高中物理选修3-3知识点梳理及习题
最新人教版高中物理选修3-3：8.3理想气体的状态方程 知识点总结及课时练习
3理想气体的状态方程记一记理想气体的状态方程知识体系一个模型——理想气体一个方程——理想气体的状态方程三个特例——p1V1T1＝p2V2T2⎩⎪⎨⎪⎧T1＝T2时，p1V1＝p2V2V1＝V2时，p1T1＝p2T2p1＝p2时，V1T1＝V2T2辨一辨1.理想气体也不能严格地遵守气体实验定律．(×)2．实际气体在温度不太低、压强不太大的情况下，可看成理想气体．(√)3．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍．(×)4．气体由状态1变到状态2时，一定满足方程p1V1T1＝p2V2T2.(×)5．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是因为压强减半且热力学温度加倍．(√)想一想什么样的气体才是理想气体？理想气体的特点是什么？提示：在任何温度、任何压强下都严格遵从实验定律的气体；特点：①严格遵守气体实验定律及理想气体状态方程，是一种理想化模型．②理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点．③理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力．④理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关．思考感悟：练一练=1.有一定质量的理想气体，如果要使它的密度减小，可能的办法是( )A ．保持气体体积一定，升高温度B ．保持气体的压强和温度一定，增大体积C ．保持气体的温度一定，增大压强D ．保持气体的压强一定，升高温度解析：由ρ＝m /V 可知，ρ减小，V 增大，又由pV T ＝C 可知A 、B 、C 三项错，D 项对．答案：D2．对于一定质量的理想气体，下列状态变化中可能的实现是( )A ．使气体体积增加而同时温度降低B ．使气体温度升高，体积不变、压强减小C ．使气体温度不变，而压强、体积同时增大D ．使气体温度升高，压强减小、体积减小解析：由理想气体状态方程pV T ＝恒量得A 项中只要压强减小就有可能，故A 项正确；而B 项中体积不变，温度与压强应同时变大或同时变小，故B 项错；C 项中温度不变，压强与体积成反比，故不能同时增大，故C 项错；D 项中温度升高，压强减小，体积减小，导致pV T 减小，故D 项错误．答案：A3.一定质量的理想气体，经历一膨胀过程，这一过程可以用图上的直线ABC 来表示，在A 、B 、C 三个状态上，气体的温度T A 、T B 、T C 相比较，大小关系为( )A ．TB ＝T A ＝T CB ．T A >T B >T CC ．T B >T A ＝T CD ．T B <T A ＝T C解析：由图中各状态的压强和体积的值可知：p A · V A ＝p C ·V C <p B ·V B ，因为pV T ＝恒量，可知T A ＝T C <T B .答案：C4.如图所示，1、2、3为p －V 图中一定量理想气体的三种状态，该理想气体由状态1经过程1→3→2到达状态2.试利用气体实验定律证明：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2. 证明：由题图可知1→3是气体等压过程，据盖—吕萨克定律有：V 1T 1＝V 2T3→2是等容过程，据查理定律有：p 1T ＝p 2T 2联立解得p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2.要点一对理想气体的理解1.(多选)关于理想气体，下列说法中正确的是()A．严格遵守玻意耳定律、盖—吕萨克定律和查理定律的气体称为理想气体B．理想气体客观上是不存在的，它只是实际气体在一定程度上的近似C．和质点的概念一样，理想气体是一种理想化的模型D．一定质量的理想气体，内能增大，其温度可能不变解析：理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象；温度不太低、压强不太大的情况下可以把实际气体近似视为理想气体；理想气体在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律，A、B、C三项正确；理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增大，温度降低，内能减小，D项错误．答案：ABC2．(多选)关于理想气体，下列说法正确的是()A．温度极低的气体也是理想气体B．压强极大的气体也遵从气体实验定律C．理想气体是对实际气体的抽象化模型D．理想气体实际并不存在解析：气体实验定律是在压强不太大、温度不太低的情况下得出的，温度极低、压强极大的气体在微观上分子间距离变小，趋向于液体，故答案为C、D两项．答案：CD要点二对理想气体状态方程的理解和应用3.(多选)一定质量的理想气体，初始状态为p、V、T，经过一系列状态变化后，压强仍为p，则下列过程中可以实现的是() A．先等温膨胀，再等容降温B．先等温压缩，再等容降温C．先等容升温，再等温压缩D．先等容降温，再等温压缩解析：根据理想气体状态方程pVT＝C，若经过等温膨胀，则T不变，V增加，p减小，再等容降温，则V不变，T降低，p减小，最后压强p肯定不是原来值，A项错，同理可以确定C项也错，正确为B、D两项．答案：BD4．一定质量的气体，从初态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到32T0，再经等容变化使压强减小到12p0，则气体最后状态为()A.12p0、V0、32T0 B.12p0、32V0、34T0C.12p0、V0、34T0 D.12p0、32V0、T0解析：在等压过程中，V∝T，有V0T0＝V33T02，V3＝32V0，再经过一个等容过程，有：p032T0＝p02T3，T3＝34T0，所以B项正确．答案：B5.如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U形玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h，能使h变小的原因是()A．环境温度升高B．大气压强升高C．沿管壁向右管内加水银D．U形玻璃管自由下落解析：对于左端封闭气体，温度升高，由理想气体状态方程可知：气体发生膨胀，h增大，故A项错．大气压升高，气体压强将增大，体积减小，h减小，故B项对．向右管加水银，气体压强增大，内、外压强差增大，h将增大，所以C项错．当管自由下落时，水银不再产生压强，气体压强减小，h变大，故D项错．答案：B6．一水银气压计中混进了空气，因而在27 ℃、外界大气压为758 mmHg时，这个水银气压计的读数为738 mmHg，此时管中水银面距管顶80 mm.当温度降至－3 ℃时，这个气压计的读数为743 mmHg，求此时的实际大气压值为多少？解析：画出该题初、末状态的示意图分别写出被封闭气体的初、末状态的状态参量p1＝758 mmHg－738 mmHg＝20 mmHgV1＝(80 mm)·S(S是管的横截面积)T1＝(273＋27) K＝300 Kp2＝p－743 mmHgV2＝(738＋80) mm·S－743(mm)·S＝75(mm)·ST2＝(273－3)K＝270 K将数据代入理想气体状态方程p1V1 T1＝p2V2 T2解得p＝762.2 mmHg.答案：762.2 mmHg要点三理想气体变化的图象7.在下图中，不能反映理想气体经历了等温变化→等容变化→等压变化，又回到原来状态的图是()解析：根据p -V ，p -T 、V -T 图象的意义可以判断，其中D 项显示的理想气体经历了等温变化→等压变化→等容变化，与题意不符．答案：D8．图中A 、B 两点代表一定质量理想气体的两个不同的状态，状态A 的温度为T A ，状态B 的温度为T B ；由图可知( )A. T B ＝2T AB. T B ＝4T AC. T B ＝6T AD. T B ＝8T A 解析：对于A 、B 两个状态应用理想气体状态方程p A V A T A ＝p B V B T B可得：T B T A ＝p B V B p A V A ＝3×42×1＝6，即T B ＝6T A ，C 项正确． 答案：C基础达标1.