高中物理《选修3-3》全册精品讲学案(共46页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上高中物理选修3-3全册精品讲学案考点内容要求考纲解读分子动理论的基本观点和实验依据1.本部分考点内容的要求全是级，即理解物理概念和物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，以及它们在简单情况下的应用题型多为选择题和填空题绝大多数选择题只要求定性分析，极少数填空题要求应用阿伏加德罗常数进行计算(或估算)2高考热学命题的重点内容有：(1)分子动理论要点，分子力、分子大小、质量、数目估算；(2)内能的变化及改变内能的物理过程以及气体压强的决定因素；(3)理想气体状态方程和用图象表示气体状态的变化；(4)热现象实验与探索过程的方法3近两年来热学考题中还涌现了许多对热现象的自

2、主学习和创新能力考查的新情景试题多以科技前沿、社会热点及与生活生产联系的问题为背景来考查热学知识在实际中的应用说明：(1)要求会正确使用的仪器有：温度计；(2)要求定性了解分子动理论与统计观点的内容阿伏加德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度是分子平均动能的标志、内能固体的微观结构、晶体和非晶体液晶的微观结构液体的表面张力现象气体实验定律理想气体饱和蒸汽、未饱和蒸汽和饱和蒸汽压相对湿度热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律要知道中学物理中涉及到的国际单位制的基本单位和其他物理量的单位：包括摄氏度(C)、标准大气压实验：用油膜法估测分子的大小第1课时分子动理论内能导学目标 1.掌握分子动理论的

3、内容，并能应用分析有关问题.2.理解温度与温标概念，会换算摄氏温度与热力学温度.3.理解内能概念，掌握影响内能的因素一、分子动理论基础导引1请你通过一个日常生活中的扩散现象来说明：温度越高，分子运动越激烈2请描述：当两个分子间的距离由小于r0逐渐增大，直至远大于r0时，分子间的引力如何变化？分子间的斥力如何变化？分子间引力与斥力的合力又如何变化？知识梳理1物体是由_组成的(1)多数分子大小的数量级为_ m.(2)一般分子质量的数量级为_ kg.2分子永不停息地做无规则热运动(1)扩散现象：相互接触的物体彼此进入对方的现象温度越_，扩散越快(2)布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的_的永不停

4、息地无规则运动布朗运动反映了_的无规则运动颗粒越_，运动越明显；温度越_，运动越剧烈3分子间存在着相互作用力(1)分子间同时存在_和_，实际表现的分子力是它们的_(2)引力和斥力都随着距离的增大而_，但斥力比引力变化得_：为什么微粒越小，布朗运动越明显？二、温度和温标基础导引天气预报某地某日的最高气温是27C，它是多少开尔文？进行低温物理的研究时，热力学温度是2.5 K，它是多少摄氏度？知识梳理1温度温度在宏观上表示物体的_程度；在微观上是分子热运动的_的标志2两种温标(1)比较摄氏温标和热力学温标：两种温标温度的零点不同，同一温度两种温标表示的数值_，但它们表示的温度间隔是_的，即每一度的大

5、小相同，tT.(2)关系：T_.三、物体的内能基础导引1有甲、乙两个分子，甲分子固定不动，乙分子由无穷远处逐渐向甲靠近，直到不再靠近为止，在这整个过程中，分子势能的变化情况是 ()A不断增大 B不断减小C先增大后减小 D先减小后增大2氢气和氧气的质量、温度都相同，在不计分子势能的情况下，下列说法正确的是()A氧气的内能较大 B氢气的内能较大C两者的内能相等 D氢气分子的平均速率较大知识梳理1分子的平均动能：物体内所有分子动能的平均值叫做分子的平均动能_是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子做热运动的平均动能越_2分子势能：由分子间的相互作用和相对位置决定的势能叫分子势能分子势能的大小与物体

