高中物理選修 3-3 復習

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1、3-3 復習 題定 本專題用三講時分別解決選修 3 － 3 、 3 － 4 、 3 － 5 中高頻考查問題，高考對本部分內容考查的重點和熱點有： 選彳3—3:①分子大小的估算；②對分子動理論內容的理解；③物態(tài)變化中的能量問題； ④氣體實驗定律的理解和簡單計算； ⑤固、液、氣三態(tài)的微觀解釋和理解；⑥熱力學定律的 理解和簡單計算；⑦用油膜法估測分子大小等內容. 選彳3 — 4:①波的圖象；②波長、波速和頻率及其相互關系；③光的折射及全反射；④光 的干涉、衍射及雙縫干涉實驗；⑤簡諧運動的規(guī)律及振動圖象；⑥電磁波的有關性質. 選彳3—5:①動量守恒定律及其應用；②原子的能級躍遷；③原

2、子核的衰變規(guī)律；④核反 應方程的書寫；⑤質量虧損和核能的計算；⑥原子物理部分的物理學史和 “、3、丫三種射 線的特點及應用等． 應考策略 選修 3－ 3 內容瑣碎、考查點多，復習中 應以四塊知識 （分子動理論、從微觀角度分析固體、液體、氣體的性質、氣體實驗定律、熱 力學定律 ）為主干，梳理出知識點，進行理解性記憶． 選修 3－ 4 內容復習時，應加強對基本概念和規(guī)律的理解，抓住波的傳播和圖象、光的折射 定律這兩條主線，強化訓練、提高對典型問題的分析能力． 選修 3－ 5 涉及的知識點多，而且多是科技前沿的知識，題目新穎，但難度不大，因此應加 強對基本概念和規(guī)律的理解，抓住動

3、量守恒定律和核反應兩條主線，強化典型題目的訓練， 提高分析綜合題目的能力． 第1講熱學 高考題型1熱學基本知識 解題方略 1 .分子動理論 (1)分子大小 ①阿伏加德羅常數：Na=6.02X 1023 mol1. ②分子體積：Vo=治，(占有空間的體積). ③分子質量：m0=R詈. Na ④油膜法估測分子的直徑： d = V. S (2)分子熱運動的實驗基礎：擴散現象和布朗運動. ①擴散現象特點：溫度越高，擴散越快. ②布朗運動特點：液體內固體小顆粒永不停息、無規(guī)則的運動，顆粒越小、溫度越高，運動 越劇烈. (3)分子間的相互作用力和分子勢能 ①分子力：分子間

4、引力與斥力的合力.分子間距離增大， 引力和斥力均減小；分子間距離減小，引力和斥力均增大，但斥力總比引力變化得快. ②分子勢能：分子力做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐摴?，分子勢能增大；當分子間距為 「0(分子間的距離為r0時，分子間作用的合力為 0)時，分子勢能最小. 2 .固體和液體 (1)晶體和非晶體的分子結構不同，表現出的物理性質不同.晶體具有確定的熔點.單晶體 表現出各向異性，多晶體和非晶體表現出各向同性. 晶體和非晶體在適當的條件下可以相互 轉化. (2)液晶是一種特殊的物質狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間.液晶具有流動性，在光 學、電學物理性質上表現出各向異性.

5、 (3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切. (正確的 1 關于熱學基本知識的易錯點辨析 打號，錯誤的打“X”號 ) (1)布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動 ( ) (2)布朗運動并不是液體分子的運動，但它說明分子永不停息地做無規(guī)則運動 ( ) (3)液體溫度越高，布朗運動會越激烈 ( ) (4)布朗運動反映了懸浮

6、顆粒中分子運動的不規(guī)則性 ( ) (5)懸浮在液體中的固體微粒越小，布朗運動就越明顯 ( ) (6)懸浮在液體中的微粒越小，受到液體分子的撞擊就越容易平衡 ( ) (7)布朗運動是由于液體各部分溫度不同而引起的 ( ) (8)在較暗的房間里，看到透過窗戶的“陽光柱”里粉塵的運動不是布朗運動 ( ) (9)布朗運動是指在顯微鏡下觀察到的液體分子的無規(guī)則運動 ( ) (10)顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無規(guī)則運動，這反映了液體分子運動的無規(guī) 則性 ( ) (11)懸浮在空氣中做布朗運動的 PM2.5 微粒，氣溫越高，運動越劇烈 ( ) (12)擴散運動就是布朗運動 (

