3-3物理

选修3-3教材全解第七章分子运动论章首语：……古希腊学者德谟克列特认为这是由于花的原子飘到了人们的鼻子里。

他认为“只有原子和虚空是真实的。

〞古人的原子论只是属于思辨的范畴，无法得到实验验证。

随着……渗透科学方法的教育。

中国古代的学者……第1节物体是由大量分子组成的P2实验：用油膜法估测分子的大小分成了三个小问题，效果就不一样：1. 怎样估算油酸分子的大小？……2. 如何获得很小的1滴油酸？怎样测量它的体积？……3. 如何测量油膜的面积？……这样……就可以算出油酸分子的尺寸。

提出问题有助于鼓励学生独立思考，思维有条理，搭台阶。

第2节分子的热运动P7布朗运动的解释：统计起伏。

不必讲给学生提这个术语，但可举例。

P7说一说：图7.2-5是法国物理学家佩兰〔J. B. Perrin〕在1908年研究布朗运动时对三个运动微粒位置变化的真实记录。

根据这个实验事实，你能不能否定布朗运动是由外界因素〔例如振动、对流等〕引起的说法？这是个科学探究：已经提出了问题，有人做出了猜想与假设，需要学生进行分析和论证〔最终要否定〕。

不一定相同的答案，有道理就行。

第3节分子间的作用力图7.2-5与原来的教材相比，内容相同，但台阶很细：请在图7.3-2中作出一个分子所受另一个分子的斥力与引力的合力随分子间距离r变化的图象。

例如，当r＝OP时，这个分子所受斥力的大小可以用线段PC的长度表示，所受引力的大小用PD的长度表示。

从C向下作CQ＝PD，于是线段PQ的长度就代表了合力F的大小：F＝F斥－F引。

图7.3-2图7.5-1分子间的作用力与距离的关系再作出r取其他大约10个值时代表合力的点，连成平滑曲线。

这条曲线将在第5节用到，因此作图时要尽可能准确。

讨论这条曲线的含义。

第4节温度和温标本节思路系统、状态参量↓平衡态〔指一个系统的状态〕〔各宏观部分之间没有能流、粒子流――力学、热学、化学〕↓热平衡〔指两个系统间的关系〕〔状态参量不变〕↓共同的某个热学物理量――称为温度〔气体共同的力学量――压强、导体共同的电学量――电势……〕“平衡态〞、“热平衡〞、“温度〞都不追求严格的定义P13热力学温标只要求会换算：T = t +273.15 K国家标准：表示温度差时“K〞与“℃〞通用第5节内能P16图7.5-1的目的：原来习惯于通过力了解运动趋势还要习惯于通过势能了解运动趋势思考与讨论假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为零。

物态变化中的能量交换知识元物态变化中的能量交换知识讲解一、物态变化中的能量交换1．熔化热熔化：（1）熔化指的是物质从固体变成液态的过程，而凝固则是熔化的逆过程，熔化过程吸热．（2）晶体熔化过程中所需的能量与其质量之比，称作这种晶体的熔化热．2．汽化热汽化（1）汽化是指物质从液态变成气态的过程，而液化则是汽化的逆过程，汽化过程吸热．•（2）液体汽化成同等温度的气体时所需的能量与其质量之比，称作这种物质在这个温度下的汽化热．例题精讲物态变化中的能量交换例1.有一款新型水杯，在杯的夹层中封入适量的固态物质，实现了“快速降温”和“快速升温”的功能，使用时，将水杯上下晃动几分钟，可以将100℃的开水降温至55℃左右的温水，也可以将冷水升温到55℃左右的温水，这款水杯被广泛成称为“55°杯”。

依据以上说明“55°杯”的工作原理是（）A．首次使用时必须加注冷水；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热B．首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热C．首次使用时必须加注热水；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热D．首次使用时加注冷热水均可；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热例2.水在不同温度下有不同的汽化热，温度升高，水的汽化热____（填“增大”或“减小”）。

水在100℃时的汽化热是2.26×106J/kg，它表示使1kg100℃的水变成100℃的水蒸气需吸热___________，这些热量完全用于增加水分子的______。

例3.'太阳与地球的距离为1.5×1011m，太阳以平行光束入射到地面．地球表面有2/3的面积被水面覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W约为1.87×1024J．设水面对太阳辐射的平均反射率为7%，而且将吸收到的35%的能量重新辐射出去．太阳辐射可将水面的水蒸发（设在常温、常压下蒸发1kg水需要2.2×106J的能量），而后凝结成雨滴降落到地面．试估算整个地球表面的年平均降雨量（以毫米表示，球面积为4πR2）。

