物理选修33Word文件下载.docx

1、d = （球体模型）d = （立方体模型）（3）计算物质所含的分子数：n = （四）温度是表征物体的冷热程度和物体内分子的平均动能的物理量。摄氏温标t:单位，在1atm下，冰的熔点为0，水的沸点为100。热力学温标：将作为0K两种温标的关系：一般写成（五）物体的内能1分子的平均动能：物体内分子动能的平均值叫分子平均动能2温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子平均动能越大分子势能的大小与物体的体积有关当分子间的距离rr0时，分子势能随分子间距离增大而增大；当rr0时，分子势能随分子间距离减小而增大；当r = r0时，分子势能最小3物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和叫物体的内能4.内能

2、与机械能的区别：物体内能是物体内大量分子所具有动能和势能的总和，宏观上取决于分子数N，温度，体积。物体机械能是物体整体运动具有动能和势能总和，取决于质量m，速度v，高度h，形变。例1、已知水的密度，水的摩尔质量。求：（1）1cm3的水中有多少个水分子。（2）估算1个水分子的线度多大？分析与解答：（1）要求1cm3的水中分子数，就要知道摩尔体积，据可求出摩尔体积，则每厘米3水中分子数：（2）建立水分子的球模型，水分子的体积，则有水分子直径：说明：对于固、液体来说，在估算分子（或原子）的大小时，可以忽略分子之间的间隙，近似认为组成它们的分子是一个挨着一个排列的。根据这样的理想化模型，任何固、液体的

3、摩尔体积均可近似着作等于NA（阿伏伽德罗常数）个分子体积V的总和。便由此可求出1个分子的体积如果把分子看成是一个球体，则可进一步求出分子的直径d，对于任何固、液、气体来说，它们的摩尔质量均恒等于NA（阿伏伽德罗常数）个分子质量m的总和，由此便可求一个分子的质量例2：取一滴体积为V，密度为、摩尔质量为M的油滴，将其油滴于水面上后展成面积为S的单分子油膜，估算阿伏伽德罗数。分析解答：求伏伽德罗常数有两条思路，一是用摩尔质量与分子质量的关系；二是用摩尔体积与分子体积的关系。本题已知油滴体积，单分子油膜的厚度即为分子的直径，由此可以建立油滴体积与分子体积的关系，故可用体积关系求常数。设分子直径为d，则

4、一个油分子的体积，油的摩尔体积为，阿伏伽德罗常数例3、关于布朗运动，下列说法正确的是（）A布朗运动是指微粒的无规则运动B布朗运动是指液体分子的无规则运动C布朗运动说明了微粒分子的无规则运动D微粒越小，液体温度越高，布朗运动越剧烈，说明分子的无规则运动越剧烈关于布朗运动问题应从实质、成因、影响因素上认识。应指出的是利用一般的光学显微镜是不能观察到分子的，而只能看到悬浮在液体中的微粒，所以我们看到的做无规则运动的“小颗粒”应是悬浮在液体中的微粒。因此选项A正确，而选项B是错误的。微粒中分子包含在微粒内部，对整个微粒的作用力合力为零。因此不能改变微粒的运动状态，微粒的运动也就不能说明微粒分子的运动，

5、故C选项错误。当微粒足够小时，它受到来自各个方向液体分子的撞击是不平衡的，出现无规则运动。微粒越小，在大量分子撞击作用下越容易改变运动状态，液体温度越高，分子无规则运动越剧烈，从而导致分子对微粒的撞击力越大，撞击也越频繁。所以微粒小，液体温度高都是造成微粒无规则运动加剧的原因，故D选项正确。例4、当两个分子从靠近得不能再靠近起，距离逐渐增大，直到它们间的相互作用力可忽略为止。对于这一过程中分子力的描述不正确的是（）A分子间的斥力在逐渐减小B分子间的引力在逐渐减小C分子间相互作用力的合力在逐渐减小D分子间相互作用力的合力先是减小，然后增大到某一最大值，又减小到零当分子间距时，分子力（引力、外力的

