高中物理选修3-3-3-5知识点整理

-1-物理选修3-3知识点一、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。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-2-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。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-3-16、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。选修3-5知识点1．冲量物体所受外力和外力作用时间的乘积；矢量；过程量；I=Ft；单位是N·s。2．动量物体的质量与速度的乘积；矢量；状态量；p=mv；单位是kg·m/s；1kg·m/s=1N·s。3．动量守恒定律一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。4．动量守恒定律成立的条件系统不受外力或者所受外力的矢量和为零；内力远大于外力；如果在某一方向上合外力为零，那么在该方向上系统的动量守恒。5．动量定理合外力的冲量等于动量的变化；I=mv末－mv初6．碰撞物体间相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大；系统动量守恒。7．弹性碰撞如果碰撞过程中系统的动能损失很小，可以略去不计，这种碰撞叫做弹性碰撞。8．非弹性碰撞碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞；如果两物体碰撞后黏合在一起，这种碰撞损失的动能最多，叫做完全非弹性碰撞。第二章波粒二象性1．热辐射一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。2．黑体如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物质就是绝对黑体，简称黑体。3．黑体辐射黑体辐射的电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关。4．黑体辐射规律一方面随着温度升高各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。5．能量子普朗克认为振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子；并且=h，是电磁波的频率，h为普朗克常量，h=6.631034J·s；光子的能量为h。6．光电效应照射到金属表面的光使金属中的电子从表面逸出的现象；逸出的电子称为光电子；电子脱离某种金属所做功的最小值叫逸出功；光电子的最大初动能Ek=h－W；每种金属都有发生光电效应的极限频率和相应的红线波长；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。7．康普顿效应在研究电子对X射线的散射时发现有些散射波的波长比入射波的波长略大，康普顿认为这是因为光子不仅有能量，还有动量；说明了光具有粒子性。8．光的波粒二象性光的波动性和粒子性是光在不同条件下的具体表现，具有统一性；光子数量少时，粒子性强，数量多时，波动性强；频率高粒子性强，波长大波动性强。9．物质波也叫德布罗意波；任何一个运动的物体都有一种波与之对应，其波长=ph；宏观物体也存在波动性，波长很小。10．概率波光子在空间出现的可能性大小可以用波动规律来描述；概率大的地方到达的光子就多，反之则少；光波实质上是一种概率波。11．不确定关系也称作海森伯测不准原理；以x表示粒子位置的不确定量，以p表示粒子在x方向上动量的不确定量，那么xp4h。第三章原子物理1．电子的发现1897年，英国物理学家汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕式模型。2．粒子散射实验1909—1911年，英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上按原来的方向前进，少数粒子发生了大角度偏-4-转；提出了核式结构模型。3．玻尔原子理论的三条假说原子能量的量子化假说，即原子只能处于一系列不连续的能量状态中，一种能量值对应一种状态，这些状态叫做定态；原子能级的跃迁假说，即原子从一种定态跃迁到另一种定态时，原子辐射或者吸收一定频率的光子，光子的能量差由这两种定态的能量差决定，h=E初－E末；原子中电子运动轨道量子化假说，即原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，电子可能的运动轨道是不连续的。4．能级在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，因此各状态对应的能量也是不连续的，这些能量值叫做能级；各状态的标号1、2、3……叫做量子数，通常用n表示；能量最低的状态叫做基态，其他状态叫做激发态；基态和激发态的能量分别用E1、E2、E3……表示。5．氢原子能级E1=－13.6eV，E2=－3.4eV，E3=－1.51eV；满足En=21nE1（n=1，2，3，…）。6．原子跃迁只发出或吸收特定频率的光；可能直接跃迁或间接跃迁，两种情况辐射或吸收的光子的频率不同；一群处于n=k能级的氢原子向基态或较低激发态跃迁时，可能产生的光谱线条数N=2)1(kk。7．电离若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量；如氢原子基态电子电离的电离能是13.6eV，只要等于或大于13.6eV的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离，入射光的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。8．原子核的衰变天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，原子核放出粒子或粒子，放出后就变成新的原子核，这种变化称为原子核的衰变；原子核衰变前后的电荷数和质量数都守恒。9．衰变AZX42AZY+42He；23892U23490Th+42He。10．衰变AZXAZ1Y+01e；23490Th23491Pa+01e。11．衰变伴随着衰变和衰变同时发生；放出光子流；不改变原子核的质量数和电荷数；实质是当放射性物质发生衰变和衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量而处于高能级，在向低能级跃迁的过程中放出射线。12．半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间；大量原子核衰变遵循的规律；用符号表示；大小由放射性元素的原子核内部的本身因素决定，跟原子所处的物理状态和化学状态无关。13．核反应规律遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应中一般会有质量亏损，从而释放出核能，而原子核分解成质子和中子时要吸收一定的能量；这两种过程都遵循爱因斯坦质能方程。14．原子核的人工转变1919年卢瑟福发现质子：147N+42He178O+11H1932年查德威克发现了中子：94Be+42He126C+10n1934年约里奥·居里夫妇发现正电子：2713Al+42He3015P+10n，3015P3014Si+01e15．重核裂变重核俘获一个中子后分裂成几个中等质量核的反应过程；核反应堆原理。16．链式反应重核裂变时放出几个中子，再引起其它重核裂变而使裂变反应不断自动进行下去；原子弹原理；为使裂变的链式反应容易发生，最好用铀235。17．轻核聚变把轻核结合成质量较大的核释放出核能的反应；又称热核反应；与重核裂变