6、的_有关3物体的内能：物体中所有分子的热运动动能和分子势能的总和叫物体的内能物体的内能跟物体的_和_都有关系考点一微观量估算的基本方法考点解读1微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0.2宏观量：物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度.3关系：(1)分子的质量：m0.(2)分子的体积：V0.(3)物体所含的分子数：NNANA或NNANA.4两种模型：(1)球体模型直径d ；(2)立方体模型边长为d.特别提醒1.固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的分子的体积V0，仅适用于固体和液体，对气体不适用2对于气体分子，d的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之

7、间的平均距离典例剖析例1有一种气体，在一定的条件下可以变成近似固体的硬胶体设该气体在某状态下的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，将该气体分子看做直径为D的球体，体积为D3，则该状态下体积为V的这种气体变成近似固体的硬胶体后体积约为多少？方法突破1求解估算问题的关键是选择恰当的物理模型2阿伏加德罗常数是联系宏观量(如体积、密度、质量)和微观量(如分子直径、分子体积、分子质量)的桥梁，用它可以估算分子直径、分子质量以及固体或液体分子的体积跟踪训练1标准状态下气体的摩尔体积为V022.4 L/mol，请估算教室内空气分子的平均间距d.设教室内的温度为0 ，阿伏加德罗常数NA61023 mo

8、l1.(要写出必要的推算过程，计算结果保留1位有效数字)考点二布朗运动和分子热运动的比较考点解读布朗运动热运动活动主体固体微小颗粒分子区别是微小颗粒的运动，是比分子大得多的分子团的运动，较大的颗粒不做布朗运动，但它本身的以及周围的分子仍在做热运动是指分子的运动，分子无论大小都做热运动，热运动不能通过光学显微镜直接观察到共同点都是永不停息地无规则运动，都随温度的升高而变得更加激烈，都是肉眼所不能看见的联系布朗运动是由于小颗粒受到周围分子做热运动的撞击力而引起的，它是分子做无规则运动的反映特别提醒1.扩散现象直接反映了分子的无规则运动，并且可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间2布朗运动不是分

9、子的运动，是液体分子无规则运动的反映典例剖析例2关于分子运动，下列说法中正确的是 ()A布朗运动就是液体分子的热运动B布朗运动图中的不规则折线表示的是液体分子的运动轨迹C当分子间的距离变小时，分子间作用力可能减小，也可能增大D物体温度改变时，物体分子的平均动能不一定改变跟踪训练2在观察布朗运动时，从微粒在a点开始计时，间隔30 s记下微粒的一个位置得到b、c、d、e、f、g等点，然后用直线依次 连接，如图1所示，则下列说法正确的是 ()图1A微粒在75 s末时的位置一定在cd的中点上B微粒在75 s末时的位置可能在cd的连线上，但不可能在cd中点上C微粒在前30 s内的路程一定等于ab的长度D

10、微粒在前30 s内的位移大小一定等于ab的长度考点三分子力与分子势能考点解读1分子间的相互作用力分子力是引力与斥力的合力分子间的引力和斥力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，如图2所示(1)当rr0时，F引F斥，F0；图2(2)当rr0时，F引和F斥都随距离的减小而增大，但F引r0时，F引和F斥都随距离的增大而减小，但F引F斥，F表现为引力；(4)当r10r0(109 m)时，F引和F斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力(F0)2分子势能分子势能是由分子间相对位置而决定的势能，它随着物体体积的变化而变化，与分子间距离的关系为：(1)当rr0时，

11、分子力表现为引力，随着r的增大，分子引力做负功，分子势能增大；(2)当r0为斥力，F0为斥力，Fr0范围内，当r增大时，分子力做负功，分子势能增大；在rr0范围内，当r增大时，分子力做正功，分子势能减小，故不能说物体体积增大，分子势能一定增大，只能说当物体体积变化时，其对应的分子势能也变化(3) 第2课时气体液体与固体导学目标 1.掌握气体三定律的内容、表达式及图象.2.掌握理想气体的概念，理解气体热现象的微观意义.3.掌握晶体与非晶体以及液晶的微观结构，理解液体的表面张力现象一、气体基础导引1. 一定质量理想气体的状态经历了如图1所示的ab、bc、cd、da四个过程，其中bc的延长线通过原点