6、合力）随r增大而减小，当分子间距时，分子力表现为引力，当分子间距增大时，分子力先增大，到某一最大值后，又逐渐减小至零。故A、B、D选项正确，C选项错误。例5、根据分子运动论，物质分子之间的距离为时，分子间的引力与斥力大小相等，以下关于分子势能的说法正确的是A当分子间距为时，分子具有最大势能，距离增大或减小，势能都变小B当分子间距离为时，分子具有最小势能，距离增大或减小，势能都变大C分子间距越大，分子势能越大，分子间距越小，分子势能越小D分子间距越大，分子势能越小，分子间距越小，分子势能越大分子热能是由分子间距决定的。在时，分子间无相互作用，设此处的势能为零，在r减小时，引力做正功，分子势能减小

7、。当时，分子势能达到最小；时，r减小，外力做负功，分子势能增加，故B选项正确。A、C、D错误。例6、下列说法正确的是（）A温度低的物体内能小B温度低的物体内分子运动的平均速率小C物体加速运动时，速度越来越大，物体内分子的平均动能也越来越大D外界对物体做功时，物体内能不一定增加内能指物体内所有分子的动能和势能的总和。温度低的物体，其分子平均动能小，但内能不一定小。故A错。温度低分子平均动能小，而不同物体分子质量不同，所以温度低的物体平均速率不一定小。故B错，物体运动的速度增加，其宏观整体的动能增大，但只要温度不变，物体内分子无规则运动的平均动能就不变。故C选项错。物体内能改变要看做功和热传递的代

8、数和。做功过程没说热传递过程，物体内能就不一定增加，故D正确。答案：D气体内容概述1、玻意耳定律（1）内容概述：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强跟体积成反比，（2）数学表达式：P或 P1Vl P2V2（3）图象解析：玻意耳定律可以用图线表示在平面直角坐标系中，用纵轴表示气体的压强P，用横轴表示气体的体积V，在坐标平面上的点代表气体的一个状态温度相同的一系列点组成的曲线就是气体的等温线，代表气体的一个等温变化过程由于等温变化过程中气体的体积和压强成反比，因而等温线是双曲线的一支对于一定质量的气体而言，不同的等温线对应于气体的不同温度PV乘积越大的等温线表示气体的温度越高如上图所示的两

9、条等温线，在相同压强下的体积V2V1，就表示它们分别代表的温度T2Tl.同样也可以根据相同体积下的压强大小来判断温度高低利用图线反映状态变化情况就比较直观（4）解题方法指导：在使用玻意耳定律解题时，要首先明确所研究的气体，尽可能分析清楚气体的变化过程，选择变化过程中的某两个状态正确写出它们的状态参量（包括未知量），然后根据玻意耳定律列出方程，设法从所列方程中解出要求的末知量。2、查理定律一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强跟热力学温度成正比。 P T 或（3）图线解析：查理定律可以用图线表示在平面直角坐标系中，用纵轴表示气体的压强，用横轴表示气体的热力学温度T，在坐标平面上的点代表气体

10、的一个状态，体积相同的一系列点组成的曲线就是气体的等容线，代表气体的等容变化过程。由于等容变化过程中气体的压强与热力学温度成正比，因而等容线是一条倾斜的直线对于一定质量的气体而言，不同容积下的等容线对应于气体的不同体积P/T的值越大的等容线表示气体的体积越小如上图所示的两条等容线分别代表的体积关系为V2V1.延长等容线可以看到，当P0时，等容线的延长线通过坐标原点，这时对应的热力学温度为0（K）实际上，在温度降到0（K）之前，查理定律已不适用，因此等容线向坐标原点方向的延长线要用虚线表示3、盖 吕萨克定律一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，体积与热力学温度成正比 V T或= V = V0（

11、1 + t）盖吕萨克定律也可以用图线表示在平面直角坐标系中，用纵轴表示气体体积V，用横轴表示气体的热力学温度T，在坐标平面上的点代表气体的一个状态压强相同的一系列点组成的曲线就是气体的等压线，代表气体的等压变化过程由于等压变化过程中气体的体积与热力学温度成正比，因而等压线是一条倾斜的直线对于一定质量的气体而言，不同压强下等压的等压线对应着气体的不同压强，V/T的值越大的等压线表示气体的压强越小如上图所示的两条等压线分别代表的压强关系为P2P1 .延长等压线可以看到，当V0时，等压线的延长线通过坐标原点，这时对应的热力学温度为0（K），这时气体不能看作理想气体，盖吕萨克定律已不适用，因此等压线向

