2015届高考物理二轮复习学案：专题14 选修3-3(人教版)
2015版高中物理(人教版选修3-4)教师用书：13.2 全反射 讲义
课时13.2全反射1.知道光疏介质、光密介质,认识光的全反射现象。
2.知道产生全反射的条件,能解释全反射现象,会计算临界角。
3.知道全反射棱镜及其应用,初步了解光导纤维的工作原理。
重点难点:临界角的概念,全反射的原理及其应用。
教学建议:全反射现象在生活中常会遇到,本节从光的折射入手,探讨了光发生全反射的条件以及相关应用。
要理解“光密”和“光疏”的概念,不但要了解“密”与“疏”是相对而言的,还要让学生知道不能将光密与光疏跟介质密度的大小混同起来。
要正确理解临界角的概念,要知道折射角随入射角的增大而增大,而且反射光不断增强,折射光不断减弱。
全反射棱镜和光导纤维是全反射的应用,这部分内容有利于开阔学生视野,加深对全反射的认识。
导入新课:光亮的铁球,在阳光下很刺眼,将光亮铁球夹在试管夹上,放在点燃蜡烛的内焰上进行熏黑,再将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中,奇怪的现象发生了,放在水中的铁球变得比在阳光下更亮。
1.全反射(1)光密介质和光疏介质两种介质相比,折射率较大的叫①光密介质,折射率较小的叫②光疏介质。
(2)全反射当光从光密介质射入光疏介质时,同时发生③折射和④反射。
如果入射角逐渐增大,折射光离法线会越来越远,而且越来越弱,反射光却越来越强。
当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,⑤折射光完全消失,只剩下⑥反射光,这种现象叫作全反射。
这时的入射角叫作⑦临界角。
(3)发生全反射的必要条件a.光由⑧光密介质射入⑨光疏介质;b.入射角⑩等于或大于临界角。
2.全反射棱镜截面为等腰直角三角形的玻璃棱镜,当光线垂直任意一个表面射入时,在棱镜内部都能发生全反射,所以这样的棱镜叫全反射棱镜。
全反射棱镜的反射率大于(填“大于”或“小于”)平面镜的反射率。
3.光导纤维(1)光导纤维的工作原理:光在玻璃纤维内发生全反射,光沿锯齿路线传播。
(2)光导纤维传输信息的优点:容量大、衰减小、抗干扰性强。
1.光在光疏介质中传播速度大还是在光密介质中传播速度大?解答:光疏介质。
【高中物理】高中物理人教版选修3-3学案：第九章2液体-
2液体1．液体的微观结构(1)液体的宏观性质①液体具有一定的体积；②液体不易被压缩；③液体没有固定的形状，具有流动性；④液体的物理性质表现为各向同性。
(2)液体的分子间距离大约为r0，液体分子的热运动主要表现为在平衡位置附近做微小的振动，这一点跟固体分子的运动情况类似，但液体分子没有固定的平衡位置，它们在某一平衡位置附近振动一小段时间后，又转到另一个平衡位置去振动。
这就是液体具有流动性的原因。
这一个特点明显区别于固体。
A．非晶体的结构跟液体非常类似，可以看成是黏滞性很大的液体B．液体的物理性质一般表现为各向同性C．液体的密度总是小于固体的密度D．所有的金属在常温下都是固体解析：由液体的微观结构知A、B正确；有些液体的密度大于固体的密度，例如汞的密度就大于铁、铜等固体的密度，故C错；金属汞在常温下就是液体，故D错。
答案：AB点技巧：非晶体的微观结构跟液体非常相似，所以严格地说，只有晶体才叫做真正的固体。
2．液体的表面张力(1)实验探究：用肥皂水做实验来证明液面有收缩趋势。
①把一根棉线拴在铁丝环上(棉线不要拉紧)，铁丝环在肥皂水里浸过后，环上出现肥皂水的薄膜，用热针刺破铁丝环上棉线两侧肥皂水薄膜的任意一部分，棉线会被另一侧薄膜拉成弧形，棉线被拉紧。
②把一个棉线圈拴在铁丝环上，让环上布满肥皂水的薄膜。
如果用热针刺破棉线圈内的那部分薄膜，外边的薄膜会把棉线拉紧呈圆形。
实验现象表明，液体的表面层好像是绷紧的橡皮膜一样，具有收缩的趋势。
(2)理论分析：与气体相接触的液体的表面层中，液体分子分布较液体内部稀疏，即分子间距大于r0，所以分子力表现为引力。
(3)表面张力：液面各部分间存在的使液面绷紧的相互吸引力，叫做表面张力。
表面张力的方向垂直液面分界线，且与液面相切。
【例2】有人在研究肥皂膜时做了下面的实验：在一个用铁丝弯成的圆环上，系上一个用细棉线围成的小线圈。
把这个圆环浸在肥皂水中，然后提出液面，于是环上蒙了一层肥皂膜。
2015版高中物理(人教版选修3-3)教师用书：9.4 物态变化中的能量交换 讲义
课时9.4物态变化中的能量交换1.了解固体的熔化热,并知道不同固体有不同的熔化热。
2.了解液体的汽化热,了解液体变为气体时吸收热量是为了克服分子引力做功和克服大气压力做功。
3.了解气体液化在生产、生活与科学技术中的应用。
4.会用熔化热和汽化热计算物态变化中的有关问题,体会能的转化与守恒在物态变化中的应用。
重点难点:知道熔化和熔化热、汽化和汽化热的概念,会用熔化热和汽化热处理有关问题。
会用微观结构的变化解释熔化热、汽化热。
教学建议:本节教材内容理论性、应用性很强,重点是让学生了解熔化及熔化热、汽化及汽化热的概念,物态变化时能量是怎样转化的,对吸热或放热的判断,热量怎样计算,等等。
学生学习时应重点探讨从微观结构用能量观点对熔化热和汽化热加以认识、解释,探究影响因素。
在教法上列举生活、生产、科技应用中的现象说明、解释;用图表数据和汽化热随温度的变化曲线进行说明;通过例题加深学生对内容的理解和记忆。
导入新课:冰箱是现代家庭常用的一种电器,有了冰箱,我们的许多食物都能够得到很好的保鲜和储存。
那么,你知道冰箱能够制冷的原理吗?1.熔化热熔化(1)熔化指的是物质从①固态变成②液态的过程,而凝固则是熔化的③逆过程,熔化过程吸热。
(2)晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比,称作这种晶体的④熔化热。
2.汽化热汽化(1)汽化是指物质从⑤液态变成⑥气态的过程,而液化则是汽化的逆过程,汽化过程吸热。
(2)液体汽化成同等温度的气体时所需的能量与其质量之比,称作这种物质在这个温度下的⑦汽化热。
1.100 ℃的水和100 ℃的水蒸气都可能烫伤人,但往往水蒸气烫伤人的后果严重一些,这是什么原因?解答:水蒸气烫伤人时有个液化的过程,水蒸气在液化变成100 ℃的水时会放出大量的热,故水蒸气烫伤人的后果更严重。
2.俗话说“下雪不冷化雪冷”,你知道这是什么原因吗?天热的时候人为什么会出汗?出汗时如果再吹电风扇会感到更凉爽,你能用所学知识解释这些生活现象吗?解答:因为雪融化时要吸收大量的热,所以化雪时更冷。
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》(精品整理含答案)
高考物理高考专题复习学案《选修3-3》考题一热学的基本知识1.分子动理论知识结构2.两种微观模型(1)球体模型(适用于固体、液体)：一个分子的体积V 0＝43π(d 2)3＝16πd 3，d 为分子的直径.(2)立方体模型(适用于气体)：一个分子占据的平均空间V 0＝d 3，d 为分子间的距离.3.阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，计算时要注意抓住与其相关的三个量：摩尔质量、摩尔体积和物质的量.4.固体和液体 (1)晶体和非晶体(2)液晶的性质液晶是一种特殊的物质，既可以流动，又可以表现出单晶体的分子排列特点，在光学、电学物理性质上表现出各向异性. (3)液体的表面张力使液体表面有收缩到球形的趋势，表面张力的方向跟液面相切. (4)饱和气压的特点液体的饱和气压与温度有关，温度越高，饱和气压越大，且饱和气压与饱和汽的体积无关. (5)相对湿度某温度时空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和气压的百分比.即：B ＝pp s×100%.例1 下列说法中正确的是( )A.气体分子的平均速率增大，气体的压强也一定增大B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性D.因为布朗运动的激烈程度与温度有关，所以布朗运动也叫做热运动解析气体压强由气体分子数密度和平均动能决定，气体分子的平均速率增大，则气体分子的平均动能增大，分子数密度可能减小，故气体的压强不一定增大，A错误；叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，B正确；液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，C正确；热运动属于分子的运动，而布朗运动是微小颗粒的运动，D错误.答案BC训练1.下列说法正确的是()A.空气中水蒸气的压强越大，人体水分蒸发的越快B.单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点C.水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的D.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大答案CD解析空气中水蒸气压强越大，越接近饱和气压，水蒸发越慢；故A错误；单晶体和多晶体都具有固定的熔点，选项B错误；水龙头中滴下的水滴在空中呈球状是由表面张力引起的，选项C正确；当分子间作用力表现为斥力时，分子距离减小，分子力做负功，故分子势能随分子间距离的减小而增大，选项D正确；故选C、D.2.下列说法正确的是()A.分子间距离增大，分子力先减小后增大B.只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子的体积C.一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定浓度范围具有液晶态D.从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油可以浸润塑料答案 C解析分子间距离从零开始增大时，分子力先减小后增大，再减小，选项A错误；只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可算出气体分子运动占据的空间大小，而不能计算气体分子的体积，选项B错误；当有些物质溶解达到饱和度时，会达到溶解平衡，所以有些物质在适当溶剂中溶解时在一定浓度范围内具有液晶态，故C正确；从塑料酱油瓶里向外倒酱油时不易外洒，这是因为酱油对塑料是不浸润的，选项D错误；故选C.3.