2023年高中物理选修3_3_3_5知识点归纳总结整理.pdf

-1-/7 选修 33 考点汇编 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 21mol任何物质含有的微粒数相同2316.02 10ANmol 3对微观量的估算 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 利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：molAMmNb.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。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。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。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1010m,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-2-/7 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 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 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 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 玻意耳定律：pVCC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 查理定律：pCTC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 盖吕萨克定律：VCTC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V 图象表达：VT 7、理想气体 p p V T o o -3-/7 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o 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：气体的平均分子动能温度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 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 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 热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射 这两种方式改变系统的内能是等效的 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 表达式uWQ 15、能量守恒定律 能量既不会凭空产生,也不符号 W Q u+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-4-/7 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。选修 35 考点汇编 1、普朗克量子假说 1.创立标志：1900 年普朗克在德国的物理年刊发表论正常光谱能量分布定律的论文,标志着量子论的诞生。2.量子论的主要内容：普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分的能量单元即能量子或称量子,也就是说组成能量的单元是量子。物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的。3.量子论的发展1905 年,爱因斯坦将量子概念推广到光的传播中,提出了光量子论。1913 年,英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态,提出了一种量子化的原子结构模型,丰富了量子论。到1925 年左右,量子力学最终建立。4实验规律：1 随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加；2 随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。2、光电效应 1、光电效应光电效应在光包括不可见光的照射下,从物体发射出电子的现象称为光电效应。光电效应的实验规律：装置：如右图。任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。大于极限频率的光照射金属时,光电流强度 反映单位时间发射出的光电子数的多少,与入射光强度成正比。金属受到光照,光电子的发射一般不超过109秒。2、光子说量子论：1900 年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量h.光子论：1905 年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比。即：h.其中是电磁波的频率,h为普朗克恒量：h=6.631034sJ3、光子论对光电效应的解释 金属中的自由电子,获得光子后其动能增大,当功能大于脱出功时,电子即可脱离金属表面,入射光的频率越大,光子能量越大,电子获得的能量才能越大,飞出时最大初功能也越大。4光电效应方程：0WhEk Ek 是光电子的最大初动能,当Ek=0 时,c为极限频率,c=hW0.3、光的波粒二象性 实物粒子也具有波动性,这种波称为德布罗意波,也叫物质波。满则下列关系：Phh，-5-/7 从光子的概念上看,光波是一种概率波.4、原子核式结构模型 1、电子的发现和汤姆生的原子模型：电子的发现：1897 年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列研究,从而发现了电子。电子的发现表明：原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。汤姆生的原子模型：1903 年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。2、粒子散射实验和原子核结构模型粒子散射实验：1909 年,卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.现象：a.绝大多数粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。b.有少数粒子发生较大角度的偏转 c.有极少数粒子的偏转角超过了 90,有的几乎达到 180,即被反向弹回。3,1911 年,卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。5、氢原子光谱 1885 年,巴耳末对当时已知的,在可见光区的 14 条谱线作了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示：)121(122nRn=3,4,5,6、原子的能级 玻尔理论 定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。跃迁假设：原子从一个定态设能量为Em跃迁到另一定态设能量为En时,它辐射成吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即 hv=Em En 轨道量子化假设,原子的不同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。7、原子核的组成 1、天然放射现象 天然放射现象的发现：1896 年法国物理学,贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。射 线 种 类 射 线 组 成 性 质 电 离 作 用 贯 穿 能 力 射线 氦核组成的粒子流 很 强 很 弱 射线 高速电子流 较 强 较 强 射线 高频光子 很 弱 很 强 2、原子核的组成 原子核的组成：原子核是由质子和中子组成,质子和中子统称为核子 在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数 -6-/7 8、原子核的衰变 衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中,电荷数和质量数守恒 衰 变 类 型 衰 变 方 程 衰 变 规 律 衰 变 HeYXMZMZ4242 新 核 42质量数减少电荷数减少 衰 变 eYXMZMZ011 新 核 质量数不变电荷数增加 在衰变中新核质子数多一个,而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个质子和一个电子,即：eHn011110.辐射伴随着衰变和衰变产生,这时放射性物质发出的射线中就会同时具有、和三种射线。放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。9、放射性的应用与防护 1934 年,约里奥居里夫妇发现经过粒子轰击的铝片中含有放射性磷P3015,即：nPAlHe103015271342 10、核反应方程 卢瑟福用粒子轰击氮核打出质子：HOHeN1117842147 贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：衰变：HeThU422349023892衰变：ePaTh012349123490 查德威克用粒子轰击铍核打出中子：nCHeBe101264294 居里夫人发现正电子：eSiPnPHeAl0130143015103015422713 轻核聚变：HHn211110 重核裂变：nKrBanUSrnXenU108936144561023592903810136541023592310 2.熟记一些粒子的符号 粒子He42、质子H11、中子n10、电子e01、氘核H21、氚核H31-7-/7 3.注意在核反应方程式中,质量数和电荷数是守恒的。11、重核裂变 核聚变 释放核能的途径裂变和聚变 裂变反应：裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫做原子核的裂变反应。例如：nKrBanU1089361445610235923 链式反应：在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮获使反应继续下去。链式反应的条件：临界体积,极高的温度.U23592裂变时平均每个核子放能约200Mev能量 1kgU23592全部裂变放出的能量相当于2800 吨煤完全燃烧放出能量！聚变反应：聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。例如：MeV6.1710423121nHeHH 一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时 同时放出一个中子,释放出 17.6MeV 的能量,平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大34 倍。聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。