关于一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量p 、V 、T 的变化情况不可能的是( )A ．p 、V 、T 都减小B ．V 减小，p 和T 增大C．p和V增大，T减小D．p增大，V和T减小解析：由理想气体状态方程pVT＝C可知，p和V增大，则pV增大，T应增大．C项不可能．答案：C2．(多选)理想气体的状态方程可以写成pVT＝C，对于常量C，下列说法正确的是()A．对质量相同的任何气体都相同B．对质量相同的同种气体都相同C．对质量不同的不同气体可能相同D．对质量不同的不同气体一定不同解析：理想气体的状态方程的适用条件就是一定质量的理想气体，说明常量C仅与气体的种类和质量有关，实际上也就是只与气体的物质的量有关．对质量相同的同种气体当然常量是相同的，而对质量不同的不同气体，只要物质的量是相同的，那么常量C也是可以相同的．答案：BC3．(多选)对一定质量的理想气体，下列说法正确的是() A．体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大B．温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小C．压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小D．温度升高，压强和体积可能都不变解析：由pVT＝C(常量)可知，V不变、p增大时T增大，故A项正确；T增大时，p与V至少有一个要发生变化，故D错误；把V＝mρ代入pVT＝C得pmρT＝C，由此式可知，T不变时，ρ随p的减小而减小，故B项正确；p不变时，ρ随T的减小而增大，故C 项错误．答案：AB4．(多选)关于理想气体的状态变化，下列说法中正确的是()A．一定质量的理想气体，当压强不变而温度由100 ℃上升到200 ℃时，其体积增大为原来的2倍B ．一定质量的理想气体由状态1变到状态2时，一定满足方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2C ．一定质量的理想气体体积增大到原来的4倍，可能是压强减半，热力学温度加倍D ．一定质量的理想气体压强增大到原来的4倍，可能是体积加倍，热力学温度减半解析：理想气体状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2中的温度是热力学温度，不是摄氏温度，A 项错误，B 项正确；由理想气体状态方程及各量的比例关系即可判断C 项正确，D 项错误．答案：BC5．光滑绝热的轻质活塞把密封的圆筒容器分成A 、B 两部分，这两部分充有温度相同的气体，平衡时V A ：V B ＝1：2，现将A 中气体温度加热到127 ℃，B 中气体温度降低到27 ℃，待重新平衡后，这两部分气体体积的比V A ′：V B ′为( )A ．1：1B ．2：3C ．3：4D ．2：1解析：对A 部分气体有：p A V A T A ＝p A ′V ′A T A ′① 对B 部分气体有：p B V B T B ＝p B ′V B ′T B ′② 因为p A ＝p B ，p A ′＝p B ′，T A ＝T B ，所以由①②得V A V B ＝V A ′T B ′V B ′T A ′，所以V A ′V B ′＝V A T A ′V B T B ′＝1×4002×300＝23答案：B6．如图所示，内壁光滑的汽缸和活塞都是绝热的，缸内被封闭的理想气体原来体积为V ，压强为p ，若用力将活塞向右压，使封闭的气体体积变为V 2，缸内被封闭气体的( )A ．压强等于2pB ．压强大于2pC ．压强小于2pD ．分子势能增大了解析：汽缸绝热，压缩气体，其温度必然升高，由理想气体状态方程pV T ＝C (恒量)可知，T 增大，体积变为V 2，则压强大于2p ，故B 项正确，A 、C 两项错，理想气体分子无势能的变化，D 项错．答案：B7.(多选)如图所示，一定质量的理想气体，从图示A 状态开始，经历了B 、C 状态，最后到D 状态，下列判断正确的是( )A ．A →B 温度升高，压强不变B ．B →C 体积不变，压强变大C ．B →C 体积不变，压强不变D ．C →D 体积变小，压强变大解析：由图象可知，在A →B 的过程中，气体温度升高、体积变大，且体积与温度成正比，由pV T ＝C ，气体压强不变，是等压过程，故A 项正确；由图象可知，在B →C 是等容过程，体积不变，而热力学温度降低，由pV T ＝C 可知，压强p 减小，故B 、C 两项错误；由图象可知，在C →D 是等温过程，体积减小，由pV T ＝C可知，压强p 增大，故D 项正确．答案：AD8．一气泡从30 m 深的海底升到海面，设水底温度是4 ℃，水面温度是15 ℃，那么气泡在海面的体积约是水底时的( )A ．3倍B ．4倍C ．5倍D ．12倍解析：根据理想气体状态方程：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2，知V 2V 1＝p 1T 2p 2T 1，其中T 1＝(273＋4) K ＝277 K ，T 2＝(273＋15) K ＝288 K ，故T 2T 1≈1，而p 2＝p 0≈10ρ水 g ，p 1＝p 0＋p ≈40 ρ水 g ，即p 1p 2≈4，故V 2V 1≈4.故选B 项．答案：B9.(多选)如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在导热汽缸中，用水平外力F 作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②.如果环境保持恒温，分别用p 、V 、T 表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图象表示( )解析：由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，根据pV T ＝C 可知压强将减小．对A 项图象进行分析，p -V图象是双曲线即等温线，且由状态①到状态②体积增大，压强减小，故A 项正确；对B 项图象进行分析，p -V 图象是直线，温度会发生变化，故B 项错误；对C 项图象进行分析，可知温度不变，但体积增大，故C 项错误；对D 项图象进行分析，可知温度不变，压强减小，D 项正确．答案：AD10.如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气．若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是( )A ．温度降低，压强增大B ．温度升高，压强不变C ．温度升高，压强减小D ．温度不变，压强减小解析：由题意可知，封闭空气温度与大气温度相同，封闭空气体积随水柱的上升而减小，将封闭空气近似看作理想气体，根据理想气体状态方程pV T ＝常量，若温度降低，体积减小，则压强可能增大、不变或减小，A 项正确；若温度升高，体积减小，则压强一定增大，B 、C 两项错误；若温度不变，体积减小，则压强一定增大，D 项错误．答案：A11．某不封闭的房间容积为20 m 3，在温度为7 ℃、大气压强为9.8×104 Pa 时，室内空气质量为25 kg.当温度升高到27 ℃、大气压强为1.0×105 Pa 时，室内空气的质量是多少？(T ＝273 K ＋t )解析：假设气体质量不变，末态体积为V 2，由理想气体状态方程有：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2， 解得V 2＝p 1V 1T 2p 2T 1＝9.8×104×20×3001.0×105×280＝21.0 m 3. 因为V 2＞V 1，即有部分气体从房间内流出，设剩余气体质量为m 2，由比例关系有：V 1V 2＝m 2m 1，m 2＝m 1V 1V 2＝23.8 kg.答案：23.8 kg12．图甲为1 mol 氢气的状态变化过程的V -T 图象，已知状态A 的参量为p A ＝1 atm ，T A ＝273 K ，V A ＝22.4×10－3 m 3，取1 atm＝105 Pa ，在图乙中画出与甲图对应的状态变化过程的p -V 图，写出计算过程并标明A 、B 、C 的位置．