12、，cd垂直于ab且与水平轴平行，da与bc平行，则气体体积在 ()Aab过程中不断减小Bbc过程中保持不变Ccd过程中不断增加Dda过程中保持不变2电灯泡内充有氦氩混合气体，如果要使电灯泡内的混合气体在500C时的压强不超过一个大气压，则在20C的室温下充气，电灯泡内气体压强至多能充到多少？知识梳理1气体分子运动的特点(1)气体分子间距较_，分子力可以_，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满_(2)分子做无规则的运动，速率有大有小，且时而变化，大量分子的速率按“中间多，两头少”的规律分布(3)温度升高时，速率小的分子数_，速率大的分子数_，分子的平均速率将_，但速率分布规律_ 2.

13、三个实验定律玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律内容一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比一定质量的气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积与热力学温度成正比表达式_或_或_图象3.理想气体的状态方程(1)理想气体 宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守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，可视为理想气体微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，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一定质量的理想气体状态方程：_或_气体实验定律可看作一定质量理想气体状态方

14、程的特例二、液体和固体基础导引关于晶体和非晶体，下列说法正确的是 ()A有规则几何外形的固体一定是晶体B晶体的各向同性是由于组成它的微粒是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性C晶体一定具有各向异性的特点D某些物质微粒能够形成几种不同的空间分布知识梳理1晶体与非晶体单晶体多晶体非晶体外形_不规则不规则熔点确定_不确定物理性质_各向同性各向同性典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体2液体的表面张力(1)作用：液体的表面张力使液面具有_的趋势(2)方向：表面

15、张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线_3液晶的物理性质(1)具有液体的_性(2)具有晶体的光学各向_性(3)在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_的4饱和汽湿度(1)饱和汽与未饱和汽饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽(2)饱和汽压定义：饱和汽所具有的压强特点：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)湿度定义：空气的干湿程度描述湿度的物理量绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度时水的饱和汽压的百分比即：相对湿度100%考点一气体压强的产生与计算考点解读1产生的原因：由于

16、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常用单位：帕斯卡(Pa)：1 Pa1 N/m21 atm760 mmHg1.013105 Pa4计算方法(1)系统处于平衡状态下的气体压强计算方法液体封闭的气体压强的确定平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡，求出气体的压强取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强液体内部深度为h处的总压强pp0gh.固

17、体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体压强(2)加速运动系统中封闭气体压强的计算方法：一般选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特别提醒1.气体压强与大气压强不同，大气压强由重力而产生，随高度增大而减小，气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生，大小不随高度而变化2容器内气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生的，并非因其重力而产生的3求解液体内部深度为h处的总压强时，不要忘记液面上方气体的压强典例剖析例1(2010上海单科22改编)如图2所示，上端开口的圆柱形汽缸

18、竖直放置，截面积为5103 m2，一定质量的气体被质量为2.0 kg的光滑活塞封闭在汽缸内，其压强为_ Pa(大气压强取1.01105 Pa，g取10 m/s2)图3跟踪训练1如图3所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立汽缸的活塞，使汽缸悬空而静止设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动，缸壁导热性能良好，使缸内气体温度总能与外界大气的温度相同，则下列结论中正确的是 ()A若外界大气压强增大，则弹簧将压缩一些B若外界大气压强增大，则汽缸的上底面距地面的高度将增大C若气温升高，则活塞距地面的高度将减小D若气温升高，则汽缸的上底面距地面的高度将增大考点二理想气体实验定律的微观解释及应用考点解读实验定律的