关于能量和能源，下列说法正确的是()A.在能源利用的过程中，能量在数量上并未减少B.由于自然界中总的能量守恒，所以不需要节约能源C.能量耗散说明在转化过程中能量不断减少D.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造答案 A解析根据能量守恒定律可知，在能源使用过程中，能量在数量上并未减少，故A正确，C错误；虽然总能量不会减小，但是由于能源的品质降低，无法再应用，故还需要节约能源，故B错误；根据能量守恒可知，能量不会被创造，也不会消失，故D错误.4.下列说法中正确的是()A.能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律B.扩散现象可以在液体、气体中进行，不能在固体中发生C.有规则外形的物体是晶体，没有确定的几何外形的物体是非晶体D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力答案AD解析能的转化和守恒定律是普遍规律，能量耗散不违反能量守恒定律，选项A 正确；扩散现象可以在液体、气体中进行，也能在固体中发生，选项B错误；有规则外形的物体是单晶体，没有确定的几何外形的物体是多晶体或者非晶体，选项C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，所以存在表面张力，选项D正确；故选A、D.考题二气体实验定律的应用1.热力学定律与气体实验定律知识结构2.应用气体实验定律的三个重点环节(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要保证研究质量不变的部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间一般通过压强找联系.(2)列出各状态的参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生变化，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速的找到规律.(3)认清变化过程：准确分析变化过程以便正确选用气体实验定律.例2如图1所示，用销钉固定的活塞把导热汽缸分隔成两部分，A部分气体压强p A＝6.0×105 Pa，体积V A＝1 L；B部分气体压强p B＝2.0×105 Pa，体积V B＝3 L.现拔去销钉，外界温度保持不变，活塞与汽缸间摩擦可忽略不计，整个过程无漏气，A、B两部分气体均为理想气体.求活塞稳定后A部分气体的压强.图1解析拔去销钉，待活塞稳定后，p A′＝p B′①根据玻意耳定律，对A部分气体，p A V A＝p A′(V A＋ΔV) ②对B部分气体，p B V B＝p B′(V B－ΔV) ③由①②③联立：p A′＝3.0×105 Pa答案 3.0×105 Pa变式训练5.如图2甲是一定质量的气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的V －T 图象.已知气体在状态A 时的压强是1.5×105 Pa.图2(1)说出A →B 过程中压强变化的情形，并根据图象提供的信息，计算图甲中T A 的温度值.(2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A 经过状态B 变为状态C 的p －T 图象，并在图线相应位置上标出字母A 、B 、C .需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程.答案 (1)200 K (2)见解析解析 (1)从题图甲可以看出，A 与B 连线的延长线过原点，所以A →B 是等压变化，即p A ＝p B根据盖—吕萨克定律可得V A T A＝V B T B，所以T A ＝V A V BT B ＝0.40.6×300 K ＝200 K(2)由题图甲可知，由B →C 是等容变化，根据查理定律得p B T B＝p CT C所以p C ＝T C T Bp B ＝400300×1.5×105 Pa ＝2.0×105 Pa则可画出由状态A →B →C 的p －T 图象如图所示.6.某次测量中在地面释放一体积为8升的氢气球，发现当气球升高到1 600 m 时破裂.实验表明氢气球内外压强近似相等，当氢气球体积膨胀到8.4升时即破裂.已知地面附近大气的温度为27 ℃，常温下当地大气压随高度的变化如图3所示.求：高度为1 600 m 处大气的摄氏温度.图3答案 17 ℃解析 由题图得：在地面球内压强： p 1＝76 cmHg1 600 m 处球内气体压强： p 2＝70 cmHg由气态方程得：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1＝70×8.476×8×300 K ≈290 Kt 2＝(290－273) ℃＝17 ℃7.如图4所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m ，横截面积为S ，缸内气体高度为2h .现在活塞上缓慢添加砂粒，直至缸内气体的高度变为h .然后再对汽缸缓慢加热，让活塞恰好回到原来位置.已知大气压强为p 0，大气温度为T 0，重力加速度为g ，不计活塞与汽缸壁间摩擦.求：图4(1)所添加砂粒的总质量；(2)活塞返回至原来位置时缸内气体的温度. 答案 (1)m ＋p 0Sg (2)2T 0解析 (1)设添加砂粒的总质量为m 0，最初气体压强为p 1＝p 0＋mgS 添加砂粒后气体压强为p 2＝p 0＋(m ＋m 0)gS该过程为等温变化， 有p 1S ·2h ＝p 2S ·h 解得m 0＝m ＋p 0S g(2)设活塞回到原来位置时气体温度为T 1，该过程为等压变化，有V 1T 0＝V 2T 1解得T 1＝2T 08.如图5所示，一竖直放置的、长为L 的细管下端封闭，上端与大气(视为理想气体)相通，初始时管内气体温度为T 1.现用一段水银柱从管口开始注入管内将气柱封闭，该过程中气体温度保持不变且没有气体漏出，平衡后管内上下两部分气柱长度比为1∶3.若将管内下部气体温度降至T 2，在保持温度不变的条件下将管倒置，平衡后水银柱下端与管下端刚好平齐(没有水银漏出).已知T 1＝52T 2，大气压强为p 0，重力加速度为g .求水银柱的长度h 和水银的密度ρ.图5答案 215L 105p 026gL解析 设管内截面面积为S ，初始时气体压强为p 0，体积为V 0＝LS 注入水银后下部气体压强为p 1＝p 0＋ρgh 体积为V 1＝34(L －h )S由玻意耳定律有：p 0LS ＝(p 0＋ρgh )×34(L －h )S 将管倒置后，管内气体压强为p 2＝p 0－ρgh 体积为V 2＝(L －h )S由理想气体状态方程有：p0LST1＝(p0－ρgh)(L－h)ST2解得：h＝215L，ρ＝105p026gL考题三热力学第一定律与气体实验定律的组合1.应用气体实验定律的解题思路(1)选择对象——即某一定质量的理想气体；(2)找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；(4)列出方程——选用某一实验定律或气态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性.2.牢记以下几个结论(1)热量不能自发地由低温物体传递给高温物体；(2)气体压强是由气体分子频繁地碰撞器壁产生的，压强大小与分子热运动的剧烈程度和分子密集程度有关；(3)做功和热传递都可以改变物体的内能，理想气体的内能只与温度有关；(4)温度变化时，意味着物体内分子的平均动能随之变化，并非物体内每个分子的动能都随之发生同样的变化.3.对热力学第一定律的考查有定性判断和定量计算两种方式(1)定性判断.利用题中的条件和符号法则对W、Q、ΔU中的其中两个量做出准确的符号判断，然后利用ΔU＝W＋Q对第三个量做出判断.(2)定量计算.一般计算等压变化过程的功，即W＝p·ΔV，然后结合其他条件，利用ΔU＝W＋Q进行相关计算.(3)注意符号正负的规定.若研究对象为气体，对气体做功的正负由气体体积的变化决定.气体体积增大，气体对外界做功，W<0；气体的体积减小，外界对气体做功，W>0.例3如图6所示，一圆柱形绝热汽缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1.现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2.已知大气压强为p0，重力加速度为g，不计活塞与汽缸的摩擦，求：图6(1)活塞上升的高度；(2)加热过程中气体的内能增加量.[思维规范流程](1)气体发生等压变化，有hS(h＋Δh)S＝T1T2(1分)解得Δh＝T2－T1T1h(1分)(2)加热过程中气体对外做功为W＝pS·Δh＝(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)由热力学第一定律知内能的增加量为ΔU＝Q－W＝Q－(p0S＋mg)h T2－T1T1(1分)答案(1)T2－T1T1h(2)Q－(p0S＋mg)hT2－T1T1训练9.一定质量理想气体由状态A经过A→B→C→A的循环过程的p－V图象如图7所示(A→B为双曲线).其中状态___________(选填A、B或C)温度最高，A→B→C 过程是_______的.(选填“吸热”或“放热”)图7答案C吸热解析 根据公式pV T ＝C ，可得从A 到B 为等温变化，温度应不变，从B 到C 为等容变化，压强增大，温度升高，从外界吸热，从C 到A 为等压变化，体积减小，温度降低，所以C 温度最高，从A 到B 到C 需要从外界吸热.10.一只篮球的体积为V 0，球内气体的压强为p 0，温度为T 0.现用打气筒对篮球充入压强为p 0、温度为T 0的气体，使球内气体压强变为3p 0，同时温度升至2T 0.