高中物理選修3-3知識點整理復習過程一、分子動理論1、物質是由大量分子組成的。單分子油膜法可以用來測量分子直徑，其中V是滴入淺水盤中純油酸的體積，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任何物質含有的微粒數相同NA6.021023mol1。我們可以利用阿伏伽德羅常數聯系宏觀量與微觀量，例如分子質量：mMmolNA，分子體積：vVmol（對于固體和液體，分子體積；對于氣體，分子平均占有空間體積）。2、分子永不停息的做無規則的熱運動。擴散現象是不同物質能夠彼此進入對方的現象，說明了物質分子在不停地運動，同時還說明分子間有間隙。溫度越高擴散越快。布朗運動是懸浮在液體中的固體顆粒的無規則運動，不是分子熱運動，但顆粒很小，是在顯微鏡下才能觀察到的。布朗運動的三個主要特點是永不停息地無規則運動，顆粒越小，布朗運動越明顯，溫度越高，布朗運動越明顯。布朗運動是由于液體分子無規則運動對固體微小顆粒各個方向撞擊的不均勻性造成的。布朗運動間接地反映了液體分子的無規則運動，擴散現象的產生原因是物體分子做無規則熱運動。兩者都有力地說明分子在永不停息地做無規則運動。熱運動是分子的無規則運動與溫度有關，簡稱熱運動，溫度越高，運動越劇烈。布朗運動不是分子熱運動，擴散現象是分子熱運動。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。當兩個分子間距在圖象橫坐標r距離時，分子間的引力與斥力平衡，分子間作用力為零，r的數量級為1010m，相當于r位置叫做平衡位置。當分子距離的數量級大于忽略不計時，分子間作用力可以忽略不計。4、溫度。溫度是分子熱運動的表現，溫度越高，分子的無規則運動越劇烈。分子的熱運動可以解釋物體的熱膨脹、熱傳導、熱容等熱現象。器壁單位面積上受到的分子碰撞數N與nv成正比。此外，單位面積上受到的力與溫度有關，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別在于是否有固定的熔點。晶體與非晶體并不是絕對的，有些晶體在一定的條件下可以轉化為非晶體。單晶體是由一個完整的晶體構成，而多晶體是由許多雜亂無章的小晶體排列而成。同一種物質微粒可以生成結構不同的晶體，例如金剛石和石墨都是碳原子組成的原子晶體，但物理性質差別很大。表面張力是指當表面層的分子比液體內部稀疏時，分子間距比內部大，表面層的分子表現為引力。這種現象在露珠、熔化的金屬凝固時會變成近似球形，以及昆蟲在水面上運動時也會出現。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，但位置無序，可自由移動，具有流動性。光學各向異性是指分子的排列從某個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章的。在溫度、壓力、電磁作用下，會改變液晶分子排列，從而影響液晶的性質。液體和固體接觸時會出現浸潤和不浸潤現象。如果附著層中的液體分子比液體內部稀疏，跟固體接觸的液體表面積有縮小的趨勢，細管中液面是凸形，形成不浸潤現象；如果附著層中的液體分子比液體內密集，跟固體接觸的液體表面積有擴展的趨勢，細管中液面是凹形彎月，形成浸潤現象。浸潤的應用包括毛巾浸潤水和洗滌劑浸潤油污，而不浸潤的應用包括雨傘布不浸潤水。實際上，雨傘不漏水與表面張力和不浸潤現象都有關系。兩者的區別在于含義和單位。相對濕度是空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度下水的飽和汽壓的差距，而不是絕對數量。當水蒸氣的壓強離飽和汽壓越遠，即相對濕度越小，就越有利于水的蒸發，人們就會感覺干爽。下面是一些選擇題：1.正確的圖線應該是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.判斷錯誤的選項是C，因為銅原子的質量不是M，而是M/N_A。4.正確的說法是B，當r小于r1時，分子間的作用力表現為斥力。5.正確的選項是D，乙分子由b到d的過程中，兩分子間的分子勢能一直增加。6.正確的說法是B，達飽和汽時液面上的氣體分子的密度不變。7.正確的說法是B。減弱氣體分子熱運動的劇烈程度可以降低氣體的溫度。8.氣體體積在bc過程中保持不變。9.正確的說法是B。曲線M的bc段表示固液共存狀態。10.正確的說法是D。空氣的相對濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時空氣中所含水蒸汽的壓強之比。11.正確的說法是C。相同溫度下絕對濕度越大，表明空氣中水汽越接近飽和。12.正確的說法是B。通過壓強不變的過程實現時，內能變化量為0，所以ΔU1=0，而通過溫度不變的過程實現時，熱量傳遞的值相同，所以Q1=Q2，但是通過壓強不變的過程實現需要更多的功，所以W1>W2。13.正確的說法是A。功轉變為熱的實際宏觀過程是不可逆過程，符合熱力學第二定律。17\在“用油膜法估測分子大小”的實驗中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.6mL。用注射器測得1mL上述溶液有80滴。將1滴該溶液滴入盛水的淺盤內，讓油膜在水面上盡可能散開，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為1cm。