物理选修3-3知识点总结一、分子动理论1、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0宏观量：物质体积V 、摩尔体积m ol V 、物体质量m 、摩尔质量mol M 、物质密度ρ。

联系桥梁：阿伏加德罗常数（N A ＝6.02×1023mol －1） molmol V MV m ==ρ （1）分子质量：Amolmol 0N V N M N m m A ρ===（2）分子体积：A mol A mol 0N M N V N V V ρ＝＝=（对气体，V 0应为气体分子占据的空间大小）（3）分子大小：(数量级10-10m) ○1球体模型．3mol mol 0)2(34d N M N V V A A πρ=== 直径306πV d =（固、液体一般用此模型） 油膜法估测分子大小：SVd =S ----单分子油膜的面积，V----滴到水中的纯油酸的体积 ○2立方体模型．30=V d （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离） 注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

（4）分子的数量：A A A N V N M N V N M m nN N molA mol mol A mol mv v ρρ===== 2、分子永不停息地做无规则运动（1）扩散现象：不同物质彼此进入对方的现象。

温度越高，扩散越快。

直接说明了组成物体的分子总是不停地做无规则运动，温度越高分子运动越剧烈。

运动对象是分子，肉眼看不到分子，可以观察到现象。

（2）布朗运动：悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动。

运动对象是小颗粒，肉眼看不见，要用显微镜观察。

发生原因是固体微粒受到包围微粒的液体分子无规则运动地撞击的不平衡性造成的．因而间接．．说明了液体分子在永不停息地做无规则运动．① 布朗运动是固体微粒的运动而不是固体微粒中分子的无规则运动． ②布朗运动反映液体分子的无规则运动但不是液体分子的运动． ③课本中所示的布朗运动路线，不是固体微粒运动的轨迹． ④微粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显． 3、分子间存在相互作用的引力和斥力①分子间引力和斥力一定同时存在，且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，但斥力变化快，实际表现出的分子力是分子引力和分子斥力的合力②分子力的表现及变化，对于曲线注意两个距离，即平衡距离r 0（约10－10m ）与10r 0。

3-3专项练习题1(1).关于固体、液体和气体，下列说法正确的是________。

A.一定质量的理想气体温度保持不变，则每个气体分子的动能也保持不变B.定质量的理想气体体积增大，气体的内能可能不变C.某个固体的物理性质表现为各向同性，这个固体不一定是非晶体D.晶体熔化过程，晶体分子总动能不变，分子势能增大E由于液体表面分子间的斥力，使得液体表面分子间距离大于平衡位置时的距离，液体表面张力是液体分子间斥力的表现1(2).如图所示，粗细均匀的U形玻璃管，左端封闭，右端开口，竖直放置。

管中有两段水银柱a、b，长分别为5cm、10cm，两水银液柱上表面相平，大气压强为75cmHg，温度为27℃，a水银柱上面管中封闭的A段气体长为15cm，U形管水平部分长为10cm，两水银柱间封闭的B段气体的长为20cm，给B段气体缓慢加热，使两水银柱下表面相平，求此时：(i)A段气体的压强；(ii)B段气体的温度为多少?2(1).如图，一定质量的理想气体，从状态a开始，经历过程①②③到达状态d，对此气体，下列说法正确的是___________。

A. 过程①中气体从外界吸收热量B. 过程②中气体对外界做功C. 过程③中气体温度升高D. 气体在状态c的内能最大E. 气体在状态a的内能小于在状态d的内能2(2).如图，横截面积分别为2S、3S的密闭导热汽缸A、B，高度相等，底部通过细管连通，汽缸B顶部旁边有一阀门K，初始时阀门关闭。

A、B底部装有水银，汽缸A中被封闭理想气体高度为h=15cm，汽缸B中被封闭理想气体高度为2h，打开阀门K，经足够长时间后两汽缸内液面高度恰好相等。

外界大气压p0=75cmHg，不考虑环境温度的变化，求打开阀门后，从阀门溢出的气体初态的体积与汽缸B内初态气体的总体积之比。

3(1).下列说法中正确的是（）A. 当两分子间距离大于平衡距离r0时，分子间的距离越大，分子势能越小B. 叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用C. 在空气中一定质量的100 ℃的水吸收热量后变成100 ℃的水蒸汽，则吸收的热量大于增加的内能D. 对一定质量的气体做功，气体的内能不一定增加E. 热量不可以从低温物体向高温物体传递3(2).如图甲所示，粗细均匀、横截面积为S的足够长的导热细玻璃管竖直放置，管内质量为m的水银柱密封着一定质量的理想气体，当环境温度为T，大气压强为p0时，理想气体的长度为l0，现保持温度不变将玻璃管缓慢水平放置。