解析：据题意，从状态A 变化到状态C 的过程中，由理想气体状态方程可得：p A V A T A ＝p C V C T C ，p C ＝1 atm ，从A 变化到B 的过程中有：p A V A T A＝p B V B T B，p B ＝2 atm. A 、B 、C 的位置如图所示．答案：见解析13．[2019·潍坊高二检测]内燃机汽缸里的混合气体，在吸气冲程结束瞬间，温度为50 ℃，压强为1.0×105 Pa ，体积为0.93 L ．在压缩冲程中，把气体的体积压缩为0.155 L 时，气体的压强增大到1.2×106 Pa.这时混合气体的温度升高到多少摄氏度？解析：气体初状态的状态参量为p 1＝1.0×105 Pa ，V 1＝0.93 L ，T 1＝(50＋273) K ＝323 K.气体末状态的状态参量为p 2＝1.2×106 Pa ，V 2＝0.155 L ，T 2为未知量．由p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2可求得T 2＝p 2V 2p 1V 1T 1， 将已知量代入上式，得T 2＝1.2×106×0.1551.0×105×0.93×323 K ＝646 K ， 所以混合气体的温度t ＝(646－273) ℃＝373 ℃.答案：373 ℃能力达标14.[2019·长春市质检]如图所示，绝热气缸开口向上放置在水平地面上，一质量m ＝10 kg，横截面积S＝50 cm2的活塞可沿气缸无摩擦滑动；被封闭的理想气体温度t＝27 ℃时，气柱长L＝22.4 cm.已知大气压强为标准大气压p0＝1.0×105Pa，标准状况下(压强为一个标准大气压，温度为0 ℃)理想气体的摩尔体积为22.4 L，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023mol－1，g＝10 m/s2.求：(计算结果保留两位有效数字)(1)被封闭理想气体的压强；(2)被封闭气体内所含分子的数目．解析：(1)被封闭理想气体的压强为p＝p0＋mg Sp＝1.2×105 Pa(2)由p0V0T0＝pVT得标准状况下的体积为V0＝pVT0 p0T被封闭气体内所含分子的数目为N＝N A V0 V m解得N＝3.3×1022个答案：(1)1.2×105 Pa(2)3.3×1022。
物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3知识点总结
物理选修3-3主要涵盖以下知识点：
1. 电路定律：
- 基尔霍夫第一定律：对于一闭合电路，电流的总和等于零。
- 基尔霍夫第二定律：电压的总和等于零。
2. 串联和并联电路：
- 串联电路：电流只有一个路径可以通过。
- 并联电路：电流可以选择多个路径通过。
3. 电阻与电阻率：
- 电阻是物质对电流流动的阻碍程度。
- 电阻率是物质本身对电流的阻碍程度，与物质的导电性质有关。
4. 欧姆定律：
- 欧姆定律表明电流与电压和电阻之间成正比关系，表达式为I=V/R，其中I为电流，V为电压，R为电阻。
5. 电功和功率：
- 电功表示电能转化为其他形式能量的过程中所做的功。
- 功率表示单位时间内做功的大小，等于电功除以时间。
6. 电容器：
- 电容器可以将电能以电场的形式储存。
- 电容器的电容量表示电容器对电流的阻碍程度，等于电容器
的电荷与电压之比。
7. RC 电路：
- RC 电路包括一个电阻和一个电容连接在一起。
- RC 电路具有延迟响应的特性，可以用来滤除高频信号。
8. LC 电路：
- LC 电路包括一个电感和一个电容连接在一起。
- LC 电路具有振荡的特性，可以用来产生无线电信号。
这些是物理选修3-3的主要知识点，通过学习和理解这些知识，可以加深对电路和电子设备运作的理解。
高中物理选修33知识点梳理及学习习题
选修 3-3 知识点梳理及习题定义特色说明不一样物质相互温度越高，扩散现象是分扩散现象进入对方（分分子不暂停地做无规则运动扩散越快子运动的直接子热运动）分子间有空隙证明微粒越小，布朗运动间接悬浮在液体中不是固体微粒分子的无规则运动温度越高，证了然液体分布朗运动的固体微粒的布朗运动不是液体分子的运动．布朗运动越子的无规则运无规则运动布朗运动表示图路线不是固体微显然动 ,不是分子运粒运动的轨迹动1 分子间的作使劲分子势能引力和斥力同时存在，都随r 增添而减小，斥力变化更快，分子力实质为电磁力分子间距离 f 引与 f斥对表面现分子力分子势能r=r0 f 引 = f 斥F=0Ep 最小r<r0 f 引 < f 斥 F 为斥力Ep 随减小而增大r＞ r0 f 引 > f 斥 F 为引力Ep 随增大而减小r＞ 10 r0 f 引 f 斥十分轻微 F 能够认为是零Ep 能够认为是零2 分子动能 ,势能 ,内能及物体机械能项目定义决定微观量值物体内分子永不断与温度相关 ,温度是分子分子永不暂停地永久不等于零 ,分子的动能息地做无规则运动均匀动能的标记做无规则运动没法丈量拥有的动能物体内分子存在相分子间存在互相可能等于零 ,分子的势能互作使劲 ,由它们与物体体积相关作用的引力与斥没法丈量的相对地点所决定力内能物体内所有分子动与分子数 ,温度 ,体积有分子永久运动和永久不等于零 ,能与势能之和关分子存在作使劲没法丈量机械能物体动能 ,重力势跟物体运动状态 ,参照系宏观物体的运动能够为零 ,可测能和弹性势能之和和零势能点选择相关量内能改变方法 : 做功和热传达对于改变内能来说,是等效的改变内能方法条件内能改变实质对外界做功 ,内能减少 ;做功W 其余形式的能与内能外界对物体做功 ,内能增添之间的变换对外界放热 .内能减少 ;热传达温度差热量从温度高的物体物体从外界吸热 ,内能转移到温度低的物体增添3热力学第必定律与能的转变及守恒定律物体内能的增添ΔU等于外界对物体做的功W 和从外界汲取热量Q 之和内容ΔU＝ W+Q公式中各量的物理意义正 >0负 <0功W外界对物体做功物体对外界做功热量Q物体吸热物体放热内能ΔU内能增添内能减少能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只好从一种形式转变能的转变和守恒定律为另一种形式，或许从一个物体转移到其他物体，在转变或转移的过程中其总量不变.(另一种表述 :第一类永动机不行能制成.原因是第一类永动机违犯能量守恒定律)(注 : 1 不可以说物体拥有多少热量，只好说物体汲取或放出了多少热量，热量是过程量,不可以说“物体温度越高，所含热量越多”。
(完整版)高中物理选修3-3知识点与题型复习
热学知识点复习制作人：湄江高级中学：吕天鸿一、固、液、气共有性质1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。
温度T越高，运动越激烈，分子平均动能注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。
扩散现象：相互渗透的_______ 反应2、分子运动的表现布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而_________ 。
（1）分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r o关系，看下图当r=r o时,F引=F斥，分子力为0;当r>r o时,F引>F斥,分子力表现为当r<r o时,F引<F斥,分子力表现为___________ 。
当分子间距离大于1Or o（约为10-9 m）时，分子力很弱，可以忽略。
（2）分子势能E P与分子间距r的关系。
用图像表示如右图补充线注：当r=rO时，分子势能最小。
（3 ）分子力做功与E P的关系，类比三大势能一样关系二、晶体与非晶体-单晶体：物理性质：各向异性。
原子排列：有规则晶体：有固定熔点■1、多晶体：物理性质：各向同性。
原子排列：无规则非晶体：无确定的熔点物理性质：各向同性。
原子排列：无规则2、、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。
如碳形成的金刚石与石墨3、有些晶体与非晶体可以相互转化。
4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。
常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。
