分秒教育 人教版 高中物理选修3-3、3-4、3-5知识点整理

选修3-3模块-1-选修3—3考点汇编分秒教育中心一、分子动理论1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径（2）1mol任何物质含有的微粒数相同2316.0210ANmol（3）对微观量的估算①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体）②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量a.分子质量：molAMmNb.分子体积：molAVvNc.分子数量：AAAAmolmolmolmolMvMvnNNNNMMVV2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动扩散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈3、分子间的相互作用力分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r的数量级为1010m，相当于0r位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了4、温度选修3-3模块-2-宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：273.15TtK5、内能①分子势能分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0rr时分子势能最小）当0rr时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加当0rr时，分子力为斥力，当r减少时，分子力做负功，分子是能增加②物体的内能物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度）③改变内能的方式做功与热传递在使物体内能改变二、气体6、气体实验定律①玻意耳定律：pVC（C为常量）→等温变化微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。适用条件：压强不太大，温度不太低图象表达：1pV②查理定律：pCT（C为常量）→等容变化微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。适用条件：温度不太低，压强不太大图象表达：pV③盖吕萨克定律：VCT（C为常量）→等压变化微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变适用条件：压强不太大，温度不太低图象表达：VT7、理想气体宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，在常温常压下实验气体可以看成理想气体微观上：分子间的作用力可以忽略不计，故一定质量的理想p1VpVVTooo选修3-3模块-3-气体的内能只与温度有关，与体积无关理想气体的方程：pVCT8、气体压强的微观解释大量分子频繁的撞击器壁的结果影响气体压强的因素：①气体的平均分子动能（温度）②分子的密集程度即单位体积内的分子数（体积）三、物态和物态变化9、晶体：外观上有规则的几何外形，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向异性非晶体：外观没有规则的几何外形，无确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点②晶体与非晶体并不是绝对的，有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石英→玻璃）10、单晶体多晶体如果一个物体就是一个完整的晶体，如食盐小颗粒，这样的晶体就是单晶体（单晶硅、单晶锗）如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成，这样的物体叫做多晶体，多晶体没有规则的几何外形，但同单晶体一样，仍有确定的熔点。11、表面张力当表面层的分子比液体内部稀疏时，分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力。如露珠12、液晶分子排列有序，各向异性，可自由移动，位置无序，具有流动性各向异性：分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无章的13、改变系统内能的两种方式：做功和热传递①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射②这两种方式改变系统的内能是等效的③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移14、热力学第一定律①表达式uWQ②15、能量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另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变第一类永动机不可制成是因为其违背了热力学第一定律第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。16、能量耗散系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。符号WQu+外界对系统做功系统从外界吸热系统内能增加-系统对外界做功系统向外界放热系统内能减少选修3-3模块-4-《高中物理选修3-4、3-5知识点》Ⅰ选修3-4部分一、简谐运动简谐运动的表达式和图象Ⅰ1、机械振动：物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧来回做往复运动，叫做机械振动。机械振动产生的条件是：①回复力不为零.②阻力很小.使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力，回复力属于效果力，在具体问题中要注意分析什么力提供了回复力。