19、微观解释等温变化等容变化等压变化微观解释一定质量的气体，温度保持不变时，分子的平均动能一定在这种情况下，体积减小时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大一定质量的气体，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小，才能保持压强不变典例剖析例2如图4所示，带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，其下部放入盛水的烧杯中，注射器活塞的横截面积S5105 m2，活塞及框架的总质量m05102 kg，大气压强p01.0105 Pa.当水温为t013 C时，注射器内

20、气体的体积为5.5 mL.(g10 m/s2)(1)向烧杯中加入热水，稳定后测得t165 C时，气体的体积为多 大？图4(2)保持水温t165 C不变，为使气体的体积恢复到5.5 mL，则要 在框架上挂质量多大的钩码？方法突破应用实验定律及状态方程解题的一般步骤(1)明确研究对象，即一定质量的某理想气体；(2)确定气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；(3)由气体实验定律或状态方程列式求解(4)讨论结果的合理性跟踪训练2一气象探测气球，在充有压强为76.0 cmHg、温度为27.0 的氦气时，体积为3.50 m3.在上升至海拔6.50 km高空的过程中，气球内氦气压强逐渐减小

21、到此高度上的大气压36.0 cmHg，气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变此后停止加热，保持高度不变已知在这一海拔高度气温为48.0 .求：(1)氦气在停止加热前的体积；(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积考点三气体实验定律图象的应用考点解读一定质量的气体不同图象的比较类别图线特点举例pVpVCT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远ppCT，斜率kCT，即斜率越大，温度越高pTpT，斜率k，即斜率越大，体积越小VTVT，斜率k，即斜率越大，压强越小典例剖析例3一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想

22、气体，如图5所示开始时气体的体积为2.0103 m3，现缓慢地在活塞上倒上一定量的细砂，最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为136.5C.(大气压强为1.0105 Pa)图5(1)求汽缸内气体最终的体积；(2)在pV图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(请用箭头在图线上标出状态变化的方向)跟踪训练3一定质量的理想气体经过一系列过程，如图所示下列说法中正确的是 ()Aab过程中，气体体积增大，压强减小Bbc过程中，气体压强不变，体积增大Cca过程中，气体压强增大，体积变小Dca过程中，气体内能增大，体积变小考点四固体、液体的性质考点解读1液体

23、的微观结构特点：(1)分子间的距离很小；(2)液体分子间的相互作用力很大；(3)分子的热运动特点表现为振动与移动相结合2液体的表面张力：(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直(3)大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大3液晶物理,性质典例剖析例4(1)下列说法中正确的是 ()A黄金可以切割加工成任意形状，所以是非晶体B同一种物质只能形成一种晶体C单晶体的所有物理性质都是各向异性的D玻璃没有确定的熔点，也没有规则的几何形状图7(2)经实验证明，表面张力的大小与液体的种类、温度

24、和边界长度有关，我们把某种液体在一定温度下单位边界长度的表面张力大小定义为这种液体的表面张力系数，它的大小反映了液体表面张力作用的强弱图7所示是测量表面张力系数的一种方法若已知金属环质量为m0.10 kg，半径为r0.20 m，当用FT1.15 N的力向上提金属环时，恰好可以将金属环提离液面，求该种液体的表面张力系数.(g9.80 m/s2)方法归纳本题第(2)问属于信息给予题，根据所学物理知识，结合题目描述的内容，理解所给信息的含义是解决这类问题的关键本题首先需理解表面张力系数的含义，其次是分析环所受的力注意表面张力在环内外均有作用，所以作用边界长度为4r.跟踪训练4关于液体表面现象的说法中正确的是 ()A把缝衣针小心地放在水面上，针可以把水面压弯而不沉没，是因为针受到重力小，又受液体的浮力的缘故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玻璃管道裂口放在火上烧熔，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飘浮在热菜汤表面上的油滴，从上面观察是圆形的，是因为