根據實驗數據，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。（結果保留兩位有效數字）（3）利用單分子油膜法可以粗測分子的大小和阿伏加德羅常數。如果已知體積為V的一滴油在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油的密度為ρ，摩爾質量為M，則阿伏加德羅常數的表達式為N_A=ρV/(MS)。(4)用油膜法測出油酸分子的直徑后，要測定阿伏加德羅常數，還需要知道油滴的體積。度為ρ的液體。現將U形管傾斜一個小角度θ，使液面高度差為h。求液體的表面張力系數γ。解析：由幾何關系可知，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。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，壓強為p，摩爾質量為M。將該氣體加壓至壓強為2p，同時將溫度降低至原來的一半。求加壓前后氣體的摩爾體積。解析：根據理想氣體狀態方程，有pV=nRT，其中n為氣體的摩爾數，R為氣體常數。將該式兩邊同時乘以摩爾質量M，得到：pVM=MnRT將壓強加倍，溫度降為原來的一半，有：2pV/2=nR(T/2)化簡可得：pV=nR(T/4)將兩個式子相除，消去n和R，得到：V2/V1=2因此，加壓前后氣體的摩爾體積變為原來的二倍。度為ρ的液體，左右兩管內液面等高，兩管內空氣柱長度均為L，壓強均為大氣壓強p，重力加速度為g。右管內有一質量為m的活塞擱在固定卡口上，卡口與左管上端等高，活塞與管壁間無摩擦且不漏氣。現使左右兩管溫度同時緩慢升高，在活塞離開卡口上升前，左右兩管液面保持不動。求右管活塞剛離開卡口上升時，右管封閉氣體的壓強p1，溫度升高到T1為多少時，右管活塞開始離開卡口上升，溫度升高到T2為多少時，兩管液面高度差為L。(1)活塞剛離開卡口時，對活塞受力分析有mg+pS=p1S，得p1=p+mg/S。(2)兩側氣體體積不變，由查理定律，右管內氣體，T1=T(1+pS/L^3)。(3)左管內氣體，V2=L2S，L2=L+h，p2=p+ρgh，應用理想氣體狀態方程，T2=(3T/4)(p+S/L+ρgh)/(p+ρgh)。如圖所示，內徑均勻的導熱性能良好的“U”形玻璃管豎直放置，橫截面積S=5cm^2，右側管上端封閉，左側管上端開口，內有用細線拴住的活塞，兩管中均封入長L=11cm的空氣柱A和B，活塞上、下表面處的氣體壓強均為p=76cm水銀柱產生的壓強，這時兩管內的水銀面的高度差h=6cm。環境溫度恒定，現用細線緩慢地將活塞向上拉，使兩管內水銀面相平，則：①此過程中活塞向上移動的距離h′是多少？②此過程中空氣柱B內的氣體對外界做正功，氣體將吸熱。(1)活塞向上移動的距離h′等于h/2。(2)空氣柱B內的氣體對外界做正功，氣體將吸熱。對于一定量的理想氣體，當分子熱運動變劇烈時，壓強可以不變。1.在一個導熱容器中，有一定質量的氣體，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”形細管，細管兩邊水銀柱高度差為76cm。閥門K連接著B室，可以與大氣相通。現在閥門K被打開，要求求出最終A室內氣體的體積和A室內氣體吸熱還是放熱。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室內氣體的壓強，Va和Vb分別為A室和B室內氣體的體積。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室內氣體的體積為3V。其次，容器導熱，A室內氣體溫度不變，內能不變，由熱力學第一定律可知，體積增大，氣體對外做功，則A室內氣體吸收熱量。2.一個導熱的氣缸水平放置，氣缸壁是導熱的，兩個活塞A和B將氣缸分隔為1、2兩氣室，達到平衡時1、2兩氣室體積之比為3：2。在室溫不變的條件下，緩慢推動活塞A，使之向右移動一段距離d，要求求活塞B向右移動的距離。解答如下：因為氣缸水平放置，又不計活塞的摩擦，所以平衡時兩氣室內的壓強必相等，設室內壓強為p，氣室1、2的體積分別為V1和V2，在活塞A向右移動d的過程中活塞B的距離為x，最后氣缸壓強為ρ。因溫度不變，分別對氣室1和2的氣體運用玻意耳定律，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）聯立，解得x=2d/3。3.一個橫截面積為S的上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置，玻璃管的下部封有長l1=25.0cm的空氣柱，中間有一段長l2=25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3=40.0cm。已知大氣壓強為p=75.0cmHg。現在將一活塞從玻璃管開口處緩緩往下推，使管下部空氣柱長度變為l1′=20.0cm。假設活塞下推過程中沒有漏氣，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為p1=p+l2。設活塞下推后，下部空氣柱的壓強為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