12、坐标原点方向的延长线也要用虚线表示。4、理想气体状态方程（1）内容：一定质量的理想气体，压强和体积的乘积与热力学温度的比值等于一个常量。即= = = C （常量）（2）理想气体状态方程的应用：用理想气体状态方程解决问题时，要注意选取一定质量的气体作为研究对象，根据题目叙述的状态变化过程，选择变化过程中的两个状态、并分析其状态参量，状态参量不一定都是已知量，很多情况下它会包含题目所要求的未知量，如气缸活塞类问题，往往根据活塞的平衡来确定气体的压强，试管水银柱类的问题，若水银柱平衡，可由平衡条件来求气体的压强，若水银柱处于加速状态，可由牛顿第二定律确定水银柱所受气体的压力从而确定气体的压强。一旦破

13、译了题设的有关隐含量，再根据理想气体状态方程可列出方程并求出未知量对于有两部分或者两部分以上气体相联系的问题，由于涉及的物理量比较多，通常难度也比较大，因而在高考中也时常出现，解决这类问题时，不仅要有扎实的基本功，还需要有清晰的思路和综合分析能力。（一）基本概念的理解1、关于温度、压强的理解:（l）温度：宏观上表示物体的冷热程度；微观上是分子平均动能的标志（2）压强：宏观上是单位面积上所受的压力；微观上是大量气体分子对器壁的频繁碰撞所致2、求封闭气体压强的两种基本方法：（1）如果封闭物（如液柱、活塞等）静止或匀速运动时，则采用平衡法，即F=0（2）如果封闭物（如液柱或活塞等）做匀变速运动时，则

14、采用牛顿第二定律求解法，即F=ma3、常见的气体压强单位的换算：l标准大气压=76cmHg=1.013105Pa=10.34米水柱4、在做好玻意耳定律的实验的基础上学会采用三种方或描述：（1）列表法：（2）图线法；（3）数学公式表达法5、在P-V图象上的等温线特点：等温线是一簇双曲线，在这簇双曲线里越远离坐标原点的双曲线代表温度越高6、为了证实等温变化曲线是双曲线，可采用画P-图象来直观反映。此时在P-图象里反映的是过坐标原点的正比直线，且斜率大者温度高7、应用玻意耳定律解题要跟踪一定质量的气体，先找出对应的始末状态的P、V参量，再列方程求解，方程式两边的单位只要能统一即可8、正确理解的物理含

15、义，注意p0为0时气体的压强，pt为t时气体的压强9、在pt图像上的等容线特点：等容线是一簇不过坐标原点的倾斜直线，在这簇倾斜直线里斜率越小，体积越大；斜率越大，体积越小。10、查理定律的微观解释：在单位体积内所含的分子数不变的情况下，温度升高，单位时间内分子撞击器壁的次数增多，而且每次撞击器壁的冲力也增大，所以气体的压强增大；反之，温度降低，则压强减小11、热力学温度和摄氏温度的每一度温差的大小是相同的，即T=t；只是它们的零度起点不同绝对零度是宇宙间低温的极限，只能无限接近，永远无法达到12、引入热力学温标后的查理定律表达式：p1/p2=T1/T2 或 p/T=恒量 或 p=KT（K为恒量

16、）13、判断两团气体被液柱（或活塞）隔开，当温度变化时液柱（或活塞）移动问题的基本方法：设等容法。即14、理想气体的微观模型：每个分子都可以看作是弹性小球；气体分子本身的大小可以不计；除碰撞的瞬间外，气体分子之间没有相互作用15、推导气态方程基本方法：假设中间过渡状态，设气体先等压变化后等容变化；也可采用先等容变化后等压变化来进行推导。16、气体实验定律的图线意义，如图所示要注意：（l）各定律在p-V、p-T和V-T图像中的对应围线形状（2）图线中某点所代表的物理意义；图线中某线段所代表的物理意义（3）对于一定质量的气体；p-V图线的pV积的大小反映气体的温度高低；p-T图线的斜率大小反映气体

17、的体积：VT图线的斜率大小反映气体的压强17、应用气态方程解题的方法步骤1）选取研究对象，即确定研究的是哪一部分气体（或哪几部分气体），并将这部分气体从周围环境中“隔离”出来2）对研究对象进行状态分析和状态变化过程分析，即分析初、末状态的压强、体积和温度中，哪些已知，哪些未知；有时还有中间态（为避免混淆可画简图或列图表进行对比分析）还要分析状态变化的特点（质量有无变化、有无不变的参量等）3）根据状态变化特点列方程若问题只与气体的一个状态相关，应选用PV RT列方程，若涉及两个状态，且气体质量不变，应选用列方程，如果有两个以上的研究对象，有时还要利用它们之间的压强关系、体积关系或温度关系列出辅助