三、热力学定律—研究高考对象为—主要还是理想气体1、热力学第一定律：AU=W+Q 表达式中正、负号法则：如下图2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度，当温度变化时，气体的内能变化，当体积变化时气体将伴随着做功，解题时要掌握气体变化过程的特点(1)等温过程：内能不变，即A U=0。
温度T t则内能增加，△ U >0(2)等容过程:W=0。
若体积V f,则气体对外界做功，W取“一”负号计算。
高中物理选修3-3知识点梳理及习题
引力和斥力冋时存在，都随r 增加而减小，斥力变化更快，分子力本质为电磁力 分子间距离f 引与f 斥 对外表现分子力分子势能 r =rof 引=f 斥 F=0 Ep 最小 r<r0 f 引＜f 斥 F 为斥力 Ep 随减小而增大 r >rOf 引＞f 斥 F 为引力 Ep 随增大而减小 r >10r0f 引f 斥十分微弱F 可以认为是零Ep 可以认为是零选修3-3知识点梳理及习题2分子动能，势能，内能及物体机械能项目定义决定微观 量值 分子的动能 物体内分子永不停息地做无规则运动具有的动能 与温度有关，温度是分子平均动能的标志分子永不停息地做无规则运动 永远不等于零，无法测量分子的势能物体内分子存在相互作用力，由它们的相对位置所决定与物体体积有关分子间存在相互作用的引力 与斥力可能等于零，无法测量内能物体内所有分子动能与势能之和与分子数，温度，体积有关分子永远运动和分子存在作用力永远不等于零，无法测量机械能物体动能,重力势能和弹性势能之和跟物体运动状态，参考系和零势能点选择有关 宏观物体的运动可以为零，可测量内能改变方法:做功和热传递对于改变内能来说，是等效的改变内能方法条件内能改变本质定义 特点 说明扩散现象 不同物质彼此进入对方（分子热运动）温度越高， 扩散越快分子不停息地做无规则运动分子间有间隙扩散现象是分子运动的直接证明 布朗运动 悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动微粒越小，温度越高，布朗运动越 明显不是固体微粒分子的无规则运动 布朗运动不是液体分子的运动. 布朗运动示意图路线不是固体微粒运动的轨迹布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动，不是分子运动i 分子间的作用力分子势能p 1<pV <V123热力学第一定律与能的转化及守恒定律内容物体内能的增加AU 等于外界对物体做的功W 和从外界吸收热量Q 之和AU =W+Q公式 中各量的物理意义 正>0 负<0 功 W 外界对物体做功物体对外界做功热量 Q 物体吸热 物体放热 内能AU内能增加内能减少能的转化和守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变•（另一种表述:第一类永动机不可能制成•原因是第一类永动机违反能量守恒定律）（注：1不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量，热量是过程量，不能说“物体温度越高，所含热量越多”。
高中物理选修3-3大题知识点及经典例题
高中物理选修3-3大题知识点及经典例题气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强。
2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积。
(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度。
3．平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强。
(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强。
(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等。
液体内深h处的总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强。
4．加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。
考向1 液体封闭气体压强的计算若已知大气压强为p0，在图2－2中各装置均处于静止状态，图中液体密度均为ρ，求被封闭气体的压强。
图2－2[解析]在甲图中，以高为h的液柱为研究对象，由二力平衡知p甲S＝－ρghS＋p0S所以p甲＝p0－ρgh在图乙中，以B液面为研究对象，由平衡方程F上＝F下有：p A S＋ρghS＝p0Sp乙＝p A＝p0－ρgh在图丙中，仍以B液面为研究对象，有p A′＋ρgh sin 60°＝p B′＝p0所以p丙＝p A′＝p0－32ρgh在图丁中，以液面A为研究对象，由二力平衡得p丁S＝(p0＋ρgh1)S所以p丁＝p0＋ρgh1。
[答案]甲：p0－ρgh乙：p0－ρgh丙：p0－32ρgh1丁：p0＋ρgh1考向2 活塞封闭气体压强的求解如图2－3中两个汽缸质量均为M，内部横截面积均为S，两个活塞的质量均为m，左边的汽缸静止在水平面上，右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下。
高中物理选修3-3 知识点梳理和总结
选修3-3 热学一、分子动理论1．物体是由大量分子组成的(1)分子的大小①分子直径：数量级是10－10m ； ②分子质量：数量级是10－26kg ；③测量方法：油膜法．(2)阿伏加德罗常数：1 mol 任何物质所含有的粒子数，N A ＝6.02×1023 mol －1. (3)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(4)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. (5)关系：①分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mN A②分子的体积：V 0＝V m N A ＝MρN A③物体所含的分子数：N ＝V V m ·N A ＝m ρV m ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρV M·N A (6)两种模型：①球体模型直径为：d ＝36V 0π②立方体模型边长为：d ＝3V 02．分子热运动：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动．(1)扩散现象：相互接触的不同物质彼此进入对方的现象．温度越高，扩散越快，可在固体、液体、气体中进行．(2)布朗运动：①定义：悬浮在液体(或气体)中的小颗粒的永不停息地无规则运动． ②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动．③决定因素：颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈． (3)气体分子运动速率的统计分布：①同一温度下，大多数分子具有中等的速率；随温度升高，占总数比例最大的那些分子速率增大．②气体分子运动速率的“三个特点”某个分子的运动是无规则的，但大量分子的运动速率呈现统计规律，如图所示：横轴表示分子速率，纵轴表示各速率的分子数占总分子数的百分比，图像有三个特点：(1)“中间多，两头少”：同一温度下，特大或特小速率的分子数比例都较小，大多数分子具有中等的速率．(2)“图像向右偏移”：速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的平均速率将增大，但速率分布规律不变．(3)“面积不变”：图线与横轴所围面积都等于1，不随温度改变．二、内能1．分子动能(1)分子动能: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．4．分子力(1)分子间同时存在引力和斥力，且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，但总是斥力变化得较快．(2)分子力、分子势能与分子间距离的关系分子力曲线与分子势能曲线：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)：(3)分子力、分子势能与分子间距离的关系①当r>r0时，分子力为引力，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．