已知气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数)，充气过程中气体向外放出Q 的热量，篮球体积不变.求：(1)充入气体的体积；(2)充气过程中打气筒对气体做的功.答案 (1)0.5V 0 (2)Q ＋aT 0解析 (1)设充入气体体积为ΔV ，由理想气体状态方程可知：p 0(V 0＋ΔV )T 0＝3p 0V 02T 0则ΔV ＝0.5V 0(2)由题意ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0由热力学第一定律ΔU ＝W ＋(－Q )可得：W ＝Q ＋aT 011.如图8所示，一轻活塞将体积为V 、温度为2T 0的理想气体，密封在内壁光滑的圆柱形导热汽缸内.已知大气压强为p 0，大气的温度为T 0，气体内能U 与温度的关系为U ＝aT (a 为正常数).在汽缸内气体温度缓慢降为T 0的过程中，求：图8(1)气体内能减少量ΔU ；(2)气体放出的热量Q .答案 (1)aT 0 (2)aT 0－12P 0V解析 (1)由题意可知ΔU ＝a (2T 0－T 0)＝aT 0(2)设温度降低后的体积为V ′，则V 2T 0＝V ′T 0外界对气体做功W ＝p 0·(V －V ′)热力学第一定律ΔU ＝W ＋Q解得Q ＝aT 0－12P 0V《选修3-3》考前针对训练1.(1)下列说法中正确的是( )A.高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故B.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点C.布朗运动是由悬浮在液体中的微粒之间的相互碰撞引起的D.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势(2)若一条鱼儿正在水下10 m 处戏水，吐出的一个体积为1 cm 3的气泡.气泡内的气体视为理想气体，且气体质量保持不变，大气压强为p 0＝1.0×105 Pa ，g ＝10 m/s 2，湖水温度保持不变，气泡在上升的过程中，气体________(填“吸热”或者“放热”)；气泡到达湖面时的体积为________cm 3.(3)利用油膜法可以粗略测出阿伏加德罗常数.把密度ρ＝0.8×103 kg/m 3的某种油，用滴管滴一滴在水面上形成油膜，已知这滴油的体积为V ＝0.5×10－3 cm 3，形成的油膜面积为S ＝0.7 m 2，油的摩尔质量M ＝9×10－2 kg/mol ，若把油膜看成单分子层，每个油分子看成球形，那么：①油分子的直径是多少？②由以上数据可粗略测出阿伏加德罗常数N A 是多少？(以上结果均保留一位有效数字)答案 (1)BD (2)吸热 2(3)①7×10－10 m ②6×1023 mol －1解析 (1)水的沸点和气压有关，高原地区水的沸点较低，是因为高原地区大气压较低，A 错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 正确；布朗运动显示的是悬浮微粒的运动，反应了液体分子的无规则运动，C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液体分子间表现为引力，所以液体表面具有收缩的趋势，D正确.(2)气泡上升的过程中体积增大，对外做功，由于保持温度不变，故内能不变，由热力学第一定律可得，气泡需要吸热；气泡初始时的压强p1＝p0＋ρgh＝2.0×105 Pa气泡浮到水面上的气压p2＝p0＝1.0×105 Pa由气体的等温变化可知，p1V1＝p2V2带入数据可得：V2＝2 cm3(3)①油分子的直径d＝VS＝0.5×10－3×10－60.7m≈7×10－10 m②油的摩尔体积为V mol＝M ρ，每个油分子的体积为V0＝4πR33＝πd36，阿伏加德罗常数可表示为N A＝V mol V0，联立以上各式得N A＝6Mπd3ρ，代入数值计算得N A≈6×1023 mol－1.2.(1)关于饱和汽和相对湿度，下列说法中错误的是()A.使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法B.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压C.密闭容器中装有某种液体及其饱和蒸汽，若温度升高，同时增大容器的容积，饱和气压可能会减小D.相对湿度过小时，人会感觉空气干燥(2)如图1所示，一定质量的理想气体发生如图1所示的状态变化，从状态A到状态B，在相同时间内撞在单位面积上的分子数____________(选填“增大”“不变”或“减小”)，从状态A经B、C再回到状态A，气体吸收的热量________放出的热量(选填“大于”“小于”或“等于”).图1(3)已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状态(压强p0＝1 atm、温度t0＝0 ℃)下任何气体的摩尔体积都为22.4 L，已知上一题中理想气体在状态C时的温度为27 ℃，求该气体的分子数.(计算结果取两位有效数字)答案(1)C(2)减小大于(3)2.4×1022解析(1)饱和气压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度，温度越高，饱和气压越大，则使未饱和汽变成饱和汽，可采用降低温度的方法，故A正确；根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和气压，故B正确；温度升高，饱和气压增大.故C错误；相对湿度过小时，人会感觉空气干燥.故D正确.(2)理想气体从状态A到状态B，压强不变，体积变大，分子的密集程度减小，所以在相同时间内撞在单位面积上的分子数减小，从状态A经B、C再回到状态A，内能不变，一个循环过程中，A到B外界对气体做功W1＝－2×3＝－6 J，B到C过程中外界对气体做功W2＝12×()1＋3×2＝4 J，C到A体积不变不做功，所以外界对气体做功W＝W1＋W2＝－2 J，根据ΔU＝W＋Q，Q＝2 J，即一个循环气体吸热2 J，所以一个循环中气体吸收的热量大于放出的热量.(3)根据盖－吕萨克定律：V0T0＝V1T1，代入数据：1273＋27＝V1 273，解得标准状态下气体的体积为V1＝0.91 L，N＝V1V mol N A＝0.9122.4×6×1023个≈2.4×1022个.3.某学习小组做了如下实验，先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，取出烧瓶，并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上，封闭了一部分气体，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图2.图2(1)在气球膨胀过程中，下列说法正确的是________A.该密闭气体分子间的作用力增大B.该密闭气体组成的系统熵增加C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和(2)若某时刻该密闭气体的体积为V，密度为ρ，平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，则该密闭气体的分子个数为________；(3)若将该密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，则该气体内能变化了________ J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，则该气球内气体的温度________.(填“升高”或“降低”)答案(1)B(2)ρVM N A(3)0.3降低解析(1)气体膨胀，分子间距变大，分子间的引力和斥力同时变小，故A错误；根据热力学第二定律，一切宏观热现象过程总是朝着熵增加的方向进行，故该密闭气体组成的系统熵增加，故B正确；气体压强是由气体分子对容器壁的碰撞产生的，故C错误；气体分子间隙很大，该密闭气体的体积远大于所有气体分子的体积之和，故D错误.(2)气体的量为：n＝ρVM；该密闭气体的分子个数为：N＝nN A＝ρVM N A；(3)气体对外做了0.6 J的功，同时吸收了0.9 J的热量，根据热力学第一定律，有：ΔU＝W＋Q＝－0.6 J＋0.9 J＝0.3 J；若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈，气压气体迅速碰撞，对外做功，内能减小，温度降低.4.(1)某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图3所示，图中f(v)表示v 处单位速率区间内的分子数百分率，由图可知()图3A.气体的所有分子，其速率都在某个数值附近B.某个气体分子在高温状态时的速率可能与低温状态时相等C.高温状态下大多数分子的速率大于低温状态下大多数分子的速率D.高温状态下分子速率的分布范围相对较小(2)如图4所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，已知在此过程中，气体内能增加100 J，则该过程中气体________(选填“吸收”或“放出”)热量________J.图4(3)已知气泡内气体的密度为1.29 kg/m3，平均摩尔质量为0.29 kg/mol，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，取气体分子的平均直径为2×10－10 m，若气泡内的气体能完全变为液体，请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留一位有效数字)答案(1)BC(2)放出100(3)1×10－5解析(1)由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，不是所有，故A错误；高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，有个别分子的速率会更大或更小，故B正确；温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确，故D错误.