高中物理選修3-3知識(shí)點(diǎn)整理復(fù)習(xí)過(guò)程一、分子動(dòng)理論1、物質(zhì)是由大量分子組成的。單分子油膜法可以用來(lái)測(cè)量分子直徑，其中V是滴入淺水盤(pán)中純油酸的體積，等于油酸溶液的體積乘以濃度。S是單分子油膜在水面上形成的面積。1mol任何物質(zhì)含有的微粒數(shù)相同NA6.021023mol1。我們可以利用阿伏伽德羅常數(shù)聯(lián)系宏觀量與微觀量，例如分子質(zhì)量：mMmolNA，分子體積：vVmol（對(duì)于固體和液體，分子體積；對(duì)于氣體，分子平均占有空間體積）。2、分子永不停息的做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)能夠彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，說(shuō)明了物質(zhì)分子在不停地運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還說(shuō)明分子間有間隙。溫度越高擴(kuò)散越快。布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，不是分子熱運(yùn)動(dòng)，但顆粒很小，是在顯微鏡下才能觀察到的。布朗運(yùn)動(dòng)的三個(gè)主要特點(diǎn)是永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動(dòng)，顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)固體微小顆粒各個(gè)方向撞擊的不均勻性造成的。布朗運(yùn)動(dòng)間接地反映了液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散現(xiàn)象的產(chǎn)生原因是物體分子做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)。兩者都有力地說(shuō)明分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。熱運(yùn)動(dòng)是分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，簡(jiǎn)稱熱運(yùn)動(dòng)，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈。布朗運(yùn)動(dòng)不是分子熱運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散現(xiàn)象是分子熱運(yùn)動(dòng)。3、分子間的相互作用力。分子之間的引力和斥力都隨分子間距離增大而減小。但是分子間斥力隨分子間距離加大而減小得更快些。分子間同時(shí)存在引力和斥力，兩種力的合力又叫做分子力，隨距離的增加，分子力先減小，后增加，再減小。在圖1圖象中實(shí)線曲線表示引力和斥力的合力（即分子力）隨距離變化的情況。當(dāng)兩個(gè)分子間距在圖象橫坐標(biāo)r距離時(shí)，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，r的數(shù)量級(jí)為1010m，相當(dāng)于r位置叫做平衡位置。當(dāng)分子距離的數(shù)量級(jí)大于忽略不計(jì)時(shí)，分子間作用力可以忽略不計(jì)。4、溫度。溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，溫度越高，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。分子的熱運(yùn)動(dòng)可以解釋物體的熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱容等熱現(xiàn)象。器壁單位面積上受到的分子碰撞數(shù)N與nv成正比。此外，單位面積上受到的力與溫度有關(guān)，溫度越高，單位面積上受到的作用力越大。晶體和非晶體的主要區(qū)別在于是否有固定的熔點(diǎn)。晶體與非晶體并不是絕對(duì)的，有些晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體。單晶體是由一個(gè)完整的晶體構(gòu)成，而多晶體是由許多雜亂無(wú)章的小晶體排列而成。同一種物質(zhì)微粒可以生成結(jié)構(gòu)不同的晶體，例如金剛石和石墨都是碳原子組成的原子晶體，但物理性質(zhì)差別很大。表面張力是指當(dāng)表面層的分子比液體內(nèi)部稀疏時(shí)，分子間距比內(nèi)部大，表面層的分子表現(xiàn)為引力。這種現(xiàn)象在露珠、熔化的金屬凝固時(shí)會(huì)變成近似球形，以及昆蟲(chóng)在水面上運(yùn)動(dòng)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)。液晶是介于晶體和液體之間的流體，分子排列有序，各向異性，但位置無(wú)序，可自由移動(dòng)，具有流動(dòng)性。光學(xué)各向異性是指分子的排列從某個(gè)方向上看液晶分子排列是整齊的，從另一方向看去則是雜亂無(wú)章的。在溫度、壓力、電磁作用下，會(huì)改變液晶分子排列，從而影響液晶的性質(zhì)。