5．内能和热量的比较6．分析物体的内能问题应当明确以下四点(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．(2)决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系．(3)通过做功或热传递可以改变物体的内能．(4)温度是分子平均动能的标志，温度相同的任何物体，分子的平均动能相同.三、温度1．温度的意义(1)宏观上，温度表示物体的冷热程度．(2)微观上，温度是分子平均动能的标志．2．两种温标(1)摄氏温标t：单位℃，把1个标准大气压下，水的冰点作为0 ℃，沸点为100 ℃.(2)热力学温标T：单位K，把－273.15 ℃作为0 K．0 K是绝对零度，低温极限，只能接近不能达到，所以热力学温度无负值．(3)两种温标的关系：T＝273.15＋t ΔT＝Δt第二节固体、液体和气体一、固体1．分类：固体分为晶体和非晶体两类．晶体分单晶体和多晶体．2．晶体与非晶体的比较3．判断晶体与非晶体的“五个要点”(1)只要具有确定熔点的物质必定是晶体，否则为非晶体．(2)只要具有各向异性的物质必定是单晶体，否则为多晶体或非晶体．(3)单晶体只是在某一种物理性质上表现出各向异性．(4)同一物质可能成为不同的晶体或非晶体．(5)晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．二、液体1．液体的表面张力(1)产生原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子力表现为引力．(2)作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小．(3)作用方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直．(4)影响因素：液体的密度越大，表面张力越大；温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小．2．液晶的物理性质(1)具有液体的流动性．(2)具有晶体的光学各向异性．(3)从某个方向上看其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的．(4)液晶的特点：液晶既不是液体也不是晶体．液晶既有液体的流动性，又有晶体的物理性质各向异性．三、饱和汽湿度1．饱和汽与未饱和汽(1)饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．(2)未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．2．饱和汽压(1)定义：饱和汽所具有的压强．(2)特点：液体的饱和汽压与温度有关，温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关．3．湿度(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强．(2)相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比．(3)相对湿度公式相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压⎝⎛⎭⎫B ＝p p s ×100%(4)对相对湿度的理解人对空气湿度的感觉是由相对湿度决定的．当绝对湿度相同时，温度越高，离饱和状态越远，体表水分越容易蒸发，感觉越干燥；气温越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿．第三讲 气体一、气体压强的产生与计算1．产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫做气体的压强．2．决定因素(1)宏观上：决定于气体的温度和体积．(2)微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度． 3．压强单位：国际单位，帕斯卡(P a )常用单位：标准大气压(a tm )；厘米汞柱(cmHg )．换算关系：1a tm ＝76cmHg≈1.0×105 Pa . 4．平衡状态下气体压强的求法(1)液片法：选取假想的液体薄片(自身重力不计)为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强．(2)力平衡法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象进行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得气体的压强．(3)等压面法：在连通器中，同一种液体(中间不间断)同一深度处压强相等．5．加速运动系统中封闭气体压强的求法：选取与气体接触的液柱(或活塞)为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解． 二、理想气体状态方程1．理想气体(1)宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体．实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体．(2)微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力（因此不计分子势能），分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间．2．理想气体的状态方程(1)内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的比值保持不变. (2)公式：p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2或pV T ＝C (C 是与p 、V 、T 无关的常量)3．理想气体状态方程与气体实验定律的关系p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2⎩⎪⎨⎪⎧温度不变：p 1V 1＝p 2V 2（玻意耳定律）体积不变：p 1T 1＝p 2T 2（查理定律）压强不变：V 1T 1＝V 2T2（ 盖—吕萨克定律）4．几个重要的推论(1)查理定律的推论：Δp ＝p 1T 1ΔT(2)盖—吕萨克定律的推论：ΔV ＝V 1T 1ΔT(3)理想气体状态方程的推论：p 0V 0T 0＝p 1V 1T 1＋p 2V 2T 2＋……（理想气体状态方程的分态公式）5．体状态变化的图象问题第三节 热力学定律与能量守恒一、热力学第一定律和能量守恒定律 1．改变物体内能的两种方式(1)做功； (2)热传递． 2．热力学第一定律(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和． (2)表达式：ΔU ＝Q ＋W 3．对公式ΔU ＝Q ＋W 符号的规定4.几种特殊情况(1)若过程是绝热的，则Q ＝0，W ＝ΔU ，外界对物体做的功等于物体内能的增加量． (2)若过程中不做功，即W ＝0，则Q ＝ΔU ，物体吸收的热量等于物体内能的增加量．(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU ＝0，则W ＋Q ＝0或W ＝－Q .外界对物体做的功等于物体放出的热量．(4)气体压力做功：体积变化量V P W∆=：做功与热传递在改变内能的效果上是相同的，但是从运动形式、能量转化的角度上看是不同的：做功是其他形式的运动和热运动的转化，是其他形式的能与内能之间的转化；而热传递则是热运动的转移，是内能的转移．5．能的转化和守恒定律(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．(2)第一类永动机：违背能量守恒定律的机器被称为第一类永动机．它是不可能制成的．二、热力学第二定律1．