第九章固体．液体和物态变化知识点总结一．固体1．固体分类：固体可分为晶体和非晶体两类。

2．晶体与非晶体的区别比较内容固体分类宏观外形物理性质非晶体( 玻璃沥青石蜡等)没有确定的几何形状(1)没有固定熔点(2)导电．导热．光学性质表现为各向同性晶体单晶体(单个晶体颗粒)有天然规则的几何形状(1)有确定的熔点(2)导热．导电．光学性质表现为各向异性多晶体(多个晶体颗粒)没有确定的几何形状(1)有确定的熔点(2)导热．导电．光学性质表现为各向同性3．晶体的微观结构(1)规则性：单晶体的原子(分子．离子)都是按照各自的规则排列，具有空间上的周期性。

(2)变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照不同规则在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。

有些晶体在一定条件下可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。

二．液体1．液体的微观结构(1)分子距离：液体分子之间的距离比气体分子间距小得多，比固体分子之间距离略大。

(2)流动性：液体没有固定的形状，而且液体能够流动。

(3)分子力：液体分子间的作用力比固体分子间的作用力要小。

2．液体的表面张力(1)表面层：液体与气体接触的表面形成的薄层。

(2)表面张力：使液体的表面绷紧的力或说促使液体表面收缩的力。

(3)液体表面张力的形成液体表面分子间距特点：由于蒸发现象，液体表面分子分布比内部分子稀疏。

分子力特点：液体内部分子间引力．斥力基本上相等，而液体表面层分子之间距离变大，分子力表现为引力。

表面特性：表面层分子之间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。

表面张力的方向：表面张力的方向和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。

(4)表面张力的作用：表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小。

而在体积相同的条件下，球的表面积最小。

例如，吹出的肥皂泡呈球形，滴在洁净玻璃板上的水银滴呈球形。

(但由于受重力的影响，往往呈扁球形，在完全失重条件下才呈球形) 3．浸润．不浸润．毛细现象(1)浸润：一种液体会浸湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。

选修3-3热学知识点归纳一、分子运动论1. 物质是由大量分子组成的（1）分子体积分子体积很小，它的直径数量级是（2）分子质量分子质量很小，一般分子质量的数量级是 （3）阿伏伽德罗常数（宏观世界与微观世界的桥梁）1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值：设微观量为：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m ；宏观量为：物质体积V 、摩尔体积V 1、物质质量M 、摩尔质量μ、物质密度ρ． 分子质量： 分子体积:（对气体，V 0应为气体分子平均占据的空间大小）分子直径: 球体模型: V d N =3A )2(34π 303A 6=6=ππV N V d （固体、液体一般用此模型） 立方体模型:30=V d （气体一般用此模型）（对气体，d 理解为相邻分子间的平均距离） 分子的数量．A 1A 1A A N V V N V M N V N Mn ====ρμρμ2. 分子永不停息地做无规则热运动（1）分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。

（2）布朗运动布朗运动是悬浮在液体（或气体）中的固体微粒的无规则运动。

布朗运动不是分子本身的 运动，但它间接地反映了液体（气体）分子的无规则运动。

（3）实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。

因为图中的每一段折线，是每隔30s 时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s 内，小颗粒的运动也是极不规则的。

（4）布朗运动产生的原因大量液体分子（或气体）永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。

简言之：液体（或气体）分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。

（5）影响布朗运动激烈程度的因素固体微粒越小，温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。

（6）能在液体（或气体）中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。

高考物理选修3-3公式
1. 牛顿第一、二、三定律：F=ma，F=dp/dt，对于任何作用力都有同大小反向的反作用力
2. 动力学能量原理：K=W，动能等于对物体所做的功
3. 动量定理：Δp=FΔt，力的作用导致动量的改变
4. 万有引力定律：F=Gm₁m₂/r²，两个物体之间的引力与它们的质量成比例，与它们之间的距离的平方成反比
5. 圆周运动的角速度ω和角速度v的关系：v=ωr，圆周运动速度等于角速度乘以半径
6. 功和功率的公式：W=Fs，P=W/t，功是力在位移方向上的积分，功率是单位时间内所做的功
7. 安培环路定理：∫B·dl=μ₀I，磁场沿任意闭合路径的线积分等于闭合路径所包围的电流乘以真空中的磁导率
8. 电场强度与电势的关系：E=-dV/dx，电势梯度与电场强度的方向相反，大小成比例
9. 库仑定律：F=kq₁q₂/r²，两个点电荷之间的作用力与它们之间的距离的平方成反比，与它们的电荷成正比
10. 等压过程和等温过程的第一定律：Q=∆U+W，Q是吸收或放出的热量，∆U是内能的变化，W是对外做的功。