(2)根据公式：ΔU＝W＋Q和外界对气体做功W＝pΔV＝200 J，可以得到：Q＝－100 J，所以放出100 J热量.(3)设气体体积为V1，完全变为液体后体积为V2气体质量：m＝ρV1含分子个数：n ＝m M N A每个分子的体积：V 0＝43π(D 2)3＝16πD 3液体体积为：V 2＝nV 0液体与气体体积之比：V 2V 1＝πρN A D 36M ＝3.14×1.29×6×1023×(2×10－10)36×0.29≈1×10－5. 5.(1)下列说法正确的是( )A.饱和气压随温度升高而增大B.露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C.当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最大D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向同性的特点(2)图5所示为一定质量的理想气体等压变化的p －T 图象.从A 到B 的过程，该气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)、________(选填“吸收”或“放出”)热量.图5(3)石墨烯是目前发现的最薄、最坚硬、导电导热性能最强的一种新型纳米材料.已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，试计算每1 m 2的石墨烯所含碳原子的个数.阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，碳的摩尔质量M ＝12 g/mol.(计算结果保留两位有效数字)答案 (1)AB (2)增大 吸收 (3)1.9×1019个解析 (1)与液体处于动态平衡的蒸汽叫饱和蒸汽；饱和蒸汽压强与饱和蒸汽体积无关；在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，因而其压强也是一定的，这个压强叫做饱和气压；故饱和气压随温度升高而增大，故A 正确；液体表面张力使液体具有收缩的趋势，露珠呈球形是由于液体表面张力的作用，故B 正确；分子力做功等于分子势能的减小量；当分子间的引力和斥力平衡时，分子力的合力为零；此后不管是增加分子间距还是减小分子间距，分子力都是做负功，故分子势能增加；故C 错误；液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D 错误.(2)理想气体的分子势能可以忽略不计，气体等压升温，温度升高则气体的内能一定增大；根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W ，温度升高，内能增大，即ΔU 为正值；同时气体的体积增大，对外做功，则W 为负值，故Q 必定为正值，即气体一定从外界吸收热量.(3)由题意可知，已知1 g 石墨烯展开后面积可以达到2 600 m 2，1 m 2石墨烯的质量：m ＝12600 g ，而1 m 2石墨烯所含原子个数：n ＝m M N A ＝1260012×6×1023 个≈1.9×1019个.6.如图6所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机内水位升高，与洗衣机相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量.图6(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时，设细管内空气温度不变.则被封闭的空气( )A.分子间的引力和斥力都增大B.分子的热运动加剧C.分子的平均动能增大D.体积变小，压强变大(2)若密闭的空气可视为理想气体，在上述(1)中空气体积变化的过程中，外界对空气做0.6 J 的功，则空气________(选填“吸收”或“放出”)了________J 的热量；当洗完衣服缸内水位迅速降低时，则空气的内能________(选填“增加”或“减小”).(3)若密闭的空气体积V ＝1 L ，密度ρ＝1.29 kg/m 3，平均摩尔质量M ＝0.029 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1，试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).答案(1)AD(2)放出0.6减小(3)3×1022个解析(1)水位升高，压强增大，被封闭气体做等温变化，根据理想气体状态方程可知，气体体积减小，分子之间距离减小，因此引力和斥力都增大，故A、D正确；气体温度不变，因此分子的热运动情况不变，分子平均动能不变，故B、C 错误.(2)在(1)中空气体积变化的过程中，气体温度不变，内能不变，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量；若水位迅速降低，压强则迅速减小，体积迅速膨胀，气体对外做功，由于过程迅速，没有来得及吸放热，因此内能减小.(3)物质的量为：n＝ρV M分子总数：N＝nN A＝ρVM N A代入数据得：N≈3×1022个故该气体分子的总个数为3×1022个.。
高三物理一轮二轮复习选修3-3教案讲义(含答案)
分子动理论考点一 物体是由大量分子组成的 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10m ；②分子的质量：数量级为10－26kg. (2)阿伏加德罗常数①1 mol 的任何物质都含有相同的粒子数．通常可取N A ＝6.02×1023 mol －1；②阿伏加德罗常数是联系宏观物理量和微观物理量的桥梁．2.微观量与宏观量微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0. 宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V m 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ. 3．关系(1)分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A （所有）(2)分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A（固液）(3)物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝mρV m ·N A 或N＝m M ·N A ＝ρVM ·N A . 4．两种模型(1)球体模型直径为d ＝ 36V 0π.(2)立方体模型边长为d ＝3V 0.【典例剖析】例1．(多选)某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可以表示为（ ） A ．N A =V V 0B ．N A =ρV mC ．N A =M mD ．N A =MρV 0例2．阿伏加德罗常数为N A ，铜的摩尔质量为M ，铜的密度是ρ，则下列判断正确的是（ ） A ．1m 3铜中含有原子数目是ρN A MB ．1kg 铜含有原子数目是ρN AC ．一个铜原子的质量为M ρN AD ．1个铜原子占有的体积是MN A ρ例3．钻石是首饰和高强度钻头、刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ（单位为kg/m 3），摩尔质量为M （单位为g/mol ），阿伏加德罗常数为N A ．已知1克拉=0.2克，则（ ） A ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2×10−3aN AMB ．a 克拉钻石所含有的分子数为aN A MC ．每个钻石分子直径的表达式为 √6M×10−3N A ρπ3（单位为m ）D ．每个钻石分子直径的表达式为 √6MN A ρπ（单位为m ）例4.2015年2月，美国科学家创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统，使太阳能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后，能将10－6g 的水分解为氢气和氧气.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m 3，摩尔质量M ＝1.8×10－2kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字) (1)被分解的水中含有水分子的总数N ； (2)一个水分子的体积V 0.1．(多选)某气体的摩尔质量为M mol ，摩尔体积为V mol ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可表示为( ) A ．N A ＝M mol m B ．N A ＝V mol V 0 C ．N A ＝ρV molmD ．N A ＝M mol ρV 0 E ．N A ＝m M mol2．某固体物质的摩尔质量为M ，密度为ρ，阿伏加德罗常数为N A ，则每个分子的质量和体积V 内所含的分子数以及分子直径分别是（ ） A ．MN A，N A ρV M，√6M πρN A3B ．MN A，N A M ρV，√6MπρN A3C ．MN A，N A ρV M，√6M ρπN A3D ．MN A，N A ρV M，√6MπρNA33．(多选)设某物质的密度为ρ，其摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N A，已知这种物质的样品的质量为m，则下列表示微观量的式子中正确的是（）A．该样品物质中含有的分子数为mMN AB．该样品物质中每个分子的质量为mN AC．若将该样品物质分子看成球体，则每个分子的直径为√6MπρN A3D．若将该样品物质分子看成立方体，则相邻两个分子间的距离为√MρN A3考点二布朗运动与分子热运动1.