液體和固體接觸時(shí)會(huì)出現(xiàn)浸潤(rùn)和不浸潤(rùn)現(xiàn)象。如果附著層中的液體分子比液體內(nèi)部稀疏，跟固體接觸的液體表面積有縮小的趨勢(shì)，細(xì)管中液面是凸形，形成不浸潤(rùn)現(xiàn)象；如果附著層中的液體分子比液體內(nèi)密集，跟固體接觸的液體表面積有擴(kuò)展的趨勢(shì)，細(xì)管中液面是凹形彎月，形成浸潤(rùn)現(xiàn)象。浸潤(rùn)的應(yīng)用包括毛巾浸潤(rùn)水和洗滌劑浸潤(rùn)油污，而不浸潤(rùn)的應(yīng)用包括雨傘布不浸潤(rùn)水。實(shí)際上，雨傘不漏水與表面張力和不浸潤(rùn)現(xiàn)象都有關(guān)系。兩者的區(qū)別在于含義和單位。相對(duì)濕度是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距，而不是絕對(duì)數(shù)量。當(dāng)水蒸氣的壓強(qiáng)離飽和汽壓越遠(yuǎn)，即相對(duì)濕度越小，就越有利于水的蒸發(fā)，人們就會(huì)感覺(jué)干爽。下面是一些選擇題：1.正確的圖線應(yīng)該是f隨r增大而減小，E隨r增大而增大的曲線。2.正確的表達(dá)式是d=（3m/4πρ）^1/3，即油酸分子的直徑等于（3m/4πρ）的三分之一。3.判斷錯(cuò)誤的選項(xiàng)是C，因?yàn)殂~原子的質(zhì)量不是M，而是M/N_A。4.正確的說(shuō)法是B，當(dāng)r小于r1時(shí)，分子間的作用力表現(xiàn)為斥力。5.正確的選項(xiàng)是D，乙分子由b到d的過(guò)程中，兩分子間的分子勢(shì)能一直增加。6.正確的說(shuō)法是B，達(dá)飽和汽時(shí)液面上的氣體分子的密度不變。7.正確的說(shuō)法是B。減弱氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度可以降低氣體的溫度。8.氣體體積在bc過(guò)程中保持不變。9.正確的說(shuō)法是B。曲線M的bc段表示固液共存狀態(tài)。10.正確的說(shuō)法是D。空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸汽的壓強(qiáng)之比。11.正確的說(shuō)法是C。相同溫度下絕對(duì)濕度越大，表明空氣中水汽越接近飽和。12.正確的說(shuō)法是B。通過(guò)壓強(qiáng)不變的過(guò)程實(shí)現(xiàn)時(shí)，內(nèi)能變化量為0，所以ΔU1=0，而通過(guò)溫度不變的過(guò)程實(shí)現(xiàn)時(shí)，熱量傳遞的值相同，所以Q1=Q2，但是通過(guò)壓強(qiáng)不變的過(guò)程實(shí)現(xiàn)需要更多的功，所以W1>W2。13.正確的說(shuō)法是A。功轉(zhuǎn)變?yōu)闊岬膶?shí)際宏觀過(guò)程是不可逆過(guò)程，符合熱力學(xué)第二定律。17\在“用油膜法估測(cè)分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL。用注射器測(cè)得1mL上述溶液有80滴。將1滴該溶液滴入盛水的淺盤(pán)內(nèi)，讓油膜在水面上盡可能散開(kāi)，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示。圖中正方形格的邊長(zhǎng)為1cm。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以求得：（1）油酸薄膜的面積是16cm2。（2）油酸分子的直徑是2.4×10??m。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）利用單分子油膜法可以粗測(cè)分子的大小和阿伏加德羅常數(shù)。如果已知體積為V的一滴油在水面上散開(kāi)形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為N_A=ρV/(MS)。(4)用油膜法測(cè)出油酸分子的直徑后，要測(cè)定阿伏加德羅常數(shù)，還需要知道油滴的體積。度為ρ的液體。現(xiàn)將U形管傾斜一個(gè)小角度θ，使液面高度差為h。求液體的表面張力系數(shù)γ。解析：由幾何關(guān)系可知，液體的重力分量為mg=ρgSh，其中S為管截面積，h為液面高度差。液體受到的支持力為γSθ，其中θ為傾斜角度，γ為表面張力系數(shù)。由平衡條件可得：mg=γSθ代入公式，得到：γ=ρgh/θ因此，液體的表面張力系數(shù)γ等于液體密度ρ、重力加速度g、液面高度差h和傾斜角度θ的乘積，除以管截面積S。4、[8]某氣體的體積為V，溫度為T(mén)，壓強(qiáng)為p，摩爾質(zhì)量為M。將該氣體加壓至壓強(qiáng)為2p，同時(shí)將溫度降低至原來(lái)的一半。求加壓前后氣體的摩爾體積。解析：根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有pV=nRT，其中n為氣體的摩爾數(shù)，R為氣體常數(shù)。將該式兩邊同時(shí)乘以摩爾質(zhì)量M，得到：pVM=MnRT將壓強(qiáng)加倍，溫度降為原來(lái)的一半，有：2pV/2=nR(T/2)化簡(jiǎn)可得：pV=nR(T/4)將兩個(gè)式子相除，消去n和R，得到：V2/V1=2因此，加壓前后氣體的摩爾體積變?yōu)樵瓉?lái)的二倍。