搜索
专题七热学和原子物理知识方法聚焦1.分子的大小(1)阿伏加德罗常数是联系宏观世界与微观世界的桥梁．对任何分子，分子质量＝；对固体和液体分子，分子体积＝；气体分子的体积＝气体分子质量气体分子的密度≠气体分子质量气体的密度；摩尔体积NA＝平均每个分子占据的空间体积≠气体分子的体积．摩尔质量NA摩尔体积NA(2)油膜法估测分子的大小用V表示一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，用S表示单分子油膜的面积，用D表示分子的直径，则：D＝VS.(3)估算微观量的两种模型①球体模型(一般适用于固、液体)：一个分子的体积为V0＝43π(d2)3＝16πd3，d——分子的直径．②立方体模型(一般适用于气体)：一个分子平均占据的空间V0＝d3，d——分子间的距离．2．说明分子永不停息地做无规则运动的两个实例(1)布朗运动①研究对象：悬浮在液体或气体中的．②运动特点：无规则、．③相关因素：颗粒大小，．④物理意义：说明液体或气体分子永不停息地做．(2)扩散现象：相互接触的物体分子彼此进入对方的现象．产生原因：分子永不停息地做无规则运动．小颗粒永不停息温度无规3．分子间的相互作用力和分子势能(1)分子力：①定义：分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，分子力是引力和斥力的．分子力与分子间距离的关系如图1所示．合力图1②规律：引力和斥力均随分子间距离的增大而，但减小得更快；都随分子间距离的减小而，但斥力增加得更快．(2)分子势能①分子力做功与分子势能变化的关系：当分子力做正功时，分子势能；当分子力做负功时，分子势能．②分子势能与分子间距离的关系如图2所示．由分子势能和分子间距离的关系图线可知，若选取无穷远处分子势能为零，横轴以下分子势能均为负值，当分子间距离为r0时，分子势能．最小减小斥力增加减小增加图24．固体、液体和气体(1)晶体、非晶体分子结构不同，表现出的物理性质不同，如外形、熔点等．其中单晶体表现出各向，多晶体和非晶体表现出各向．(2)液晶既可以流动，又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，液晶显示技术有很大的应用．(3)液体表面张力是由液体表面层的分子结构决定的，类似的现象还有浸润、不浸润、毛细现象等．异性异性同性(4)气体实验定律：气体的状态由热力学温度、体积和压强三个物理量决定．①等温过程：pV＝C或p1V1＝p2V2②等容过程：p＝CT或p1T1＝p2T2③等压过程：V＝CT或V1T1＝V2T2④理想气体状态方程：pVT＝C或p1V1T1＝p2V2T2.5．热力学第一定律(1)公式：ΔU＝Q＋W(2)符号规则：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．6．热力学第二定律(1)两种表述表述一：热量不能从低温物体传递到高温物体．表述二：不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来，而不引起其他变化．(2)意义：揭示了自然界中进行的涉及热现象的宏观过程具有性．方向自动地做功7．氢原子能级图(1)能级图如图3所示．图3(2)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数：N＝C2n＝n(n－1)2.质量数9.核能(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量．(2)质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差．注意质量数与质量是两个不同的概念．(3)质能方程：E＝mc2，即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比．10．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个，入射光的频率必须大于这个频率，才能产生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的增大而增大．(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成比．正极限频率频率11．光电效应方程(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W的关系为12mv2＝.(2)极限频率ν0＝Wh.hν－W热点题型例析题型1氢原子的能级结构和能级公式的应用例1(2011·四川·18)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以hν2hν1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D正确．答案D针对训练1如图4画出了氢原子由低到高依次排列的四个能级，其中基态的能量是－13.6eV.现有大量原子处于n＝4的激发态上，在它们自发地向较低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是()图4A．最多可发射出3种不同频率的光子B．从n＝4能级直接跃迁到基态，释放出的光子波长最长C．若从n＝4能级直接跃迁到n＝2能级释放出的光子恰好能让某种金属发生光电效应，则从n＝2能级跃迁到基态释放出的光子一定能使该金属发生光电效应D．若把释放出来的光子分为频率相同的光束，让这些光束分别通过同一双缝干涉实验装置，则从n＝4能级跃迁到n＝3能级释放出的光子束对应的干涉条纹间距最小答案C题型2核反应与核能问题例2已知铯137发生衰变的方程是13755Cs→13756Ba＋0－1e，其半衰期约为30年．以下说法正确的是()A．式中的0－1e来自于铯的核外电子B．经过60年后，受铯137污染的土壤将仍含铯137C．降低温度可以有效地减小铯137的衰变速度D．铯137发生衰变时的质量亏损即等于β粒子的质量B针对训练22011年3月日本发生大地震导致核泄漏，其放射性物质碘13153I和铯13755Cs发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，会造成甲状腺疾病和神经系统损伤，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．三种射线中，γ射线的穿透能力最强，但电离能力最弱B．碘13153I的半衰期为8.5天，若取4个碘核，经过17天就只剩下1个碘核C．铯13755Cs的半衰期为30年，但经过高温高压处理，其半衰期会变短D．铯13755Cs经过两次α衰变和两次β衰变将变为碘13153IA题型3光电效应的规律例3如图5所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是()A．有光子从锌板逸出B．有电子从锌板逸出C．验电器指针张开一个角度D．锌板带负电图5BC题型4分子动理论的理解例4下列说法正确的是()A．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁不断碰撞而产生的B．气体温度越高，压强一定越大C．分子力表现为斥力时，是因为分子间不可能同时存在引力和斥力D．布朗运动就是液体分子的热运动A针对训练3下列说法正确的是()A．阴雨天，空气相对湿度较小B．分子间距离越小，分子间作用力越小C．气体体积是指所有气体分子体积的总和D．气体压强是大量气体分子碰撞器壁的结果D题型5对固体和液体性质的理解例5(2011·山东·36(1))人类对自然的认识是从宏观到微观不断深入的过程．以下说法正确的是()A．液体的分子势能与体积有关B．晶体的物理性质都是各向异性的C．温度升高，每个分子的动能都增大D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用解析分子势能与分子间距有关，选项A正确；晶体分子分为单晶体和多晶体，单晶体的物理性质具有各向异性，而多晶体具有各向同性，选项B错误；温度升高，分子平均动能增大，但每个分子的动能不一定增大，选项C错误；露珠呈球状就是因为液体表面张力的作用，选项D正确．AD题型6气体性质和热力学定律的综合应用例6(2011·广东·14)图6为某种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()图6A．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，气体内能减小解析M向下滑动的过程中，气体被压缩，外界对气体做功，又因为与外界没有热交换，所以气体内能增大．答案A针对训练4如图7所示，某种自动洗衣机注水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸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细管中的空气压力，从而控制进水量．当洗衣缸内水位缓慢升高时，可以认为细管内空气温度保持不变．则被封闭的空气()A．分子间的引力和斥力都增大B．分子的平均动能增大C．内能一定增大D．体积变小，压强变大答案AD返回