2、简谐振动：在机械振动中最简单的一种理想化的振动。对简谐振动可以从两个方面进行定义或理解：①物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动，叫做简谐振动。②物体的振动参量，随时间按正弦或余弦规律变化的振动，叫做简谐振动，3、描述振动的物理量，研究振动除了要用到位移、速度、加速度、动能、势能等物理量以外，为适应振动特点还要引入一些新的物理量。⑴位移x：由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。⑵振幅A：做机械振动的物体离开平衡位置的最大距离叫做振幅，振幅是标量，表示振动的强弱。振幅越大表示振动的机械能越大，做简揩振动物体的振幅大小不影响简揩振动的周期和频率。⑶周期T：振动物体完成一次余振动所经历的时间叫做周期。所谓全振动是指物体从某一位置开始计时，物体第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振动。⑷频率f：振动物体单位时间内完成全振动的次数。⑸角频率ω：角频率也叫角速度，即圆周运动物体单位时间转过的弧度数。引入这个参量来描述振动的原因是人们在研究质点做匀速圆周运动的射影的运动规律时，发现质点射影做的是简谐振动。因此处理复杂的简谐振动问题时，可以将其转化为匀速圆周运动的射影进行处理，这种方法高考大纲不要求掌握。周期、频率、角频率的关系是：Tf1，T2.⑹相位：表示振动步调的物理量。4、研究简谐振动规律的几个思路：⑴用动力学方法研究，受力特征：回复力F=-kx；加速度，简谐振动是一种变加速运动。在平衡位置时速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大。⑵用运动学方法研究：简谐振动的速度、加速度、位移都随时间作正弦或余弦规律的变化，这种用正弦或余弦表示的公式法在高中阶段不要求学生掌握。⑶用图象法研究：熟练掌握用位移时间图象来研究简谐振动有关特征是本章学习的重点之一。⑷从能量角度进行研究：简谐振动过程，系统动能和势能相互转化，总机械能守恒，振动能量和振幅有关。5、简谐运动的表达式选修3-3模块-5-）（）（002sinsinxtΤtΑ振幅A，周期T，相位02tΤ，初相06、简谐运动图象描述振动的物理量1．直接描述量：①振幅A；②周期T；③任意时刻的位移t.2．间接描述量：①频率f：Tf1②角速度：T2③x-t图线上一点的切线的斜率等于v3．从振动图象中的x分析有关物理量(v，a，F)简谐运动的特点是周期性。在回复力的作用下，物体的运动在空间上有往复性，即在平衡位置附近做往复的变加速(或变减速)运动；在时间上有周期性，即每经过一定时间，运动就要重复一次。我们能否利用振动图象来判断质点x，F，v，a的变化，它们变化的周期虽相等，但变化步调不同，只有真正理解振动图象的物理意义，才能进一步判断质点的运动情况。小结：①简谐运动的图象是正弦或余弦曲线，与运动轨迹不同。②简谐运动图象反应了物体位移随时间变化的关系。③根据简谐运动图象可以知道物体的振幅、周期、任一时刻的位移。二、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究）Ⅰ单摆周期公式：glT2上述公式是高考要考查的重点内容之一。对周期公式的理解和应用注意以下几个问题：①简谐振动物体的周期和频率是由振动系统本身的条件决定的。②单摆周期公式中的l是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离，一般也叫等效摆长。单摆周期公式中的g，由单摆所在的空间位置决定，还由单摆系统的运动状态决定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此应求出单摆所在地的等效g值代入公式，即g不一定等于9.8m/s2。单摆系统运动状态不同g值也不相同。例如单摆在向上加速发射的航天飞机内，设加速度为a，此时摆球处于超重状态，沿圆弧切线的回复力变大，摆球质量不变，则重力加速度等效值g=g+a。再比如在轨道上运行的航天飞机内的单摆、摆球完全失重，回复力为零，则重力加速度等效值g=0，周期无穷大，即单摆不摆动了。g还由单摆所处的物理环境决定。如带小电球做成的单摆在竖直方向的匀强电场中，回复力应是重力和竖直的电场合力在圆弧切向方向的分力，所以也有－g的问题。一般情况下g值等于摆球静止在平衡位置时，摆线张力与摆球质量的比值。三、受迫振动和共振Ⅰ物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。受迫振动的规律是：物体做受迫振动的频率等于策动力的频率，而跟物体固有频率无关。当策动力的频率跟物体固有频率相等时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。共振是受迫振动的一种特殊情况。l单摆图1-1共振曲线，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，振动的振幅最大选修3-3模块-6-四、机械波横波和纵波横波的图象Ⅰ机械波：机械振动在介质中的传播过程叫机械波，机械波产生的条件有两个：一是要有做机械振动的物体作为波源，二是要有能够传播机械振动的介质。横波和纵波：质点的振动方向与波的传播方向垂直的叫横波。质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的叫纵波。气体、液体、固体都能传播纵波，但气体和液体不能传播横波，声波在空气中是纵波，声波的频率从20到2万赫兹。机械波的特点：⑴每一质点都以它的平衡位置为中心做简振振动；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点的振动。⑵波只是传播运动形式（振动）和振动能量，介质并不随波迁移。横波的图象用横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移。简谐波的图象是正弦曲线，也叫正弦波简谐波的波形曲线与质点的振动图象都是正弦曲线，但他们的意义是不同的。波形曲线表示介质中的“各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位