高中物理选修3-3必背资料

高中2021届物理记背资料(选修3-3)

〇、知识网络1、理论基础

（1）微观——分子动理论↕统计观点——质量、体积、温度、压强、内能，阿伏加德罗常数

（2）宏观——热力学定律（〇、一、二、三）2、物质凝聚态

（1）固体——晶体（单晶体、多晶体）、非晶体↕液晶

（2）液体——表面张力↕汽液共存态——饱和蒸汽（压）、不饱和蒸汽，相对湿度

（3）气体——气体实验定律（理想气体：nRTpV）

一、二级结论

（一）分子动理论与统计观点1、分子直径数量级为10－10m，质量数量级为10－26～10－27kg。2、微观量和宏观量的关系：

(1)分子的质量m0与摩尔质量M：m0＝MNA＝ρVmNA；

(2)分子的体积V0与摩尔体积Vm：V0＝VmNA＝MρNA（只适用于固体、液体，不适用于气体）；

(3)物体所含的分子数：N＝n·NA，N＝VVm·NA＝mρVm·NA，N＝mM·NA＝ρVM·NA。

3、分子热运动的实验依据：扩散现象、布朗运动

(1)扩散现象：温度越高，分子平均速率越大，扩散越快；气体最快，液体次之，固体最慢；

(2)布朗运动：布朗粒子（固体颗粒）被液体分子撞击的不平衡性而导致的运动；温度越高（液体分子

无规则运动越剧烈），布朗粒子越小，液体分子对布朗粒子撞击的不平衡性越明显，布朗运动越剧烈。4、分子力曲线，分子势能曲线

5、麦克斯韦气体分子速率分布律与温度

(1)气体温度较高时，较多的分子处于速率较大的区间，温度较低时，较多的分子处于速率较小的区间；

但是，无论温度高低，都有分子速率很大和很小的分子；

(2)温度是分子平均动能的标志：k2iEkT——平均平动动能kTE23

k

。6、物体的内能，等于物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和；物体内能的大小由物体的温度、

体积和物质的量共同决定。

对理想气体：分子势能保持为零不变，只考虑分子动能的变化；对于给定气体，内能变化只与温度变

化有关，温度不变，则内能不变，温度升高，则内能增加。

（二）热力学定律1、热力学第零定律

（1）热平衡定律：A与B相互热平衡，且又与C相互热平衡，则B与C也相互热平衡。

（2）温度：达到相互热平衡的系统，具有相同的物理特征，我们用温度来描述这个特征。

温度计：温度计与待测物体充分接触，达到热平衡后，温度计与待测系统具有相同的温度，这就是

温度计工作的基础。

温标：热力学温标（绝对温标）与摄氏温标——15.273tTK。2、热力学第一定律（能量守恒定律）

（1）改变物体内能的两种方式：做功和热传递

（2）热力学第一定律：ΔU＝Q＋W

①正、负号法则：外界对物体做功，W＞0，物体对外界做功，W＜0；物体吸收热量，Q＞0，物体放

出热量，Q＜0；内能增加，ΔU＞0，内能减少，ΔU＜0。

②对理想气体：W看体积——体积收缩，外界对气体做功，W＞0；体积膨胀，气体对外界做功，W＜0；ΔU看温度——温度不变，则内能不变，温度升高，则内能增加；Q看方程——ΔU＝Q＋W。

注意：气体向真空扩散，体积增大，却不对外做功——没有外在于气体的做功对象。

（3）三种情况：

①若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加量。

②若过程中不做功，即W＝0，则Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加量。

③若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU＝0，则W＋Q＝0或W＝－Q。外界对物体做的功等于物

体放出的热量。

（4）第一类永动机不可能制成：违背了能量守恒定律。3、热力学第二定律

（1）自发宏观过程的方向性：

①扩散现象：扩散开去的物质，不可能自发的恢复到原来的聚集状态；

②热传递：热量只能自发的从高温物体传向低温物体。

③机械能与内能的相互转化：一个自发过程中，减少的机械能可以全部转化为内能，但是减少的内能

（从单一热库吸收的热量）不可能全部转化为机械能（全部用来做功）而不引起其他变化。

注意：上述方向性，是指自发过程的方向性，如果允许引起其他的变化，则上述宏观过程是可以反向

进行的；也就是说，如果允许引起其他的变化，则：

①扩散现象：扩散开去的物质，是可以恢复到原来的聚集状态的；

②热传递：热量是可以从低温物体传向高温物体的；

③机械能与内能的相互转化：从单一热库吸收的热量是可以全部用来做功（转化为机械能）的。

（2）熵增加原理：一切与分子热运动（温度）相关的自发的宏观过程，都具有这样的方向性——系

统无序度不变或者增加，即系统的熵不变或者增加。

（3）第二类永动机不可能制成：违背了热力学第二定律。4、热力学第三定律：不可能通过有限的过程，使物体的温度达到绝对零度。

（三）固体、液体和气体

1、固体

（1）固体的微观结构：晶体——单晶体：空间点阵，多晶体；非晶体——短程有序，长程无序。

（2）固体的宏观性质有确定熔点——晶体单晶体——确定的几何形状，各向异性（力学、热学、光学、电学）

固体多晶体

无确定熔点——非晶体无确定几何形状，各向同性

2.液体：短程有序、长程无序（同非晶体）

（1）表面张力

①产生及作用：液体与空气接触的表面层内分子间距大于平衡距离，表面层内分子间相互作用力表现

为引力，使得表面层各部分间互相吸引，使液面具有收缩到表面积最小的趋势。

②方向：表面张力跟液面平行（相切），且跟液面上的分界线垂直。

（2）浸润和不浸润

①浸润：液体在固体表面的附着层内分子间距小于平衡距离，附着层内分子间相互作用力表现为斥力，

使附着层有顺着固体表面延展的趋势。典型例子是水浸润于玻璃。

②不浸润：液体在固体表面的附着层内分子间距大于平衡距离，附着层内分子间相互作用力表现为引

力，使附着层有收缩的趋势，类似于表面张力。典型例子是水银不浸润于玻璃。3.液晶

液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，使它像晶体；又可以自由移动位置，保持了液体的流动性，