18、方程4）解方程，统一单位，进行运算，求出结果有时还需对结果进行必要的讨论，在应用定质量气态方程 解题时，公式两边的P和V的单位必须统一在应用克拉珀龙方程PVRT 解题时，R的单位要与P、V的单位相适应；在国际单位制中，压强的单位为“Pa”，体积的单位为“m3”，温度的单位为“K”，摩尔气体常量R 8.3J/molK无论用气态方程的哪种形式解题，T的单位都必须采用热力学温度（二）被封闭的气体的压强在应用气体定律和气态方程解题时，往往要选择被封闭的气体为研究对象，正确求解气体的压强是解题的关键被封闭的气体压强的计算一般有以下几种方法1、利用连通器原理连通器原理告诉我们：在同种液体中同一水平面上的各

19、点压强都相等当管内液面低于管外液面时（如图所示），设大气压强为p0，管内液体与管外液体便构成了一个连通器，在同一水平面上分别取两点A、B，故pA=pB，由于pA=po+液gh，而且p气=pB，故有p气=PO-液gh当管内液面高于管外液面时（如图所示），分析方法与上述相同，容易得到：p气=PO-液gh例1、如图所示，U型管左端有一段被封闭的气体A，右端也有一段被封闭的同样的气体B，它们均被水银所封闭，其余尺寸如图所示，单位为cm，设大气压为p0求：被封闭的气体A和B的压强解答：对B气体，其压强pB=（p0L）cmHg再取左管中D点为分析对象，由连通器原理，则：pD=pB设a气体压强为pA，气体A

20、下部L1+L2深度处D点压强为pD=（p0+L1+L2）cmHg由于=，故得pA=（p0+L-L1-L2）cmHg，由可知，pB=（p0+L）cmHg2、利用静力平衡原理如果气体被液体或其它物体所封闭且处于平衡状态可以利用力的平衡原理求解要注意（l）在进行压强的加减运算时，一定要注意压强单位的统一；（2）静力平衡法只适用于热学系统处于静止或匀速运动状态封闭气体压强的计算例2、汽缸截面积为S，质量为m的梯形活塞上面是水平的，下面倾角为，如图所示。当活塞上放质量为M的重物而处于静止设外部大气压为P0，若活塞与缸壁之间无摩擦求汽缸中气体的压强？取活塞和重物为研究对象，进行受力分析：受重力（mM）g，

21、活塞受到大气竖直向下的压力P0S，同时也受到封闭气体对活塞的推力P气S，方向跟活塞斜面垂直，如图所示同时右缸壁对活塞有弹力N作用，方向水平向左，它们处于平衡状态，符合共点力平衡的条件，即合力等于零所以在数值上（mM）g+ P0S 与N的合力等于P气S，且反向又例3、如图所示，两圆柱形气缸均水平固定，大小活塞光滑、面积分别为S2和S1，两活塞之间有水平杆连接，当小气缸内封闭气体压强为P1时，水平杆处于静止状态求大气缸内所封闭气体的压强P2（设大气压为P0）取大小活塞、连杆这一整体为研究对象。进行受力分析，如图所示利用平衡条件建立方程：P0S1P2S2= P1S1P0S23、应用牛顿运动定律求解若

22、封闭气体的系统作匀变速运动时，可以对研究对象进行受力分析、并应用牛顿第二定律列出动力学方程来求出被封闭的气体的压强例4、均匀玻璃管内有长L的水银柱将一段气体跟外界隔开现将玻璃管开口端向下放在斜面上，其斜面倾角为，当玻璃管下滑时，玻璃管跟斜面之间摩擦系数为设外部大气压强为P0，水银密度为如图所示求：（1）玻璃管加速下滑时，被封闭气体压强；（2）若玻璃管开口向上放在斜面上，当玻璃管也加速下滑时，被封闭气体压强又为多大？先取玻璃管（含内部水银柱）为研究对象，设玻璃管横截面积为S，整体总质量为M受力分析如图所示由牛顿第二定律可得：Mgsin-Mgcos=Ma由解得a=g（sin-cos）这里说明一下，