7、) (13)擴散現象與布朗運動都與溫度有關 ( ) (14)擴散現象不僅能發(fā)生在氣體和液體中，固體中也可以 ( ) (15) “酒香不怕巷子深”與分子熱運動有關 ( ) (16)水不容易被壓縮說明分子間存在分子力 ( ) (17)用力拉鐵棒的兩端，鐵棒沒有斷，說明此時分子間只存在引力而不存在斥力 ( ) (18)分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小 ( ) (19)將一個分子從無窮遠處無限靠近另一個分子，則這兩個分子間的分子力先增大后減小最 后再增大 ( ) (20) 當分子間距離增大時，分子間的引力減少，斥力增大 ( ) (21)若兩分子間距離減小，分子間斥力增大，引

8、力減小，合力為斥力 ( ) (22)當兩分子間距離大于平衡位置的間距 r0 時，分子間的距離越大，分子勢能越小 ( ) (23)分子間同時存在著引力和斥力， 當分子間距增加時， 分子間的引力增大， 斥力減小 ( ) (24)分子間引力總是隨著分子間的距離減小而減小 ( ) (25)分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大，先減小后增大 ( ) (26)分子間距離增大時，分子間的引力、斥力都減小 ( ) (27) 隨著分子間距離增大，分子間作用力減小，分子勢能也減小 ( ) (28)分子間的距離為 r0 時，分子間作用力的合力為零，分子勢能最小 ( ) (29) 同種物質可能以晶體

9、和非晶體兩種不同的形態(tài)出現 ( ) (30)大顆粒的鹽磨成了細鹽，就變成了非晶體 ( ) (31)單晶體的某些物理性質具有各向異性，而多晶體和非晶體是各向同性的 ( ) (32)單晶體和多晶體都有確定的熔點，非晶體沒有確定的熔點 ( ) (33) 晶體在各個方向上的導熱性能相同，體現為各向同性 ( ) (34)單晶體的物理性質具有各向異性 ( ) (35)太空中水滴成球形，是液體表面張力作用的結果 ( ) (36)漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面的觀察是圓形的，是油滴液體呈各向同性的緣故 () () (37)液體與大氣相接觸，表面層內分子所受其他分子的作用表現為相互吸引 (

10、38) 由于液體表面分子間距離大于液體內部分子間的距離， 液面分子間只有引力， 沒有斥力， 所以液體表面具有收縮的趨勢 ( ) (39)液體表面張力的方向與液面垂直并指向液體內部 ( ) (40)液體表面的分子距離大于分子間的平衡距離，使得液面有表面張力 ( ) (41) 葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用 ( ) (42)肥皂水的水面能托住小的硬幣主要與液體的表面張力有關 ( ) (43)雨水沒有透過布雨傘是因為液體表面存在張力 ( ) (44)液晶具有液體的流動性，同時具有晶體的各向異性特征 ( ) (45)液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點 ( )

11、(46) 當人們感到潮濕時，空氣的絕對濕度一定較大 ( ) (47) 空氣相對濕度越大時，空氣中水蒸氣壓強越接近飽和汽壓，水蒸發(fā)越快 ( ) (48)只要知道水的摩爾質量和水分子的質量，就可以計算出阿伏加德羅常數 ( ) (49)用阿伏加德羅常數和某種氣體的密度，就可以求出該種氣體的分子質量 ( ) (50)已知某氣體的摩爾體積 V 再知道阿伏加德羅常數 Na,就可以求出一個氣體分子的體積 () (51)只要知道氣體的摩爾體積和阿伏加德羅常數，就可以算出氣體分子的體積 ( ) (52)用阿伏加德羅常數和某種氣體的密度，就一定可以求出該種氣體的分子質量 ( ) (53)達到熱平衡