扩散现象①定义：不同物质能够彼此进入对方的现象；②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显.2.布朗运动①定义：悬浮在液体中的小颗粒的永不停息的无规则运动；②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动；③特点：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.3.热运动①分子的永不停息的无规则运动叫做热运动；②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈.【典例剖析】例1.(多选)关于布朗运动，下列说法中正确的是( )A．布朗运动就是热运动B．布朗运动的激烈程度与悬浮颗粒的大小有关，说明分子的运动与悬浮颗粒的大小有关C．布朗运动虽不是分子运动，但它能反映分子的运动特征D．布朗运动的激烈程度与温度有关，这说明分子运动的激烈程度与温度有关例2.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( ) A．温度越高，扩散进行得越快B．扩散现象是不同物质间的一种化学反应C．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生例3．关于布朗运动，下列说法正确的是（）A．布朗运动就是液体分子的无规则运动B．布朗运动说明了组成小颗粒的分子在做无规则运动C．温度越低布朗运动越激烈D．布朗运动间接说明了液体分子在做无规则运动1.以下关于布朗运动的说法正确的是( ) A．布朗运动就是分子的无规则运动B．布朗运动证明，组成固体小颗粒的分子在做无规则运动C．一锅水中撒一点胡椒粉，加热时发现水中的胡椒粉在翻滚．这说明温度越高布朗运动越激烈D．在显微镜下可以观察到煤油中小粒灰尘的布朗运动，这说明煤油分子在做无规则运动2.(多选)关于扩散现象，下列说法正确的是( )A.温度越高，扩散进行得越快B.扩散现象是不同物质间的一种化学反应C.扩散现象是由物质分子无规则运动产生的D.扩散现象在气体、液体和固体中都能发生E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的3．关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A．布朗运动就是分子的运动B．布朗运动是组成固体颗粒的分子无规则运动的反映C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映D．阳光从缝隙射入房间，从阳光中看到的尘埃的运动是布朗运动考点三分子间同时存在引力和斥力1.物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力；2.分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快；3.分子力与分子间距离的关系图线由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知：①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零；②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力；③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力；④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计.考点四内能1．分子动能(1)意义：分子动能是分子热运动所具有的动能；(2)分子平均动能：所有分子动能的平均值．温度是分子平均动能的标志．2．分子势能：由分子间相对位置决定的能，在宏观上分子势能与物体体积有关，在微观上与分子间的距离有关．3．物体的内能(1)内能：物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和．(2)决定因素：温度、体积和物质的量．分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力F、分子势能E p与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能E p＝0)．(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加．(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加．(3)当r＝r0时，分子势能最小.【典例剖析】例1．下列说法正确的是( )A．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动B．扩散现象表明，分子在永不停息地运动C．当分子间距离增大时，分子间引力增大，分子间斥力减小D．当分子间距等于r0时，分子间的引力和斥力都为零例2．(多选)关于分子力，下列说法中正确的是( ) A．碎玻璃不能拼合在一起，说明分子间斥力起作用B．将两块铅压紧以后能连在一块，说明分子间存在引力C．水和酒精混合后的体积小于原来体积之和，说明分子间存在引力D．固体很难被拉伸，也很难被压缩，说明分子间既有引力又有斥力例3.(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0.相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说法正确的是( )A．在r＞r0阶段，F做正功，分子动能增加，势能减小B．在r＜r0阶段，F做负功，分子动能减小，势能也减小C．在r＝r0时，分子势能最小，动能最大D．分子动能和势能之和在整个过程中不变例4.（多选）分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则下列说法正确的是( )A．分子间引力随分子间距的增大而减小B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而减小D．当r<r0时，分子间作用力随分子间距的减小而增大E．当r>r0时，分子间作用力随分子间距的增大而减小例5．(多选)如图所示是分子间引力或斥力大小随分子间距离变化的图象，由此可知（）A．ab表示引力图线B．cd表示引力图线C．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子力一定为零D．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定最小E．当分子间距离r等于两图线交点e的横坐标时，分子势能一定为零例6.(多选)以下说法正确的是( )A．温度低的物体内能一定小B．温度低的物体分子运动的平均速率小C．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大D．外界对物体做功时，物体的内能不一定增加例7.(多选)对内能的理解，下列说法正确的是()A.系统的内能是由系统的状态决定的B.做功可以改变系统的内能，但是单纯地对系统传热不能改变系统的内能C.不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能D.1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能例8．(多选)下列说法正确的是（）A．理想气体吸热后温度一定升高B．可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比，平均动能一定相等，内能一定不相等C．某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为N A，则该理想气体单个的分子体积为V0N AD．甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中，分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大E．扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动1．下列说法中正确的是（）A．分子间距离增大时，分子间作用力减小B．打碎的玻璃片不能拼合粘在一起，说明分子间只有斥力C．给自行车轮胎打气越来越费力，说明气体分子间有斥力D．高压下的油会透过钢板渗出，说明分子间有间隙2.(多选)关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是( )A．在10r0距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力B．分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零C．当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小D．两个分子间的距离变大的过程中，分子间引力变化总是比斥力变化慢3.(多选)关于分子间的作用力，下列说法正确的是( )A．分子之间的斥力和引力同时存在B．分子之间的斥力和引力大小都随分子间距离的增大而减小C．分子之间的距离减小时，分子力一定做正功D．分子之间的距离增大时，分子势能一定减小4.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远a处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲.乙在b点合外力表现为引力，且为引力最大处，d 点是分子靠得最近处.则下列说法正确的是( )A.乙分子在a点势能最小B.乙分子在b点动能最大C.乙分子在c点动能最大D.乙分子在d点加速度为零5．(多选)两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图所示，曲线与r轴交点的横坐标为r0，相距很远的两分子仅在分子力作用下，由静止开始相互接近。