使它像液体。

液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。液晶的物理性质很容

易在外界的影响（温度、电压等）下发生改变。4.饱和汽压相对湿度

（1）饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽。

（2）饱和汽压：饱和汽所具有的压强；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）相对湿度

①定义：空气中水蒸气的压强与同一温度时水的饱和汽压之比。即：相对湿度＝水蒸气的实际压强

同温度水的饱和汽压。

②湿度计：干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的

结果——相对湿度=1-AΔT。5.气体

（1）克拉珀龙方程：pVnRT或nRTpV

①玻意耳定律：一定质量，一定温度，pV=C

②查理定律：一定质量，一定体积，p/T=C

③盖-吕萨克定律：一定质量，一定压强，V/T=C

④阿伏伽德罗定律：等温等压，V∝n

⑤道尔顿分压定律：等温等容，p∝n

（混合气体的压强，等于各种气体单独产生压强的代数和，且各种气体单独产生的压强与该气体的物

质的量成正比。11pVnRT，22pVnRT，1212pVpVnRTnRT，1212()()ppVnnRT）

（2）气体规律的微观解释：

①温度：k2iEkT

②压强：0k2

3pnE，其中VNn0是指单位体积内分子数，即“数密度”。

③实验定律：0nnV，kET，由0k2

3pnE，得npTV，即pVnT，即

pVnRT。二、易错点1、规范问题：在气柱长度l已知时，气体状态方程中不能将气体体积写成l，必须写成lS。

2、分子大小的计算（气体）：V0＝VmNA＝MρNA（只适用于固体、液体，不适用于气体）

3、布朗运动：布朗粒子的无规则运动，不是布朗粒子内分子运动的反映，而是布朗粒子周围液体分

子无规则热运动的反映，是周围液体分子对布朗粒子撞击的不平衡性的结果；布朗粒子只有显微镜下才能

观察到，空气中的尘埃的运动不是布朗运动，而是宏观气流运动的结果。4、分子力做功与分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加——

pEWF，深刻理解并牢固记忆分子力曲线和分子势能曲线。

5、理想气体的四种过程的判断：

（1）等温过程——环境温度不变，器壁导热，且变化过程缓慢，pV=C，且理想气体内能不变，即ΔU

＝0，则W＋Q＝0；

（2）等容过程——气体体积不变，p/T=C，且外界对气体不做功，即W＝0，则Q＝ΔU。

（3）等压过程——液柱或活塞受力情况未发生变化，V/T=C，此时有VpVpWd。

（4）绝热过程——容器壁绝热，或者变化过程极快（来不及与外界发生热交换），则Q＝0，W＝ΔU。6、气体向真空扩散时，尽管气体体积增大了，但气体并没有对外做功，因此，气体内能不变（对理

想气体，则意味着温度不变，压强减小）。7、理想气体的图像：首先必须判断清楚各阶段是等温、等容还是等压过程，或者一般过程，然后再

根据每种过程的基本特点，结合理想气体状态方程和热力学第一定律分析。8、相对湿度：干湿泡湿度计的原理和结论要熟悉。9、QWU的符号规则与各量的影响因素——如前，符号规则理解并记牢，四种过程的特点理解

并能熟练应用。10、热力学第二定律：注意是自发宏观过程具有方向性，若允许引入系统外其他因素，则宏观过程可以反向进行。

三、难点突破1、油膜法测分子直径

（1）油酸分子结构与油膜，分子直径的算法

油酸分子的烃基部分难溶于水（憎水基），而羧基部分易溶于水（亲水基），因此，只要水面够宽，

油酸滴到水面后，就很容易形成单分子油膜；若已知油膜中纯油酸的体积为V，油膜面积为S，则油膜厚度为SVd，此即油酸分子的直径。

（2）油酸的稀释，每滴溶液的体积，单滴溶液中纯油酸体积

一滴纯油酸如果能够及时散开成单分子油膜，则油膜的实际面积会很大，而实验所用有限容器中的水

面面积不够大，纯油酸滴于水面就不能充分散开，无法形成单分子油膜，因此需要将油酸稀释，使得一滴

溶液中纯油酸含量减少，从而能够在有限水面上及时散开为单分子油膜。

若是按1:n的比例稀释油酸，则一滴油酸溶液（体积为V0）中所含的纯油酸体积为nVV0；而一滴

油酸溶液的体积很小，需用累积法测量——将x滴油酸溶液滴进量筒，测出这x滴油酸溶液的总体积V总，则每一滴油酸溶液的体积为xVV总0；联立，可得nxV

nxV

nVV总总0。

（3）油膜面积——痱子粉，玻璃板，坐标纸——数格子的方法

水面上撒有痱子粉，油酸溶液滴到水面上后会迅速将痱子粉推开，我们就可以用痱子粉边界围成的面