選擇性必修第三冊

考向一：理想氣體狀態(tài)方程

學(xué)向二：熱力學(xué)定律及綜合問題

一、分子動理論

9基礎(chǔ)知識

考點(diǎn)公式規(guī)律方法

分子動理論(1)物體是由大量分子組成的

(2)分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動

(3)分子間存在著相互作用力

物體是由大量(1)多數(shù)分子大小的數(shù)量級為1o-10m

分子組成的(2)T殳分子般的為10_27-10-26kg

分子熱運(yùn)動(1)定義：組成物體的分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，分子的這種運(yùn)動叫

熱運(yùn)動

分子

(2)實(shí)驗(yàn)依據(jù)--布朗運(yùn)動，擴(kuò)散現(xiàn)象

動理

分子力

論和(1)分子力引力和斥力同時(shí)存在，都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間

距離的減小而增大，斥力比引力變化更快。實(shí)際表現(xiàn)的分子力是它們的合力

實(shí)驗(yàn)

分子力特點(diǎn)

依據(jù)(2)

①當(dāng)分子間距離為r°(約為1o-10m)時(shí)，分子力為零，分子勢能最小

②當(dāng)分子間距離r>ro時(shí)；分子力表現(xiàn)為引力。當(dāng)分子間距離由r。增大時(shí)，分子

力______________

③當(dāng)分子間距離r<ro分子力表現(xiàn)為斥力。當(dāng)分子間距離由r。減小時(shí)，分子力

阿伏加德羅常(1)定義：1mol任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量叫阿伏加德羅常

數(shù)數(shù)

(2)大小：NA=6.02x1023mol-1

(3)特點(diǎn)：阿伏加德羅常數(shù)是聯(lián)系微觀世界和宏觀世界的橋梁

微觀量宏觀量(1)微觀量：分子體積v。、分子直徑d、分子質(zhì)量m。

(2)宏觀量：物體的體積V、摩爾體積vmol、物體的質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、

物體的密度P

阿伏⑴分子的質(zhì)量：m-y-

微觀量的估算a

IVANA

伽德(2)分子的體積：Ki3-

NADN上

羅常Vm

(3)物體所含的分子數(shù)：V=-7VA=-^―-NA或

數(shù)Vrnnl0Vmnl

N-21.NA--'NA

MM

兩種模型(1)球體模型直徑為d=<3,6vo

V

(2)立方體模型邊長為d=

)原理：用滴管將濃度為的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中記下滴入單

油膜法測分子(1c1

直徑位體積VO的油酸酒精溶液的滴數(shù)N;用滴管吸取油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴

入，記下滴入的滴數(shù)n;在玻璃板上描繪油酸薄膜輪廓，將玻璃板放在坐標(biāo)紙

上，坐標(biāo)紙上每個小正方形的面積為S。，數(shù)出輪廓內(nèi)正方形的個數(shù)A(不足半格的

舍去，多于半格的算一格)

(2)直徑：d-V一二」「或

S-A-SO

f高考考向

6考向：分子間的力和能

i.下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法正確的是()

6----$----------[

A.分子間距離大于r。時(shí)，分子間表現(xiàn)為斥力

B.分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r。處過程中分子勢能變大

C.分子勢能在ro處最小

D.分子間距離小于r。且減小時(shí)，分子勢能在減小

2.圖1和圖2中曲線I、n、m分別描述了某物理量隨分子間距離變化的規(guī)律，內(nèi)為平衡位置.現(xiàn)有如

下物理量：①分子勢能，②分子間引力，③分子間斥力，④分子間引力和斥力的合力，則曲線I、n、

in對應(yīng)的物理量分別是()

圖1圖2

A.①③②B.②④③C.④①③D.①④③

二、理想氣體狀態(tài)方程與熱力學(xué)定律

1.理想氣體狀態(tài)方程

考點(diǎn)公式規(guī)律方法

-1

分子動Ek=nEk=n?-mv"

能說明：分子總動能為分子平均動能與分子數(shù)的乘積。分子平均動能由溫度決定。分子平均

速率與分子質(zhì)量有關(guān)

分子勢(1)意義：由于分子間存在著引力和斥力，因此分子具有由它們的相對位置決定的

內(nèi)

臺匕能。

目匕

的

(2)決定因素：①微觀上一決定于分子間距離和分到非列情況；②宏觀上--決定于體

積和狀態(tài)