常见的两种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．2．第二类永动机：违背宏观热现象方向性的机器被称为第二类永动机．这类永动机不违背能量守恒定律，但它违背了热力学第二定律，也是不可能制成的．3．在热力学第二定律的表述中，“自发地”“不产生其他影响”的涵义(1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做功等．4．热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种表述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，进而使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性．：热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但在有外界影响的条件下，热量可以从低温物体传到高温物体，如电冰箱；在引起其他变化的条件下内能也可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程．5．两类永动机的比较1．下列有关扩散现象与布朗运动的叙述中，正确的是()A．扩散现象与布朗运动都能说明分子在做永不停息的无规则运动B．扩散现象与布朗运动没有本质的区别C．扩散现象突出说明了物质的迁移规律，布朗运动突出说明了分子运动的无规则性规律D．扩散现象和布朗运动都与温度有关E．布朗运动是扩散的形成原因，扩散是布朗运动的宏观表现[解析]扩散现象与布朗运动都能说明分子做永不停息的无规则运动，故A正确；扩散是物质分子的迁移，布朗运动是宏观颗粒的运动，是两种完全不同的运动，故B错误；两个实验现象说明了分子运动的两个不同规律，则C正确；两种运动随温度的升高而加剧，所以都与温度有关，D正确；布朗运动与扩散的成因均是分子的无规则运动，两者之间不具有因果关系，故E错误．[答案]ACD2．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[解析]分子力和分子间距离的关系图象如图所示，根据该图象可判断分子间引力随分子间距的增大而减小，分子间斥力随分子间距的减小而增大，A、B正确；当r<r0时分子力(图中实线)随分子间距的减小而增大，故D 正确；当r>r0时，分子力随分子间距的增大先增大后减小，故E错误．[答案]ABD3．两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动，直至不再靠近．在此过程中，下列说法正确的是()A．分子力先增大，后一直减小B．分子力先做正功，后做负功C．分子动能先增大，后减小D．分子势能先增大，后减小E．分子势能和动能之和不变[解析]分子力F与分子间距r的关系是：当r<r0时F为斥力；当r＝r0时，F＝0；当r>r0时F为引力．综上可知，当两分子由相距较远逐渐达到最近过程中分子力是先变大再变小又变大，A项错误；分子力为引力时做正功，分子势能减小，分子力为斥力时做负功，分子势能增大，故B项正确、D项错误；因仅有分子力作用，故只有分子动能与分子势能之间发生转化，即分子势能减小时分子动能增大，分子势能增大时分子动能减小，其总和不变，C、E项均正确．[答案]BCE4．下列说法正确的是()A．内能不同的物体，温度可能相同B．温度低的物体内能一定小C．同温度、同质量的氢气和氧气，氢气的分子动能大D．一定质量100 ℃的水变成100 ℃的水蒸气，其分子之间的势能增加E．物体机械能增大时，其内能一定增大[解析]物体的内能大小是由温度、体积、分子数共同决定的，内能不同，物体的温度可能相同，故A正确；温度低的物体，分子平均动能小，但分子数可能很多，故B错误；同温度、同质量的氢气与氧气分子平均动能相等，但氢气分子数多，故总分子动能氢气的大，故C正确；当分子平均距离r≥r0，物体膨胀时分子势能增大，故D正确；机械能增大，若物体的温度、体积不变，内能则不变，故E错误．[答案]ACD5．下列说法正确的是()A．内能大的物体含有的热量多B．温度高的物体含有的热量多C．水结成冰的过程中，放出热量，内能减小D．物体放热，温度不一定降低E．物体放热，内能不一定减小[解析]热量是过程量，故A、B错误；水结成冰，分子动能不变，分子势能减小，即内能减小，放出热量，故C正确；晶体凝固时，放出热量，温度不变，故D正确；改变物体的内能有做功和热传递两种方式，故E正确．[答案]CDE6．(2015·高考全国卷℃)下列说法正确的是()A．将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒是非晶体B．固体可以分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不同方向上有不同的光学性质C．由同种元素构成的固体，可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体D．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变[解析]将一块晶体敲碎后，得到的小颗粒仍是晶体，故选项A错误．单晶体具有各向异性，有些单晶体沿不同方向上的光学性质不同，故选项B正确．例如金刚石和石墨由同种元素构成，但由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体，故选项C正确．晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化．如天然水晶是晶体，熔融过的水晶(即石英玻璃)是非晶体，也有些非晶体在一定条件下可转化为晶体，故选项D正确．熔化过程中，晶体的温度不变，但内能改变，故选项E错误．[答案]BCD7．下列说法不正确的是()A．把一枚针轻放在水面上，它会浮在水面上．这是由于水表面存在表面张力的缘故B ．在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会成球状，是因为液体内分子间有相互吸引力C ．将玻璃管道裂口放在火上烧，它的尖端就变圆，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故D ．漂浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为油滴液体呈各向同性的缘故E ．当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开．这是由于水膜具有表面张力的缘故[解析] 水的表面张力托起针，A 正确；B 、D 两项也是表面张力原因，故B 、D 均错误，C 项正确；在垂直于玻璃板方向很难将夹有水膜的玻璃板拉开是因为大气压的作用，E 错误．[答案]BDE8．(2014·高考福建卷)如图为一定质量理想气体的压强p 与体积V 关系图象，它由状态A 经等容过程到状态B ，再经等压过程到状态C .设A 、B 、C 状态对应的温度分别为T A 、T B 、T C ，则下列关系式中正确的是( )A ．T A ＜TB ，T B ＜T CB ．T A ＞T B ，T B ＝TC C ．T A ＞T B ，T B ＜T CD ．T A ＝T B ，T B ＞T C[解析] 根据理想气体状态方程pV T＝k 可知，从A 到B ，温度降低，故A 、D 错误；从B 到C ，温度升高，故B 错误、C 正确．[答案]C9．一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的a →b 、b →c 、c →d 、d →a 四个过程，其中bc 的延长线通过原点，cd 垂直于ab 且与水平轴平行，da 与bc 平行，则气体体积在( )A ．a →b 过程中不断增加B ．b →c 过程中保持不变C ．c →d 过程中不断增加D ．d →a 过程中保持不变E ．d →a 过程中不断增大[解析] 由题图可知a →b 温度不变，压强减小，所以体积增大，b →c 是等容变化，体积不变，因此A 、B 正确；c →d 体积不断减小，d →a 体积不断增大，故C 、D 错误，E 正确．[答案]ABE10．如图，一定量的理想气体从状态a 沿直线变化到状态b ，在此过程中，其压强( )A ．逐渐增大B ．逐渐增小C ．始终不变D ．