息的做无规则运动
D花香袭人说明分子永不停息的做无规则运动
5．下列说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，其温度一定升高 B.外界对气体做功，气体内能一定增大
C.热量只能从高温物体向低温物体传递 D.分子之间的引力和斥力总是同时存在的
6．地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计。已知外界大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能) （ ）
A．体积减小温度降低 B．体积减小温度不变 C．体积增大温度降低 D．体积增大温度不变
7．如图，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是（ ）
A．液体表面层分子间的斥力作用 B．液体表面受重力作用
C．液体表面张力作用 D．棉线圈的张力作用
8．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，将点燃的纸片放入小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。其原因是，当火罐内的气体（ ）
A．温度不变时，体积减小，压强增大 B．体积不变时，温度降低，压强减小
C．压强不变时，温度降低，体积减小 D．质量不变时，压强增大，体积减小
9.如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，气缸气体的（ ）
A.温度升高，内能增加600J B.温度升高，内能减少200J
C.温度降低，内能增加600J D.温度降低，内能减少200J
10.如图所示，为某椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（ ）
A.外界对气体做功，气体内能增大 B.外界对气体做功，气体内能减小
C.气体对外界做功，气体内能增大 D.气体对外界做功，气体内能减小
二、双项选择题
11.充足气的自行车内胎在曝晒时容易爆裂．与曝晒前相比，爆裂前车胎内气体（ ）
A．内能增加 B．密度增大 C．压强增大 D．分子间引力增大
12.如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分，已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽出隔板K后，a内的气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中（ ）
A.气体对外界做功，内能减少 B.气体不做功，内能不变
C.气体压强变小，温度降低 D.气体压强变小，温度不变
13．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强随体积变化的关系如右图，这个过程（ ）
A．气体的密度一直变小B．气体的温度一直降低
C．气体一直对外界做功 D．气体一直向外界放热
14.关于热现象和热学规律的说法，正确的是（ ）
A.第二类永动机违背了能量守恒定律 B.当物体被拉伸时，分子间的斥力减小，引力增大
C.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能大D.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显
15．下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动是用显微镜观察到的分子的运动
B．物体的温度越高分子的平均动能越大
C．气体的体积增大内能有可能保持不变
D．热量可以自发地从低温物体传递到高温物体
16、如右图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是（ ）
A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量
B．转轮转动所需能量并非来自形状记忆合金自身
C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高
D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量
参考答案：
1
2
3
4
5
6
7
8
D
B
B
D
D
C
C
B
9
10
11
12
13
14
15
16
A
A
AC
BD
BC
CD
BC
BD

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