备战高考物理二轮复习 专项攻关高分秘籍 专题14 选修3-3学案-人教版高三选修3-3物理学案
专题14 选修3-3【备考建议】【经典例题】考点一 微观量的估算【典例1】(2018·江苏连云港模拟)科学家已创造出一种利用细菌将太阳能转化为液体燃料的“人造树叶”系统,使太阳能取代石油成为可能.假设该“人造树叶”工作一段时间后,能将10-6g 的水分解为氢气和氧气.已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,摩尔质量M=1.8×10-2 kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.0× 1023mol-1.试求:(结果均保留一位有效数字) (1) 被分解的水中含有水分子的总数N; (2) 一个水分子的体积V考点二 布朗运动与分子热运动【典例2】(2018·福建福州模拟)如图所示,是关于布朗运动的实验,下列说法正确的是( )A.图中记录的是分子无规则运动的情况B.图中记录的是微粒做布朗运动的轨迹C.实验中可以看到,微粒越大,布朗运动越明显D.实验中可以看到,温度越高,布朗运动越剧烈近几年高考题对3-3的考查仍分为两部分,选择题部分注重基本概念、现象和规律的定性考查,计算题部分则注意气体实验定律及热力学定律的应用.复习过程中要加强对基本概念和基本规律的理解,例如分子动理论的基本内容,阿伏加德罗常数的理解,内能基本概念的理解;强化概念规律的应解析:图中记录的是每隔若干时间微粒位置的连线,不是微粒的运动轨迹,也不是分子无规则运动的情况,且在此段时间内微粒的运动情况不得而知,虽然图示所反映的不是微粒的轨迹,但却可以看出其运动的无规则性,做布朗运动的微粒都很小,微粒做布朗运动的根本原因是各个方向的液体分子对它的碰撞不平衡,因此,只有微粒越小、温度越高时液体分子对它的碰撞越不平衡,布朗运动才越激烈,选项D正确.【典例3】(2018·辽宁阜新质检)(多选)下列关于布朗运动和扩散现象的说法正确的是( )A.布朗运动和扩散现象都能在气体、液体和固体中发生B.布朗运动和扩散现象都是分子的运动C.布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显D.布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的考点三分子力、分子势能与分子间距离的关系【典例4】 (2018·山东济南质检)如图所示,甲分子固定于坐标原点O,乙分子从无穷远a点处由静止释放,在分子力的作用下靠近甲.图中b点合外力表现为引力,且为数值最大处,d点是分子靠得最近处.则下列说法正确的是( )A.乙分子在a点势能最小B.乙分子在b点动能最大C.乙分子在c点动能最大D.乙分子在d点加速度为零解析:乙分子由a运动到c,分子力表现为引力,分子力做正功,动能增大,分子势能减小,所以乙分子在c点分子势能最小,在c点动能最大,选项A,B错误,C正确;由题图可知,乙分子在d点时受到分子斥力,所以乙分子在d点的加速度不为零,选项D错误.【典例5】(2018·黑龙江牡丹江质检)(多选)两分子间的距离为r0时,其合力为零,图中能反映分子势能Ep 与分子间的距离r变化关系的有( )解析:当r<r0时分子力表现为斥力,当r增大时,分子力做正功,分子势能减小;当r>r0时分子力表现为引力,当r增大时,分子力做负功,分子势能增大.所以当r=r0时,分子势能最小,若选无穷远处分子势能为零,则当r=r0时,分子势能Ep<0,选项A正确.若选r=r0时分子势能为零,选项C正确.考点四物体的内能【典例6】(2018·辽宁鞍山质检)若某种实际气体分子间的作用力表现为引力,则一定质量的该气体内能的大小与气体体积和温度的关系是( )A.如果保持其体积不变,温度升高,内能增大B.如果保持其体积不变,温度升高,内能减少C.如果保持其温度不变,体积增大,内能不变D.如果保持其温度不变,体积增大,内能减少考点五用油膜法估测分子的大小【典例7】(2018·吉林长春质检)在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,所用油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器测得1 mL上述溶液为75滴.把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,其形状和尺寸如图所示,坐标纸中正方形方格的边长为1 cm.则:(1)油酸薄膜的面积是________ cm2.(2)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL.(取一位有效数字)(3)按以上实验数据估测出油酸分子直径约为___________m.(取一位有效数【典例8】 (2018·内蒙古包头质检)“用油膜法估测分子的大小”实验的简要步骤如下.A.将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去,多于半个的算一个),再根据方格的边长求出油酸膜的面积S.B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上,待油酸膜的形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔将薄膜的形状描画在玻璃板上.C.用浅盘装入约2 cm深的水.,求出薄膜厚度,即油酸分子直径的大小.D.用公式d=VSE.根据油酸酒精溶液的浓度,算出一滴溶液中纯油酸的体积V.(1)上述步骤中有步骤遗漏或步骤不完整的,请指出:①__________________________________________②___________________________________________________.上述实验步骤的合理顺序是_________________.(2)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,数据偏大,对出现这种结果的原因,下列说法中可能正确的是 _.A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算B.计算油酸膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理C.计算油酸膜面积时,只数了完整的方格数D.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开解析:(1)①上述步骤中有步骤遗漏:C步骤中,要在水面上撒上痱子粉或细石膏粉;②步骤不完整的:用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,记下量筒内增加一定体积时液滴的数目;“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为:配制酒精油酸溶液(教师完成,记下配制比例)→测定一滴酒精油酸溶液的体积V=VN→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径,故实验步骤为CFBAED;(2)某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,发现自己所测数据偏大,根据公式d=VS可知出现这种结果的原因可能是公式中的体积偏大或计算的油膜的面积偏小的原因,错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算,V偏大,选项A正确;计算油膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理,则油膜的面积偏大,选项B错误;计算油膜面积时,只数了完整的方格数,则油膜的面积偏小,选项C正确;水面上痱子粉撒得较多,油膜没有充分展开,则油膜的面积偏小,选项D正确.考点六固体、液体、气体的性质【典例9】(2018·河北秦皇岛质检)(多选)下列说法正确的是( )A.液体表面张力的方向与液面相切B.单晶体有固定的熔点,多晶体没有固定的熔点C.单晶体中原子(或分子、离子)的排列具有空间周期性D.通常金属在各个方向的物理性质都相同,所以金属是非晶体E.液晶具有液体的流动性,同时具有单晶体的各向异性特征【典例10】(2017·全国Ⅰ卷,33)(多选)氧气分子在0 ℃和100 ℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示.下列说法正确的是( )A.图中两条曲线下面积相等B.图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形C.图中实线对应于氧气分子在100 ℃时的情形D.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目E.与0 ℃时相比,100 ℃时氧气分子速率出现在0～400 m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大解析:温度是分子平均动能的标志,温度升高分子的平均动能增加,不同温度下相同速率的分子所占比例不同,温度越高,速率大的分子占比例越高,故虚线为0 ℃对应的曲线,实线是100 ℃对应的曲线,曲线下的面积都等于1,选项A,B,C正确;由图像可知选项D错误;0 ℃时300～400 m/s速率的分子最多,100℃时400～500 m/s速率的分子最多,选项E错误.考点七气体实验定律的应用【典例11】（2019广东七校联考）（10分）如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，此时封闭气体的温度为T1．现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时，气体温度上升到T2．已知大气压强为p0，重力加速度为g，T1和T2均为热力学温度，不计活塞与气缸的摩擦。
高三物理二轮复习人教版选修34光的干涉光的衍射导学案