先增大后减小[解析] 法一：由题图可知，气体从状态a 变到状态b ，体积逐渐减小，温度逐渐升高，由pV T＝C 可知，压强逐渐增大，故A 正确．法二：由pV T ＝C 得：V ＝C p T ，从a 到b ，ab 段上各点与O 点连线的斜率逐渐减小，即1p逐渐减小，p 逐渐增大，故A 正确．[答案]A11．关于热力学定律，下列说法正确的是( )A ．为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量B ．对某物体做功，必定会使该物体的内能增加C ．可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功D ．不可能使热量从低温物体传向高温物体E ．功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程[解析] 内能的改变可以通过做功或热传递进行，故A 正确；对某物体做功，物体的内能不一定增加，B 错误；在引起其他变化的情况下，可以从单一热源吸收热量，将其全部变为功，C 正确；在有外界影响的情况下，可以使热量从低温物体传向高温物体，D 错误；涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E 正确．[答案]ACE热力学第一定律说明发生的任何过程中能量必定守恒，热力学第二定律说明并非所有能量守恒的过程都能实现．1．高温物体热量Q 能自发传给热量Q 不能自发传给低温物体2．功能自发地完全转化为不能自发地完全转化为热量3．气体体积V 1能自发膨胀到不能自发收缩到气体体积V 2(较大)4．不同气体A 和B 能自发混合成不能自发分离成混合气体AB12．根据你学过的热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是( )A ．机械能可以全部转化为内能，内能也可以全部用来做功转化成机械能B ．凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量只能从高温物体传递给低温物体，而不能从低温物体传递给高温物体C ．尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到100%D ．制冷机在制冷过程中，从室内吸收的热量少于向室外放出的热量E ．第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，随着科技的进步和发展，第二类永动机可以制造出来解析：选ACD.机械能可以全部转化为内能，而内能在引起其他变化时也可以全部转化为机械能，A正确；凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，在热传递中，热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，也能从低温物体传递给高温物体，但必须借助外界的帮助，B错误；尽管科技不断进步，热机的效率仍不能达到100%，C正确；由能量守恒知，制冷过程中，从室内吸收的热量与压缩机做的功之和等于向室外放出的热量，故D正确；第一类永动机违背能量守恒定律，第二类永动机不违背能量守恒定律，而是违背了热力学第二定律，第二类永动机不可能制造出来，E错误．。
高中物理选修3-3知识点梳理及习题
高中物理选修3-3知识点梳理及习题一、电流和电阻1.电流的概念：电荷在单位时间内通过导体的量。
电流的单位是安培(A)，1A等于1C/s。
2.电流的计算：I=Q/t，其中I为电流，Q为通过截面的电荷量，t为通过截面的时间。
3.电阻的概念：材料对电流的阻碍程度。
电阻的单位是欧姆(Ω)，1Ω等于1V/A。
4.欧姆定律：U=IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。
5.导体和绝缘体：导体具有较低的电阻，能够很容易地传导电流；绝缘体具有很高的电阻，不容易传导电流。
二、电阻的影响因素1.长度：电阻与电阻长度成正比，R∝l。
2.截面积：电阻与截面积的倒数成正比，R∝1/A。
3.材料电阻率：电阻与材料电阻率成正比，R∝ρ。
4.电阻串联：串联电阻等效电阻等于各电阻的总和。
5.电阻并联：并联电阻等效电阻满足倒数之和的倒数。
三、电压、电流和功率1.电压的概念：电荷的电位差，也称为电势差。
电压的单位是伏特(V)，1V等于1J/C。
2.电流和电压的关系：U=IR，其中U为电压，I为电流，R为电阻。
3.功率的概念：单位时间内做功的量。
功率的单位是瓦特(W)，1W等于1J/s。
4.功率的计算：P=IV，其中P为功率，I为电流，V为电压。
5.电阻的功率计算：P=I^2R=V^2/R，其中P为功率，I为电流，R为电阻，V为电压。
四、电路中的能量变换1.电源的作用：提供电压差，驱动电荷在电路中流动。
2.电源的类型：干电池、蓄电池、发电机等。
3.电路的分类：串联电路、并联电路和混联电路。
4.串联电路中的电压：串联电路中各电器所接收的电压等于总电压。
5.并联电路中的电流：并联电路中各电器所接受的电流等于总电流。
综合练习题：1.一根电阻为10Ω的导线中通过电流2A，求导线两端的电压。
解：U=IR=10Ω×2A=20V2.一个电阻为5Ω的电灯接在12V的电压源上，求电灯的功率。
解：P=(12V)^2/5Ω=28.8W3.有一个串联电路，其中包括一个电阻为20Ω的灯泡和一个电阻为30Ω的电热器，接入220V的电压源，求电路总电阻和总电流。
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选修3-3知识点梳理及习题定义特点说明扩散现象不同物质彼此进入对方（分子热运动）温度越高，扩散越快分子不停息地做无规则运动分子间有间隙扩散现象是分子运动的直接证明布朗运动悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动微粒越小，温度越高，布朗运动越明显不是固体微粒分子的无规则运动布朗运动不是液体分子的运动．布朗运动示意图路线不是固体微粒运动的轨迹布朗运动间接证明了液体分子的无规则运动,不是分子运动1 分子间的作用力分子势能引力和斥力同时存在，都随r增加而减小，斥力变化更快，分子力本质为电磁力2 分子动能,势能,内能及物体机械能内能改变方法:做功和热传递对于改变内能来说,是等效的3 热力学第一定律与能的转化及守恒定律(注: 1 不能说物体具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量，热量是过程量,不能说“物体温度越高，所含热量越多”。
2绝热过程：系统只通过做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热.3 物体对外界做功,内能可能增加,如果它从外界吸热.反之亦然)4 热力学第二定律的三种表述(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体。
(热传导的方向性表述)(2)开尔文表述：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不收起其它变化。
热机效率不可能达到100%(内能和机械能转化的方向性表述)(3) 第二类永动机不可能制成.原因是第二类永动机虽然不违反能量守恒定律,但是其违反了机械能与内能的转化具有方向性.热力学第二定律的微观意义：一切自然过程总是沿着分子热运动无序性(熵)增大的方向进行.5 热力学第三定律：不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。
热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。
能源与环境 常规能源:煤、石油、天然气. 新能源:风能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等6 气体实验定律 理想气体1） 一定质量的理想气体，有112212p V p V T T =（或恒定=Tpv ）探究它们之间关系，采用的是控制变量法等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线7 理想气体不考虑分子间相互作用力，分子势能,理想气体的内能仅由温度和分子总数决定，与气体的体积无关。