內(nèi)能(1)定義：物體中所有分子的熱運(yùn)動動能與分子勢能的總和。即W=nEk+ni-p

(2)決定因素：①宏觀：物質(zhì)的量、溫度、體積；②微觀：分子個數(shù)、分子平均動

能、分子勢能

(3)理想氣體內(nèi)能只與溫度有關(guān)、不考慮分子勢能。

微觀解釋：一定質(zhì)量的理想氣體，溫

度保持不變時(shí)，分子的平均動能是一

pV=C（常量）或_____________定的，在這種情況下，體積減小時(shí)，

分子的密集程度增大，氣體的壓強(qiáng)就

增大

玻意耳-V圖像和P_f圖像12>Ti）

P

定律夕

1

pnr——

V

11（）

氣

體

微觀解釋：一定質(zhì)量的氣體，體積保

持不變時(shí)，分子的密集程度保持不

。=。例常數(shù))或空-箸或6_1-

T踴0T,變，在這種情況下，溫度升高時(shí)，分

子的平均動能增大，氣體的壓強(qiáng)就增

大

查理定

P-T圖像和p—t圖像

P

律pJ、T

rk-27315Og

微觀解釋：一定質(zhì)量的氣體，溫度升

V八/局嚴(yán)物匕-％T\

_=C（例吊數(shù)）或7--式或y-丁-高時(shí)，分子的平均動能增大，只有氣

17ix*JVo!?}

體的體積同時(shí)增大，使分子的密集程

蓋-呂薩度減小，才能保持壓強(qiáng)不變

克定律

考點(diǎn)公式規(guī)律方法

溫度和溫標(biāo)攝氏溫度與熱力(1)T=t+273.15K,粗略表示為T=t+273K

學(xué)溫度

(2)AT=At,即攝氏溫標(biāo)的的溫差與熱力學(xué)溫標(biāo)的1K的溫差是

相等的

一個熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等

△U=_______

熱力學(xué)第一定律于外界向它傳遞的熱量與外界

對它所做的功的和

熱機(jī)做的功和它從熱源吸收的

熱力學(xué)第一W

熱機(jī)效率熱量的比值叫作熱機(jī)效率，熱

定律個熱力機(jī)效率不可能達(dá)到100

學(xué)第二定律

熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律的每一種表述，都揭示了大量分子參與宏觀過程的方向

的實(shí)質(zhì)性，進(jìn)而使人們認(rèn)識到自然界中進(jìn)行的涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方

向性

第一類永動機(jī)⑴違背能量守恒定律

(2)不可能制成

第二類永動機(jī)(1)不違背能量守恒定律

(2)但違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成

⑴熱力學(xué)第一定律說明發(fā)生的任何過程中能量必定守恒，熱力學(xué)第二定

律說明并非所有能量守恒的過程都能實(shí)現(xiàn)

(2)宏觀過程的方向性

熱能Q能自發(fā)傳給

@高溫物體匕低溫物體

熱能Q不能自發(fā)傳給

自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為

應(yīng)用方法②機(jī)械能匕內(nèi)能

不能自發(fā)地完全轉(zhuǎn)化為

能自發(fā)膨脹到

③氣體體積V(較小)與氣體體積V2(較大)

不能自發(fā)收縮到

能自發(fā)混合成

④不同氣體A和B匕混合氣體AB

不能自發(fā)分離成

?高考考向

G考向一：理想氣體狀態(tài)方程

3.(多選)如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分

為工g、A三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦.初始時(shí)彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、體積、壓

強(qiáng)均相等.現(xiàn)通過電阻絲對f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后()

A.h中的氣體內(nèi)能增加B./與q中的氣體溫度相等

C./與h中的氣體溫度相等D./與h中的氣體壓強(qiáng)相等

4.如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為2Ccm的4、H兩段細(xì)管組成，4管的內(nèi)徑

是月管的。倍，內(nèi)管在上方.管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開.水銀柱在兩管中的長度均為1。rm.現(xiàn)將

玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，4管內(nèi)的空氣柱長度改變1cm.求X管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩

部分氣體的壓強(qiáng).（氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位）

..

..

..

..

..

..10cm

.A

.-

.三

.三

.一

.

A.

5.一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個大氣壓，溫度為17。匚密度為1.46kg/m3。

（i）升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27（時(shí)艙內(nèi)氣體的密度；

（ii）保持溫度27工不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個大氣壓，求艙內(nèi)氣體的密度。

G考向二：熱力學(xué)定律及綜合問題

6.（多選）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱

量交換的過程是（）

A.氣體的體積不變，溫度升高B.氣體的體積減小，溫度降低

C.氣體的體積減小，溫度升高D.氣體的體積增大，溫度不變

E.氣體的體積增大，溫度降低

7.（多選）對于一定量的理想氣體，經(jīng)過下列過程，其初始狀態(tài)的內(nèi)能與末狀態(tài)的內(nèi)能可能相等的是（

）

A.等溫增壓后再等溫膨脹B.等壓膨脹后再等溫壓縮

C.等容減壓后再等壓膨脹D.等容增壓后再等壓壓縮

E.等容增壓后再等溫膨脹

8.”空氣充電寶"是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲存能量、用電高峰時(shí)釋放能

量.”空氣充電寶"某個工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示.該過程對應(yīng)的

p-v圖像可能是（）

9.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)n變?yōu)闋顟B(tài)c,其過程如p-V圖中aTc直線段所示，狀態(tài)h對應(yīng)

該線段的中點(diǎn).下列說法正確的是（）

P

%

w

電

力

A.a-b是等溫過程B.nTb過程中氣體吸熱

C.QTC過程中狀態(tài)h的溫度最低D.aTc過程中外界對氣體做正功

10.（多選）一定量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-T圖上從a到b的線段所示。在此過

A.氣體一直對外做功B.氣體的內(nèi)能一直增加

C.氣體一直從外界吸熱D.氣體吸收的熱量等于其對外做的功

E.氣體吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量

11.某探究小組設(shè)計(jì)了一個報(bào)警裝置，其原理如圖所示.在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積