度為ρ的液體，左右兩管內(nèi)液面等高，兩管內(nèi)空氣柱長(zhǎng)度均為L(zhǎng)，壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p，重力加速度為g。右管內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞擱在固定卡口上，卡口與左管上端等高，活塞與管壁間無(wú)摩擦且不漏氣。現(xiàn)使左右兩管溫度同時(shí)緩慢升高，在活塞離開(kāi)卡口上升前，左右兩管液面保持不動(dòng)。求右管活塞剛離開(kāi)卡口上升時(shí)，右管封閉氣體的壓強(qiáng)p1，溫度升高到T1為多少時(shí)，右管活塞開(kāi)始離開(kāi)卡口上升，溫度升高到T2為多少時(shí)，兩管液面高度差為L(zhǎng)。(1)活塞剛離開(kāi)卡口時(shí)，對(duì)活塞受力分析有mg+pS=p1S，得p1=p+mg/S。(2)兩側(cè)氣體體積不變，由查理定律，右管內(nèi)氣體，T1=T(1+pS/L^3)。(3)左管內(nèi)氣體，V2=L2S，L2=L+h，p2=p+ρgh，應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，T2=(3T/4)(p+S/L+ρgh)/(p+ρgh)。如圖所示，內(nèi)徑均勻的導(dǎo)熱性能良好的“U”形玻璃管豎直放置，橫截面積S=5cm^2，右側(cè)管上端封閉，左側(cè)管上端開(kāi)口，內(nèi)有用細(xì)線拴住的活塞，兩管中均封入長(zhǎng)L=11cm的空氣柱A和B，活塞上、下表面處的氣體壓強(qiáng)均為p=76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，這時(shí)兩管內(nèi)的水銀面的高度差h=6cm。環(huán)境溫度恒定，現(xiàn)用細(xì)線緩慢地將活塞向上拉，使兩管內(nèi)水銀面相平，則：①此過(guò)程中活塞向上移動(dòng)的距離h′是多少？②此過(guò)程中空氣柱B內(nèi)的氣體對(duì)外界做正功，氣體將吸熱。(1)活塞向上移動(dòng)的距離h′等于h/2。(2)空氣柱B內(nèi)的氣體對(duì)外界做正功，氣體將吸熱。對(duì)于一定量的理想氣體，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)變劇烈時(shí)，壓強(qiáng)可以不變。1.在一個(gè)導(dǎo)熱容器中，有一定質(zhì)量的氣體，容器被光滑活塞C分成了A室和B室，其中B室的體積是A室的兩倍。A室連接著一“U”形細(xì)管，細(xì)管兩邊水銀柱高度差為76cm。閥門(mén)K連接著B(niǎo)室，可以與大氣相通。現(xiàn)在閥門(mén)K被打開(kāi)，要求求出最終A室內(nèi)氣體的體積和A室內(nèi)氣體吸熱還是放熱。解答如下：首先，由玻意耳定律可得pAVa=pBVb，其中pA和pB分別為A室和B室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，Va和Vb分別為A室和B室內(nèi)氣體的體積。代入已知條件，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，最終A室內(nèi)氣體的體積為3V。其次，容器導(dǎo)熱，A室內(nèi)氣體溫度不變，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，體積增大，氣體對(duì)外做功，則A室內(nèi)氣體吸收熱量。2.一個(gè)導(dǎo)熱的氣缸水平放置，氣缸壁是導(dǎo)熱的，兩個(gè)活塞A和B將氣缸分隔為1、2兩氣室，達(dá)到平衡時(shí)1、2兩氣室體積之比為3：2。在室溫不變的條件下，緩慢推動(dòng)活塞A，使之向右移動(dòng)一段距離d，要求求活塞B向右移動(dòng)的距離。解答如下：因?yàn)闅飧姿椒胖茫植挥?jì)活塞的摩擦，所以平衡時(shí)兩氣室內(nèi)的壓強(qiáng)必相等，設(shè)室內(nèi)壓強(qiáng)為p，氣室1、2的體積分別為V1和V2，在活塞A向右移動(dòng)d的過(guò)程中活塞B的距離為x，最后氣缸壓強(qiáng)為ρ。因溫度不變，分別對(duì)氣室1和2的氣體運(yùn)用玻意耳定律，得到式子（1）和（2）：氣室1：pV1=p(V1-Sd+Sx)（1）氣室2：pV2=p(V2-Sx)（2）將式子（1）和（2）聯(lián)立，解得x=2d/3。3.一個(gè)橫截面積為S的上端開(kāi)口、下端封閉的細(xì)長(zhǎng)玻璃管豎直放置，玻璃管的下部封有長(zhǎng)l1=25.0cm的空氣柱，中間有一段長(zhǎng)l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長(zhǎng)度l3=40.0cm。已知大氣壓強(qiáng)為p=75.0cmHg。現(xiàn)在將一活塞從玻璃管開(kāi)口處緩緩?fù)峦疲构芟虏靠諝庵L(zhǎng)度變?yōu)閘1′=20.0cm。假設(shè)活塞下推過(guò)程中沒(méi)有漏氣，要求求出活塞下推的距離。解答如下：在活塞下推前，玻璃管下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1=p+l2。設(shè)活塞下推后，下部空氣柱的壓強(qiáng)為p1′，由玻意耳定律得p1l1=p1′l1′。因此，活塞下推的距離Δl=l1-l1′=l1(1-p1′/p1)=25.0cm×(1-20.0c