高三物理二轮复习人教版选修34光的干涉光的衍射导学案光的干预光的衍射导学案教学目的1．对已温习过的机械波和光波停止比拟，使先生能对相邻、相近和相似知识停止比拟，对相反知识和方法停止归结，从而到达新旧知识融会贯串．2．在先生曾经阅读教材的基础上，设置一些效果情形，惹起先生的仔细思索进而加深对光的干预和衍射想象的了解．教学重点、难点剖析1．温习相关光源的取得及光波的干预和衍射的条件，双缝干预中为什么能构成明暗相间的条纹及明暗条纹的计算方法，从而确切地了解光的干预和衍射现象的构成．2．在新的情形下可以运用波的剖析方法处置效果．教学进程设计教员活动在温习机械波时我们曾经知道，干预和衍射是波的基本特征，那么，在什么区域能看到波的干预现象呢？先生活动在波的堆叠区域可以看到干预现象．在两列波叠加的区域一定可以看到干预现象吗？两列波发作干预是有条件的，只要两列频率相反的波相互叠加，才可使某些区域振动增强，某些区域振动削弱，并且振动增强和振动削弱的区域相互距离．你回答得很正确，那么假设是两列光波，我选用频率相反的波，例如：两个波源均用白色激光光源，让它们同时照射到某个区域，该区域有明暗相间的干预条纹吗？为什么？没有，由于光波很短，任何两个独立的光源收回的光相叠加均不能发生干预现象，只要应用特殊的方法从同一光波分别出两列光波，才干保证两列波的振动是完全相反的，才干发作干预现象．目前我们课本中引见的相关光源有几种？两种．一是双缝干预；一是薄膜干预．这两种均是应用〝分光〞的方法而取得的相关波源．好，我们先来温习双缝干预的有关效果，双缝干预实验是怎样取得相关波源的？让一束单色光〔例如红光〕投到一个有孔的屏上，如下图4-3-1，这个小孔就成了一个〝点光源〞．光从小孔出来后，就射到第二个屏的两个小孔上，这两个小孔离得很近，约为0.1mm，而且与前有关小孔的距离相等，这样在任何时辰从前一个小孔收回的光波都会同时传到这两个小孔，这两个小孔就成了两个振动状况总是相反的波源．那么，明暗相间的条纹又是怎样构成的呢？对照机械波的状况，假设两列波在相叠加的区域传达的路程差为一个波长的整数倍时，该区域的振动就增强，假设两列波在叠加区域传达的路程差为半波长的奇数倍时，该区域的振动就削弱．如图4-3-2，甲图中P点在S1S2的中垂线上，所以，两列波的路程差△s=0．所以，振动被增强，为明条纹．乙图中，在P点上方的P1点，屏上与狭缝S1、S2的路程差△s=λ又出现明条纹．丙图中，在P1点的上方还可以找到△s=2λ的P2点，在该点上方还能找到路程差为3λ、4λ…的点，在这些中央振动均被增强．异样，在P点的下方也能找到路程差为λ、2λ、3λ…的点．如图4-3-3，在甲图中，在P与P1之间一定有一个Q1点，S1、S2点到该点的路程差为λ/2，该点为振动削弱的点，同理，我们无论在P点的上方还是在P点的下方均能找到路程差为半波长的奇数倍的点，这些点均为暗条纹，这样就构成了明暗相间的条纹．请观察课本中的黑色图片，白光的干预条纹，为什么中间条纹为白色，而中央亮条纹的边缘出现了颜色？这是由于白光是由不同颜色的单色克复合而成的，而不同色光的波长不同，在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，光波的波长越长，各条纹之间的距离越大，条纹间距与光波的波长成正比．各色光在双缝的中垂线上均为亮条纹，故各色光重合，为白色．各色光发生的条纹宽度不同，所以，中央亮条纹的边缘处出现了黑色条纹．刚才你提到在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离不变的条件下，假设我假定其它条件不变，将像屏稍微向双缝屏移动或远离双缝屏移动，像屏上的条纹是不是就模糊不清了呢？我想像屏上仍有明晰的干预条纹，由于仍可以在像屏上找到两列波的路程差为0、λ、2λ、3λ…n λ的点，也仍可找到两列波的路程差为λ/2、3λ/2…〔2n—1〕λ/2的点．下面我对薄膜干预再提几个效果，第一，薄膜干预是由哪两列波叠加而发生的？当光这时到薄膜上时，光从薄膜的前后〔或上下〕两个外表反射回来，构成两列波，由于它们是从同一光源收回的，这两列波的波长和振动状况相反，为两列相关光波．将肥皂膜竖直放在扑灭的洒有钠盐的酒精灯左近，这时你看到的干预条纹是什么样的？为什么构成这样的条纹？我们看到的干预条纹基本上是水平的明暗相间的黄色条纹．出现黄色是由于酒精灯火焰中放入了钠盐，呈基本水平的条纹是由于，肥皂膜竖直放置，由于重力的作用肥皂膜构成了上薄下厚的楔形，在薄膜的某些中央，前后外表反射光出来恰恰是波峰与波峰叠加或波谷与波谷叠加，使光的振动增强，构成黄色的亮条纹；在另外一些中央，两列反射光恰恰是波峰与波谷叠加，使光的振动相抵消，构成暗条纹．由于楔形外表的同一厚度基本在一水平线上，所以，我们看到的干预条纹基本是水平的．薄膜干预在技术上有哪些运用？〔1〕应用光的干预可以检验光学玻璃外表能否平．〔2〕现代光学仪器的镜头往往镀一层透明的氟化镁外表．为什么要在镜头上涂一层氟化镁薄膜呢？它怎样起到添加透射光的作用呢？现代光学装置，如摄像机、电影放映机的镜头，都是由多个透镜或棱镜组成的，进入这些装置的光，在每个镜面上都有10％～20％的光被反射，假设一个装置中有5个透镜或棱镜，那么将会有50％的光被反射，假定在镜的外表涂上一层增透膜，就可大大增加了光的反射，增强光的透射强度，提高成像质量．氟化镁薄膜应镀多厚？为什么？镀了膜的光学器件与未镀膜的光学器件在外表上有什么区别？为什么？氟化镁薄膜的厚度应为光在氟化镁中波长的1/4，两个外表的反射光的路程差为半波长的奇数倍时，两列反射光相互抵消．所以，膜厚为光在氟化镁中波长的1/4，是最薄的膜．镀了膜的光学器件与未镀膜的光学器件在外表上是有区别的．镀膜的光学器件呈淡紫色，由于在通常状况下，入射光为白光，增透膜只能使一定波长的光反射时相互抵消，不能够使白光中一切波长的光反射时抵消．在选增透膜时，普通是使对人眼灵敏的绿光在垂直入射时相互抵消，这光阴谱边缘局部的红光和紫光并没有相互抵消，因此涂有增透膜的光学器件呈淡紫色．光的动摇性的另一个特征就是光的衍射现象，我们知道，光的衍射是光分开直线途径绕到阻碍物阴影里的现象．那么我们往常为什么不易见到光的衍射呢？由于光的波长很短，只要十分之几微米，而往常阻碍物或孔的尺寸远大于光的波长，所以不易见到光的衍射．教员边讲边做实验：在不透明的屏上装有一个宽度可调的单缝，用氦氖激光光源照射，在缝的前面适当位置放一个屏，当单缝较宽时，光沿着直线方向经过缝，在光屏上可以看到一条跟缝宽度相当的亮线；把单缝宽度调小一些，可以看到屏上亮线的宽度也随之减小．而单缝的宽度调得很窄时，光经过单缝后就清楚地偏离了直线传达的方向，照到屏上相当宽的中央，并且出现了明暗相间的条纹，再调小缝宽，明暗相间的条纹也随之变得明晰、粗大．这个实验说明了什么？说明以往我们所说的光沿直线传达只是一种近似的规律，只要在光的波长比阻碍物小得多的状况下，光才可以看作是直进的．在阻碍物的尺寸可以跟光的波长相比甚至比光的波长还小的时分，衍射现象就变得十分清楚了．所以，阻碍物或孔的大小可以与光的波长相比或比光波的波长还小就是光发生清楚的衍射现象的条件．光波发作干预现象时发生干预条纹，光波发作衍射现象时发生衍射条纹，那么，干预和衍射实质上有什么相反和不同之处吗？双缝干预条纹与单缝衍射条纹有什么区别呢？干预和衍射实质上都是光波的叠加，都证明了光的动摇性，但两者有所不同．首先干预是两列相关光源收回的两列光波的叠加；衍射是许多束光的叠加．动摇的干预现象必需是两列相关波源，而衍射的发作无须此条件，只是，当阻碍物或孔与光的波长差不多或还要小的时分，衍射才清楚．干预和衍射的图样也不同，以双缝干预和单缝衍射的条纹为例，干预图样由等间距陈列的明暗相间的条纹〔或黑色条纹〕组成，衍射图样是由不等距的明暗相间〔中央亮条纹最宽〕的条纹或光环〔中央为亮斑〕组成．。
高中物理导学案与练习(全套)新人教版选修3-3
新课程人教版高中物理选修3-3导学练（全套）热学是物理学的一部分，它研究热现象的规律。
用来描述热现象的一个基本概念是温度，温度变化的时候，物体的许多性质都发生变化。
例如，多数物体在温度升高是体积膨胀；水在0℃以下是固体，在0℃以上才是液体；橡皮管冷却到－100℃以下会变得像玻璃一样易碎……凡是跟温度有关的现象都叫做热现象。
热学知识在实际中有重要的应用。
各种热机和致冷设备的研制，化工、冶金、气象的研究，都离不开热学知识。
研究热现象有两种不同的方法。
一种是从宏观上总结热现象的规律，引入内能的概念，并把内能跟其他形式的能联系起来；另一种是从物质的微观结构出发，建立分子动理论，说明热现象是大量分子无规则运动的表现。
这两种方法相辅相成，使人们对热现象的研究越来越深入。
把宏观和微观结合起来，是热学的特点。
学习中要注意统计思想在日常生活和解释自然想象中的普遍意义。
【学习目标】知识能力目标：明确分子动理论的内容，会用分子动理论和统计观点解释气体压强；了解固体、液晶的微观结构，会区别晶体和非晶体；理解能量守恒定律，用能量守恒观点解释自然现象。
过程方法目标：通过调查、实验的方法理解热学的研究方法，学会用统计思想解释热学现象，体会人们进入微观世界的线索以及对宏观现象的微观解释。
情感态度价值观目标：体会科学探索中的挫折和失败对科学发现的意义；感受探索微观世界的科学创新精神的激励作用，树立为科学探索而奋斗的献身精神。
通过联系生活和生产实际，学生将进一步认识能源开发、消耗和环境保护等方面的问题，树立可持续发展意识、社会参与意识，培养学生对社会负责的态度。
【内容扫描】设置意图：本书在重视知识形成的过程、方法的同时，力图挖掘知识所蕴含的能力、情感等多方面的教育价值，帮助学生在把握基础知识的基础上进一步培养观察能力、实验能力、思维能力、自学能力、创新能力，为全面提高综合素质打下坚实的基础。
结构分析：〔目标导航〕对每节的三维目标细致分析，有的放矢，目标明确。
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能力呈现
【考情分析】
【备考策略】
抓住重点:有关宏观量、微观量的计算,热力学第一定律,气体实验三定律及图象.突破难点:布朗运动的本质,分子力和分子势能的变化特点,决定气体压强大小的微观因素,分子热运动速率的统计分布规律.注意常考要点:用油膜法估测分子的大小,晶体和非晶体,表面张力等.