S=inocm5,質(zhì)量ni=1kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動.開始時(shí)氣體處于

溫度T/=300K、活塞與容器底的距離旌=anew的狀態(tài)4.環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活

塞緩慢上升d=3mn恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B.活塞保持不動，氣體被繼續(xù)加熱

至溫度%=303K的狀態(tài)C時(shí)觸動報(bào)警器.從狀態(tài)d到狀態(tài)。的過程中氣體內(nèi)能增加了A"=1M.1

.取大氣壓p=0.99x10ipa,求氣體：

(1)在狀態(tài)B的溫度.

(2)在狀態(tài)C的壓強(qiáng).

(3)由狀態(tài)2到狀態(tài)。過程中從外界吸收熱量Q.

三、近代物理初步

?基礎(chǔ)知識

知識點(diǎn)公式與敘述

能量子￡.hw「是電磁波的頻率，人為普朗克常量，

h=6.626x1O-34J-S

12

-meu=euc遏止電壓正比于光電子的最大初動能

遏制電2C

壓

光電效hv=Ek+W。或光電子的最大初動能等于光子能量與逸出功的

應(yīng)方程Ek=hv-Wo差，即最大初動能由光子能量(頻率)決定

波粒二

逸出功Vc=hv-Ek

象性

Wo

極限頻發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光頻率V>VC

率

hhr

光子的p=T--為普朗克常量，N是光子的頻率，入為光子的波

動量長，C為真空中光速

E

德布羅v=~h實(shí)物粒子也具有波動性，即每一個運(yùn)動的粒子都

意波與一個對應(yīng)的波相聯(lián)系，而且粒子的能量B和動量

A—門跟它所對應(yīng)的波的頻率v和波長人之間，也像光子

跟光波一樣

h

不確定△工M>—如果要更準(zhǔn)確地確定粒子的位置（即AT更小），那

性么動量的測定一定更不準(zhǔn)確（即An更大）

A"（!土）

巴耳末式中n只能取整數(shù)，〃稱為里德伯常量，

公式n=M,4,S,,..R=i.inxin7m-,

氫原子E"=K品為氫原子基態(tài)能量，El=-136*v

原子結(jié)

能級

構(gòu)

2

電rn=nriri為氫原子基態(tài)時(shí)電子繞原子核運(yùn)動軌道的半

道半徑徑，r.=0.53xlC-10m

頻率條hv=EE-&在原子未電離的情況下，原子吸收或輻射光子的

件能量必定等于兩能級的能量差

a衰變JxT￡,Y+?He

P衰變”T3Y+，C

P衰變的MT；H+°1€

原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，a衰變和0

實(shí)質(zhì)

衰變一般都伴有丫衰變

兩個重港uT群Th+；He

要的衰鏟Th-沖Pa+0,e

變

原子核

半衰期V余_岫0：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)

m余一m原（：）間，叫作半衰期。半衰期由放射性元素的原子核

內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理狀態(tài)或

化學(xué)狀態(tài)無關(guān)

質(zhì)子的^He+，NTF0+}H年由盧瑟福發(fā)現(xiàn)

發(fā)現(xiàn)

4

中子的2He+4Be—>612C+o1n1932年由查德威克發(fā)現(xiàn)

發(fā)現(xiàn)

質(zhì)能方E=mc2或\E=Amc2原子核釋放能量時(shí)，要產(chǎn)生質(zhì)量虧損，該公式揭

程示了質(zhì)量虧損與能量之間的關(guān)系

23

核裂變25U+O1n-5144Ba+8369kr+3on使重核分裂成中等質(zhì)量的原子核的核反應(yīng)叫重核

的裂變，重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接

一代繼續(xù)下去的過程叫鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

核聚變2H+31H-42He+01n+17.6Mev兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)叫核聚變

e高考考向

@考向一：原子物理

12.艷原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，的原子鐘利用的兩能級的能量

差量級為,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量九=6.63XLOMJ-8,元電荷

e=1.60x10-19c）（）

A.WmB.c.infD.ME

13.被譽(yù)為"中國天眼”的大口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡已發(fā)現(xiàn)660余顆新脈沖星，領(lǐng)先世界.天眼對距地球

為匕的天體進(jìn)行觀測，其接收光子的橫截面半徑為n.若天體射向天眼的輻射光子中，有從4<1脂被

天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的頻率為啪勺“N個光子.普朗克常量為A,則該天體發(fā)射頻率為U

光子的功率為（）

禮1fa/

4R2N2R2N

14.202陣1（1月,我國自主研發(fā)的〃夸父一號〃太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射.該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太

陽望遠(yuǎn)鏡可用于探測波長為121￡nm的氫原子譜線（對應(yīng)的光子能量為10,2eV）.根據(jù)如圖所示的氫

原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子（）

初eV

0

4-0.85

3-1.51

2-3.4

1---------------------------136

A.n=/口nn=