高中物理选修3-33-4知识点

选修3-3 3-4知识要点总结

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一、分子动理论

1. 分子动理论的基本内容是：物体是由大量分子组成的；分子永不停息地做无规则运动；分子间存在着相互作用力。

2. 理想化模型：把分子看作是小球，一般分子直径大小的数量级为10-10m 。

（1）固体、液体被认为各分子是一个挨一个紧密排列的，每个分子体积=物体体积/分子个数。

⑶气体分子仍视为小球，但分子间距离较大，每个气体分子平均占有的空间看作以相邻分子间距离为边长的正立方体。

⑷阿伏加德罗常数N A =6.02×1023mol -1，分子的质量m =M /N A 分子的体积为v =V/N A

3. 分子的热运动：分子永不停息地做无规则运动，这种运动跟温度有关，所以通常把分子的这种运动叫做热运动。

⑴扩散现象和布朗运动都可以很好地证明分子的热运动。 ⑵布朗运动是指悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。关于布朗运动，要注意以下几点：①形成条件是：只要微粒足够小。②温度越高，布朗运动越激烈。③观察到的是固体微粒（不是液体，不是固体分子）的无规则运动，反映的是液体分子运动的无规则性。

4.分子间的相互作用力

（1）分子力有如下几个特点：①分子间同时存在引力和斥力；②引力和斥力都随着距离的增大而减小；③斥力比引力变化得快。

（2）分子间作用力（指引力和斥力的合力）随分子间距离而变的规律

是：①r r 0时表现为引力；

④r >10r 0以后，分子力变得十分微弱，可以忽略不计。 5.物体的内能

⑴做热运动的分子具有的动能叫分子动能。温度是物体分子热运动的

平均动能的标志。温度越高，分子做热运动的平均动能越大。

⑵由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。分子力做正功时分子势能

减小；分子力作负功时分子势能增大。

由上面的分子力曲线可以得出：当r=r 0即分子处于平衡位置时分子势能

最小。不论r 从r 0增大还是减小，分子势能都将增大。如果以分子间距

离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变的图象如

右。可见分子势能与物体的体积有关。体积变化，分子势能也变化。

⑶物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的内能宏观跟物体的温度、体积和物质的量有关，微观与分子平均动能、分子势能、分子数目有关。

6.热力学第一定律

做功和热传递都能改变物体的内能。做功和热传递对改变物体的内能是等效的，但做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。

外界对物体所做的功W 加上物体从外界吸收的热量Q 等于物体内能的增加ΔU ，即ΔU =Q +W 这在物理学中叫做热力学第一定律。在这个表达式中，当外界对物体做功时W 取正，物体克服外力做功时W 取负；当物体从外界吸热时Q 取正，物体向外界放热时Q 取负；ΔU 为正表示物体内能增加，ΔU 为负表示物体内能减小。

o F 斥 F 分 F 引 r

E p r 0 o

二、气体的体积、压强、温度间的关系

1.气体的状态参量

⑴温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是分子平均动能的标志。 热力学温度和摄氏温度的关系为：T = t +273.15K 和ΔT =Δt ，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。

0K 是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。 ⑵体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。 ⑶压强：气体的压强是由于气体分子频繁碰撞器壁而产生的。

2.气体压强微观解释

⑴气体分子运动的特点是：①气体分子间的距离大约是分子直径的10倍，分子间的作用力十分微弱。通常认为，气体分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，不受力的作用。②每个气体分子的运动是杂乱无章的，但对大量分子的整体来说，运动是有规律的。气体分子的速率分布规律遵从统计规律，温度越高，气体分子的平均速率越大。

⑵气体压强的微观解释：压强的大小跟两个因素有关：①气体分子的平均动能，②分子的密集程度。

3.气体实验定律

(1)等温变化——玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2 或 pV ＝C (常量)

(2)等容变化——查理定律：p 1p 2＝T 1T 2 或 p

T

＝C (常量)

(3)等压变化——盖—吕萨克定律：V 1V 2＝T 1T 2 或 V T ＝C (常量) 4．理想气体状态方程

(1)理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体，忽略分子间的相互作用力，因此不考虑分子势能。

(2)一定质量的理想气体状态方程：

p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2 或 pV T

＝C (常量)。 三、固体

1.自然界中的固态物质可以分为两种：晶体和非晶体，晶体又分为单晶体和多晶体。 单晶体：具有规则的几何形状，各向异性，具有一定的熔点

多晶体：没有规则的几何形状，表现为各向同性，具有一定的熔点

非晶体：没有规则的几何形状，各向同性，没有一定的熔点

2. 晶体的微观结构

晶体的形状和物理性质与非晶体不同是因为在各种晶体中，原子（或分子、离子）都是按照各自的规则排列的，具有空间上的周期性。

四、液体：具有流动性

1. 液体的表面张力：液体表面各部分之间有相互吸引的力。

（1）表面张力的作用使得液体表面具有收缩的趋势，呈现球形。

（2）浸润：一种液体会润湿某种固体并附在固体的表面上的现象。

不浸润：一种液体不会润湿某种固体，也就不会附在这种固体的表面上的现象 2液晶：具有液体的流动性和晶体的各向异性；液晶分子的排列是杂乱的，但从某个方向看比较整齐；与温度、压力、电压、电磁作用有关。