1. (1) 下图描绘一定质量的氧气分子分别在0 ℃和100 ℃两种情况下的速率分布情况,符合统计规律的是.
(2) 如图所示是岩盐的平面结构,实心点为氯离子,空心点为钠离子,如果将它们用直线连起来.将构成一系列大小相同的正方形.岩盐是(填“晶体”或“非晶体”).固体岩盐
中氯离子是(填“运动”或“静止”)的.
(3) 如图所示,一定质量的理想气体先从状态A经等容过程到状态B,再经等压过程到状态C.在状态C时气体的体积V=3.0×10-3 m3,温度与状态A相同.求气体:
①在状态B时的体积.
②在整个过程中放出的热量.
2. (2013·江苏)如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态
A.其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换). 这就是著名的“卡诺循环”.
(1) 该循环过程中,下列说法正确的是.
A. A→B过程中,外界对气体做功
B. B→C过程中,气体分子的平均动能增大
C. C→D过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D. D→A过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化
(2) 该循环过程中,内能减小的过程是(填“A→B”、“B→C”、“C→D”或“D→A”). 若气体在A→B过程中吸收63 kJ的热量,在C→D过程中放出38 kJ的热量,则气体完成一次循环对外做的功为kJ.?
(3) 若该循环过程中的气体为1 mol,气体在A状态时的体积为10 L,在B状态时压强为A状态时
的2
3. 求气体在B状态时单位体积内的分子数. (已知阿伏加德罗常数N
A=6.0×10
23 mol-1,计
算结果保留一位有效数字)
能力巩固
1. (2013·南京盐城三模)
(1) 下列说法中正确的是.
A. 分子间距越大,分子力越小,分子势能越大
B. 布朗运动不能反映液体分子的热运动
C. 单晶体中原子(或分子、离子)的排列都具有空间上的周期性
D. 当液晶中的电场强度不同时,液晶显示器就能显示各种颜色
(2) 一定质量理想气体的压强p随体积V的变化过程如图所示.已知状态A的温度是300 K,则状态B的温度是K.在BC过程中气体将(填“吸热”或“放热”).?
(3) 1 mol某种理想气体的质量和体积分别为M A和V A,每个气体分子的质量为m0,求:
①阿伏加德罗常数N A.
②该气体分子间的平均距离.
2. (2013·苏锡常镇三模)
(1) 下列属于液晶分子示意图的是.
(2) 体积为V的纯油酸在水面上完全散开的面积为S,则油酸分子直径为;若油酸的
摩尔质量为M,密度为ρ,则阿伏加德罗常数N A= .球的体积V与直径D的关系为V=1 6
πD 3?
(3) 质量为m的活塞将一定量的理想气体封闭在高为h的直立汽缸内,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且导热良好.开始时活塞被固定在汽缸顶端A处,打开螺栓K,活塞最终停在汽缸一半高度的B处,大气压强为p0,不计活塞厚度,重力加速度为g,环境温度保持不变.
①求活塞在A处时,汽缸内封闭气体的压强.
②求上述过程中气体通过汽缸壁传递的热量Q.
3. (2013·扬泰南连淮三模)
(1) 下列说法中正确的是.
A. 分子势能随分子间距离的增大而减小
B. 超级钢具有高强韧性,其中的单晶体颗粒有规则的几何形状
C. 压强为1 atm时,一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,吸收的热量等于其增加的内能
D. 水的温度升高时,水分子的速率都增大
(2) 某同学做“用油膜法估测分子大小”的实验时,在边长约30 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水,然后将痱子粉均匀地撒在水面上,用注射器滴一滴(填“纯油酸”、“油酸水溶液”或“油酸酒精溶液”)在水面上. 稳定后,在玻璃板上描下油膜的轮廓,放到坐标纸上估算出油膜的面积. 实验中若撒的痱子粉过多,则计算得到的油酸分子的直径偏(填“大”或“小”).?
(3) 如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的汽缸竖直放置,在距汽缸底部l=36 cm处有一与汽缸固定连接的卡环,活塞与汽缸底部之间封闭了一定质量的气体. 当气体的温度T0=300 K、大气压强p0=1.0×105 Pa时,活塞与汽缸底部之间的距离l0=30 cm,不计活塞的质量和厚度. 现对汽缸加热,使活塞缓慢上升,求:
①活塞刚到卡环处时封闭气体的温度T1.
②封闭气体温度升高到T2=540 K时的压强p2.
专题十四选修3-3
【能力摸底】
1. (1) A (2) 晶体 运动
(3) ① 根据B C V V =B C T T , 解得V B =B
C T T V C =5×10-3 m 3.
② A 、C 状态温度一样,ΔU=0. A →B 体积不变,W 1=0.
B →
C 体积减小,W 2=p ΔV=600 J. 由ΔU=W+Q,所以Q=ΔU-W=-600 J. 放出热量600 J.
2. (1) C (2) B →C 25 (3) 4×1025
m -3
【能力提升】
例1 B
例2 (1) 如图所示 (2) 0.17 m 3 (3) 斜率越大,该气体温度越高
例3 (1) 0 (2)吸热 200 J 例4 B 例5 C
【能力巩固】
1. (1) CD (2) 900 放热
(3) ① 根据定义N A =0A M m .
② 每个分子占有的体积V 占有=A A V N ,
故分子间距的平均值为
.
2. (1) B (2) V
S 33
6πMS V ρ
(3) ① 设封闭气体的压强为p,活塞受力平衡,
p 0S+mg=pS,得p=p 0+mg
S .
由p 1V 1=p 2V 2,
解得p 1=
012mg p S ⎛⎫+ ⎪⎝⎭. ② 由于气体的温度不变,则内能的变化ΔE=0,
由能量守恒定律可得Q=0(S)h
2mg p +.
3. (1)B (2)油酸酒精溶液 大
(3)① 设汽缸的横截面积为S,由盖-吕萨克定律有
00S l T =1lS
T ,代入数据得T 1=360 K.
② 由查理定律有01p T =22p T ,
代入数据得 p 2=1.5×105
Pa.。