固多晶1、有确定几何形状晶1、无确定几何形有确定熔点非晶1气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。
8 固体 液体9 物体是由大量分子组成的 阿伏罗德罗常数 (主要为油膜法测分子直径)阿伏加德罗常数（N A ＝×1023mol －1）是联系微观量与宏观量的桥梁。
固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；油膜法测分子直径,知道分子直径数量级,气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
10 液体的表面张力现象,对浸润和不浸润现象、毛细现象液体──液体分子同固体分子一样,密集排列,由于分子热运动没有固定的平衡位置,因此扩散比固体快.１）表面张力：液体表面层里分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，在这个力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，这个力就是表面张力。
液体表面层分子的势能比内部分子的势能小.太空中完全失重的液体，形状由表面张力决定，由于使液体表面收缩至最小，故呈球状。
２）毛细现象：浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象，称为毛细现象：对于一定液体和一定材质的管壁，管的内径越细，毛细现象越明显，液体越高11 液晶1）液晶是介于固态和液态之间的中间态,具有流动性、表现出各向异性．液晶分子虽然在特定方向排列整齐,但不稳定,外界微小的变动都会引起液晶分子的排列变化.2）通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容易具有液晶态。
天然存在的液晶不多，多数液晶为人工合成．在多种人体结构中都发现了液晶结构.附着层的液体分子比液体内部毛细现象浸润(水)密上升不浸润(水银)稀疏下降12 饱和汽和饱和汽压 (相对湿度的计算不做要求) １）汽化⎩⎨⎧→→发生的剧烈的汽化现象在液体表面和内部同时沸腾的汽化现象在任何温度下都能发生只在液体表面进行并且蒸发 沸腾只在一定温度下才会发生，液体沸腾时的温度叫做沸点，沸点与温度有关，大气压增大时沸点升高 ２）饱和汽与饱和汽压蒸汽和液体处于动态平衡时的汽叫做饱和蒸汽。
将不饱和汽变为饱和汽的方法：①降低温度 ②减小液面上方的体积 ③等待（最终此种液体的蒸气必然处于饱和状态）3）空气的湿度（1）空气的绝对湿度：用空气中所含水蒸气的压强（或单位体积中所含水汽分子数）来表示的湿度叫做空气的绝对湿度。
（2）空气的相对湿度：同温度下水的饱和汽压水蒸气的实际汽压相对湿度=相对湿度描述空气的潮湿程度，相对湿度大，人感觉潮湿；人们感到干爽是指相对湿度小,偏离饱和程度越远，空气相对湿度越小.越干燥.一、单项选择题单分子油膜1．油滴在水面上形成如图所示的单分子油膜，可用该方法估测油酸分子大小，需要测量油酸的（）A．质量和密度B．体积和密度C．质量和体积D．体积和油膜面积2．右图为两分子系统的势能E p与两分子间距离r的关系曲线。
下列说法正确的是（）A．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力C．当r等于r2时，分子间的作用力最大D．在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功3．喜庆日子，室外经常使用巨大的红色气球来烘托气氛。
在晴朗的夏日，对密闭在红色气球内的气体从早晨到中午过程，下列说法中正确的是（）A．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能不变B．吸收了热量，同时体积膨胀对外做功，内能增加C．气体密度增加，分子平均动能增加D．气体密度不变，气体压强不变4．对下列宏观现象的解释正确的是（）A．海绵容易压缩，说明分子间存在引力B．滴进水中的红墨水迅速散开，说明分子间存在斥力C．浑浊液静置后变澄清说明分子永不停息的做无规则运动D花香袭人说明分子永不停息的做无规则运动5．下列说法正确的是（）A.物体吸收热量，其温度一定升高B.外界对气体做功，气体内能一定增大C.热量只能从高温物体向低温物体传递D.分子之间的引力和斥力总是同时存在的6．地面附近有一正在上升的空气团,它与外界的热交换忽略不计。
已知外界大气压强随高度增加而降低,则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能) （）A．体积减小温度降低 B．体积减小温度不变 C．体积增大温度降低D．体积增大温度不变7．如图，先把一个棉线圈拴在铁丝环上，再把环在肥皂液里浸一下，使环上布满肥皂液薄膜．如果用热针刺破棉线圈里那部分薄膜，则棉线圈将成为圆形，主要原因是（）A．液体表面层分子间的斥力作用 B．液体表面受重力作用C．液体表面张力作用 D．棉线圈的张力作用8．民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，将点燃的纸片放入小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。
其原因是，当火罐内的气体（）A．温度不变时，体积减小，压强增大 B．体积不变时，温度降低，压强减小C．压强不变时，温度降低，体积减小 D．质量不变时，压强增大，体积减小9.如图是密闭的气缸，外力推动活塞P压缩气体，对缸内气体做功800J，同时气体向外界放热200J，气缸气体的（）A.温度升高，内能增加600JB.温度升高，内能减少200JC.温度降低，内能增加600JD.温度降低，内能减少200J10.如图所示，为某椅子与其升降部分的结构示意图，M、N两筒间密闭了一定质量的气体，M可沿N的内壁上下滑动，设筒内气体不与外界发生热交换，在M向下滑动的过程中（）A.外界对气体做功，气体内能增大B.外界对气体做功，气体内能减小C.气体对外界做功，气体内能增大D.气体对外界做功，气体内能减小二、双项选择题11.充足气的自行车内胎在曝晒时容易爆裂．与曝晒前相比，爆裂前车胎内气体（）A．内能增加 B．密度增大 C．压强增大 D．分子间引力增大12.如图，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分，已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空，抽出隔板K后，a内的气体进入b，最终达到平衡状态。
在此过程中（）A.气体对外界做功，内能减少B.气体不做功，内能不变C.气体压强变小，温度降低D.气体压强变小，温度不变13．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B，压强随体积变化的关系如右图，这个过程（）A．气体的密度一直变小B．气体的温度一直降低C．气体一直对外界做功 D．气体一直向外界放热14.关于热现象和热学规律的说法，正确的是（）A.第二类永动机违背了能量守恒定律B.当物体被拉伸时，分子间的斥力减小，引力增大C.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能大D.悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动越明显15．下列说法中正确的是（）A．布朗运动是用显微镜观察到的分子的运动B．物体的温度越高分子的平均动能越大C．气体的体积增大内能有可能保持不变D．热量可以自发地从低温物体传递到高温物体16、如右图所示，一淙用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。
离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。
下列说法正确的是（）A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量B．转轮转动所需能量并非来自形状记忆合金自身C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量参考答案：。