在等压过程中，W=p(V₂-V₁)；在等温过程中，W=nRTln(V₂/V₁)。

一、分子间的作用力┄┄┄┄┄┄┄┄①1．分子间有空隙(1)气体很容易被压缩，说明气体分子间有很大的空隙。

(2)水和酒精混合后总体积减小，说明液体分子之间有空隙。

(3)压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子之间有空隙。

2．分子间的相互作用(1)分子间同时存在着相互作用的引力和斥力。

(2)分子力是分子间作用力的合力，其大小与分子间的距离有关。

(3)当r＝r0时，分子引力与斥力大小相等，合力为零。

(4)当r<r0时，作用力的合力为斥力。

(5)当r>r0时，作用力的合力为引力。

[注意]1．明确分子间作用力与分子引力、斥力的区别。

2．明确分子引力、斥力以及合力与分子间距离的关系。

①[判一判]1．气体很容易被压缩，说明气体分子间有引力(×)2．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间只有斥力没有引力(×)3．用胶水可以把两张纸粘在一起，说明分子间有引力(√)二、分子动理论┄┄┄┄┄┄┄┄②1．内容物体是由大量分子组成的，分子在做永不停息的无规则运动，分子之间存在着引力和斥力。

2．统计规律大量偶然事件的整体所表现出来的规律。

分子的热运动虽然是无规则的，但符合统计规律。

[说明]1．对于任何一个分子而言，其运动都是无规则的，具有偶然性。

2．对于大量分子而言，其运动表现出一定的规律性，即统计规律。

②[选一选]关于分子动理论，下列说法不正确的是()A．物体是由大量分子组成的B．分子永不停息地做无规则运动C．分子间有相互作用的引力或斥力D．分子动理论是在一定实验基础上提出的解析：选C由分子动理论可知A、B正确；分子间有相互作用的引力和斥力，C错误；分子动理论是在扩散现象、布朗运动等实验基础上提出的，D正确。

1.用弹簧模型理解分子力如图所示，两个小球中间连有一个弹簧，小球类比分子，弹簧的弹力类比分子斥力和引力的合力。

(2)当弹簧处于压缩状态时(r<r0)，类比着分子力的合力表现为斥力。

课后练习一10（大纲版）高二物理同步复习课程第7讲分子热运动能量守恒（一）主讲人：孟卫东1.已知金刚石的密度为ρ＝3.5×103 kg/m3，现有一块体积为4.0×10－8m3的一小块金刚石，它含有多少个碳原子?假如金刚石中的碳原子是紧密地挨在一起，试估算碳原子的直径?(保留两位有效数字)答案：2.2×10－10 m详解：先求出此金刚石质量，然后除以一个碳原子的质量，就是碳原子个数。

碳原子紧密排在一起的模型，就是一个一个的小球紧密相连，整个金刚石看成一个正方体，于是一条边上碳原子个数就是碳原子总个数的三次方根。

金刚石一条边的长度就是体积的三次方根。

然后边长除以一条边上碳原子个数就是碳原子直径。

2.关于布朗运动，下列说法中正确的是( )A．布朗运动就是分子的运动B．布朗运动是组成固体微粒的分子无规则的反映C．布朗运动是液体分子无规则运动的反映D．观察时间越长，布朗运动越显著答案：C详解：布朗运动是液体无规则运动的反映，它本身不是分子运动。

布朗运动的显著程度和观察时间无关，和液体温度，运动微粒的质量等有关。

3.关于分子间相互作用力，以下说法正确的是( )A．分子间的相互作用力是由组成分子的原子内部的带电粒子间的相互作用而引起的B．温度越高，分子间的相互作用力就越大C．分子力实质上就是分子间的万有引力D．分子引力不等于分子斥力时，违背了牛顿第三定律答案：A详解：A是正确的理论知识。

分子间作用力大小与分子距离有关，和温度无关。

另外，分子引力和分子斥力明显不是作用力和反作用力，不能乱套用牛顿第三定律。

4.关于分子间的相互作用力的以下说法中，正确的是( )A．当分子间的距离r＝r0时，分子力为零，说明此时分子间不存在作用力B．当r＞r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但引力比斥力增加得快，故分子力表现为引力C．r＜r0时，随着分子间距离的增大分子间引力和斥力都增大，但斥力比引力增加得快，故分子力表现为斥力D．当分子间的距离r＞10-9m时，分子间的作用力可以忽略不计答案：D详解：r＝r0时分子引力和斥力数值相等，分子间作用力合力是0，但不能说分子间没作用力，A错。