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一、简谐运动的基本概念

1.定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。回复力表达式为：F = -kx ，回复力是一种效果力，是振动物体在沿振动方向上所受的合力。

2.做简谐运动质点的位移与时间的关系遵从正弦规律，x ＝A sin(ωt ＋φ)

3.描述简谐运动的物理量

⑴振幅A 是偏离平衡位置的最大位移，描述振动强弱的物理量。

⑵周期T 是描述振动快慢的物理量。（频率f =1/T 也是描述振动快慢的物理量）周期由振动系统本身的因素决定。

4.单摆

（1）回复力：是摆球的重力沿切线方向的分力，在偏角很小时，单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比，方向总指向平衡位置。在平衡位置时回复力为零，合力不是零.

（2）周期g

L T π2= 二、受迫振动与共振

1.受迫振动：物体在驱动力（既周期性外力）作用下的振动叫受迫振动。

⑴物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。

⑵物体做受迫振动的振幅：驱动力频率与固有频率越接近，受迫振动的振幅越大，两者相差越大受迫振动的振幅越小。

2.共振：当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。

三、机械波

1.质点振动方向和波的传播方向垂直的叫横波，如：绳波等。

质点振动方向和波的传播方向平行的叫纵波，如：弹簧上的疏密波、声波等。

2.机械波的传播

⑴波速、波长和频率之间满足公式：v=λ f 频率由波源决定，而传播速度由介质决定。 ⑵介质中每个质点开始振动的方向都和振源开始振动的方向相同，质点在各自的平衡位置附近做简谐运动，质点并不随波迁移。

⑶机械波传播的是振动形式、能量和信息。

3.机械波的干涉、衍射：干涉、衍射，是波特有的性质。

⑴干涉。产生干涉的必要条件是：两列波源的频率必须相同。

在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。

⑵衍射：发生明显衍射的条件是：障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或比波长小。

4. 多普勒效应：波源相对观察者运动时，观察者观察到的频率高于或低于波的实际频率的现象。二者相互靠近时，观察到的频率变大；二者相互远离时，观察到的频率变小。

四、振动图象和波的图象

1. 振动图象表示同一质点在不同时刻的位移；波的图象表示介质中的各个质点在同一时刻的位移。

2. 波的图象中，波的传播方向与某一介质质点的制动方向的关系，如“上坡下，下坡上”

3.波的传播是匀速的， 在一个周期内，波形向前推进一个波长，质点经过的路程都是4A 。

五、光学

1.光在同一种均匀介质中是沿直线传播的，光在真空中的转播速度为c =3.00×108m/s ，光在不同介质中的传播速度是不同的。

2.折射定律：C

v c n sin 1sin sin 21===θθ (θ1为入、折射角中的较大者。)

3. 全反射：(1)条件：①光从光密介质射入光疏介质。②入射角等于或大于临界角。

(2)临界角：sin C ＝1n （3）应用：全反射棱镜、光导纤维（内芯的折射率大于外套的折射率） （4）全反射现象：玻璃(水)中气泡看起来特别亮、沙漠蜃景、夏天的柏油路面看起来“水淋淋”的、海市蜃楼、钻石的夺目光彩 4.各种色光性质比较：可见光中，红光的波长λ最大，频率ν最小，折射率n 最小，在同种介质中（除真空外）传播速度v 最大，从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C 最大。

5.光的干涉：光的干涉的条件是有两个相干波源。（相干波源的频率必须相同）。形成相干波源的方法有两种：⑴利用激光，⑵设法将同一束光分为两束。

（1）双缝干涉：单色光：形成明暗相间、宽度相等的条纹，中央为明条纹。

白光：光屏上出现彩色条纹，且中央是白色亮条纹。

相邻亮纹（暗纹）条纹间距公式：Δx ＝l d

λ。 (2)薄膜干涉：光照射到透明薄膜上，从薄膜的前后两个表面反射的两列光波。

应用：增透膜，利用光的干涉检查平整度。

6.光的衍射：（1）任何障碍物都能使光发生衍射。

（2）发生明显衍射的条件是：障碍物（或孔）的尺寸跟波长相差不多，甚至比波长还小。

（3）单缝衍射：单色光的衍射图样为中间宽且亮的单色条纹，两侧是明暗相间的变窄的条纹；白光的衍射图样为中间宽且亮的白条纹，两侧是渐窄且暗的彩色条纹。

六、电磁波

(1)麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

（2）电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象，赫兹用实验证明了光的电磁说。

（3）电磁波谱：波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。

（4）红外线、紫外线、X 射线的主要性质及其应用举例。

种 类

产 生 主要性质 应用举例 红外线

一切物体都能发出 热效应 遥感、遥控、加热 紫外线

一切高温物体能发出 化学效应 荧光、杀菌、合成V D2 X 射线

阴极射线射到固体表面 穿透能力强 人体透视、金属探伤 七、相对论

1.狭义相对论的两个基本假设

(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。

(2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。

2.相对论的时空观

⑴经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的。

⑵相对论则认为空间和时间与物质的运动状态有关。

3.“同时”的相对性：相对论的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系中观察是不同时的。

4.长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总是比静止的长度小。

5.质能方程：E=mc 2