23、大气压强P0对整体作用的合力为零不予考虑，另外，玻璃管中所封闭气体的质量忽略不计。再取长为L的水银柱为研究对象，受力分析如图所示可得动力学方程：gLsin+PS-P0S=LSa再将代入式，解得：P=P0Lgcos当玻璃管L开口向上时，求解被封闭的气体压强思路方法与上述相同，很容易得到P= P0+Lgcos在、式中，若=0，则P=P=P0，这说明装有水银的玻璃管在斜面上无摩擦下滑时，管内被封闭气体的压强均等于外界大气压，且跟玻璃管开口的方向无关，因为这个系统处于完全失重状态。只有斜面有摩擦时，玻璃管内气体的压强才会大于或小于外界大气压强。（三）利用图象讨论气体状态变化问题利用图象讨论气体状态的变

24、化首先必须熟悉气体三个等值变化的基本图象及与三个等值变化直接相关的物理量的变化情况1、等温变化的图象一定质量的气体等温变化的图线在PV图上是以P轴、V轴为渐近线的双曲线，质量一定，温度越高，该双曲线越偏离PV轴若温度一定，等温线偏离P、V轴愈远，则对应气体质量愈大如图所示，若质量一定，则TITII；若温度一定，则mImII例5、某学生做验证玻意耳定律的实验时得到了如图所示的图线（实线）（l）若该生“等温”的条件掌握得很好，试分析是何原因；（2）若该生实验的过程中密封得很好，请分析是何原因首先分别过A、B两点画两条等温线（如图中的虚线），可以看出过B点的等温线较过A点的远离P、V轴（1）若在实验

25、过程中温度保持不变，则由气体在A、B两状态的质量关系mAmB。得出A到B的过程中，气体的质量在增大，这是因为体积增大，压强减小，密封得不好，外界气体跑进管内（外界压强大于管内压强），导致封闭气体的质量增大。（2）若在实验过程中密封得很好，即密封气体的质量不变，则由两条等温线的位置关系可看出TBTA，即密封气体的温度升高了，这是由于外界温度较低，实验者手握注射器下方，导致气体温度升高2、等容变化的图象一定质量的气体等容变化的图线在P-T图上是一条（延长线）过原点的直线。质量一定，容积越大，直线的斜率越小（取一确定的温度，容积越大，压强越小，直线的斜率越小）若容积一定，质量越大，直线的斜率越大如图

26、所示，若质量一定，则VIV，若容积一定，则mImII例6、某学生在做验证查理定律的实验时得到了如图实线所示的图线（1）若该生“等容”的条件掌握得很好，试分析是何原因？（2）若该生在实验过程中密封得很好，试分析是何原因？首先分别过A、B两点画两条等容线（如图虚线所示），可以看出过A点的等容线其斜率大于过B点的等容线（1）若在实验过程中容积保持不变，则由气体在A、B两状态的质量关系mAmB，即A到B的过程中，由于封闭气体的压强增大，大于外界压强，气体外逸，导致封闭气体的质量减小（2）若在实验过程中密封得很好，即封闭气体的质量不变，由等容线A的斜率大于B的斜率可以得出，VBVA，即封闭气体的体积在压

27、强增大时也增大了3、等压变化的图象一定质量的气体等压变化的图线在V-T图上是一条（延长线）过原点的直线质量一定，压强越大，直线的斜率越小；若压强一定，质量越大，直线的斜率越大若质量一定，则PIP；若压强一定，则mIm4、应用图线判定气体某热循环过程能否实现的问题例7、一定质量的理想气体处于某一初状态，现要使它的温度经过状态变化后回到初始的温度，用下列哪些过程可能实现（）A、先等压膨胀，再等容而减小压强B、先等压减小体积，再等容减小压强C、先等容增大压强，再等压而增大体积D、先等容减小压强，再等压增大体积此题若用状态方程来分析，既繁琐又易出错，若用PT图象来讨论，则一目了然设气体的初状态为A，中间状态为B，末状态为C。根据上面四种状态变化过程分别画出它们的P-T图象，如图中（A）（B）（C）（D）所示由于B图中气体温度始终减小，故不能实现C图中气体温度始终升高，也不能实现，而A、D两图中，根据变化趋势，TA和TC有相同的可能，放本题答案为AD热力学定律重、难点知识讲解