12、的兩個物體具有相同的熱量 ( ) (54) 物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子的平均動能越大 ( ) (55)溫度升高時物體內的每個分子的運動速率一定增大 ( ) (56) 物體中所有分子的熱運動動能的總和叫做物體的內能 ( ) (57) 物體的內能是物體內所有分子動能和分子勢能的總和 ( ) (58)溫度升高，物體內每個分子的動能一定增大 ( ) (59) 相同質量 0 ℃的水的分子勢能比 0 ℃的冰的分子勢能大 ( ) (60)氣體對器壁的壓強就是大量氣體分子作用在器壁單位面積上的平均作用力 ( ) (61)單位體積的氣體分子數增加，氣體的壓強一定增大 ( ) (62

13、)氣體的壓強是由于大量分子頻繁撞擊器壁產生的 ( ) (63)若氣體的溫度不變，壓強增大，說明每秒撞擊單位面積器壁的分子數增多 ( ) (64)一定質量的理想氣體壓強不變時，氣體分子單位時間內對器壁單位面積的平均碰撞次數 隨著溫度升高而減少 ( ) (65)從微觀角度看氣體壓強只與分子平均動能有關 ( ) (66)氣體分子單位時間內與單位面積器壁發(fā)生碰撞的次數，與單位體積內氣體的分子數和氣 體溫度都有關 ( ) (67)單位時間內氣體分子對容器壁單位面積上碰撞次數減少，氣體的壓強一定減小 ( ) 預測1 (2015新課標全國卷I 33)下列說法正確的是 . A.將一塊晶體敲碎

14、后，得到的小顆粒是非晶體 B.固體可以分為晶體和非晶體兩類，有些晶體在不同方向上有不同的光學性質 C.由同種元素構成的固體，可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體 D.在合適的條件下，某些晶體可以轉化為非晶體，某些非晶體也可以轉化為晶體 E.在熔化過程中，晶體要吸收熱量，但溫度保持不變，內能也保持不變 預測2 (2015東北三省三模)下列說法正確的是 . A.布朗運動反映了液體分子在永不停息的做無規(guī)則熱運動 B.氣體分子的平均動能增大，壓強也一定增大 C.不同溫度下，水的飽和汽壓都是相同的 D.完全失重狀態(tài)下懸浮的水滴呈球狀是液體表面張力作用的結果 E.分子動理論認為，

15、單個分子的運動是無規(guī)則的，但是大量分子的運動仍然有一定規(guī)律 高考題型 2 熱力學定律的理解 解題方略 1 ．物體內能變化的判定：溫度變化引起分子平均動能的變化；體積變化，分子間的分子力 做功，引起分子勢能的變化． 2 ．熱力學第一定律 ⑴公式：AU=W+Q; (2)符號規(guī)定：外界對系統做功， W>0;系統對外界做功， W<0.系統從外界吸收熱量， Q>0; 系統向外界放出熱量， Q<0.系統內能增加，AU>0;系統內能減少， 3<0. 3 ． 熱力學第二定律的表述： ①熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 (按熱傳遞的方向性 表述).②不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成

16、功，而不產生其他影響 (按機械能和內 能轉化的方向性表述).③第二類永動機是不可能制成的. 2 關于熱力學定律的理解，下列說法是否 正確(正確的打號，錯誤的打“X”號 ) (1) 外界對系統做功，其內能一定增加 ( ) (2) 系統從外界吸收熱量，其內能一定增加 ( ) (3) 一定質量的理想氣體發(fā)生絕熱膨脹時，其內能不變 ( ) (4) 一定質量的理想氣體，在等壓膨脹過程中，氣體分子的平均動能增大 ( ) (5)在輪胎爆裂這一短暫過程中，氣體膨脹，溫度下降 ( ) (6) 密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，此過程外界對其做功，瓶內空氣內能增加 ( ) (7)熱量能夠自發(fā)地

17、從高溫物體傳導到低溫物體，但不能自發(fā)地從低溫物體傳導到高溫物體 () (8)利用淺層海水和深層海水之間的溫度差制造一種熱機，將海水的一部分內能轉化為機械 能是可能的 ( ) (9) 自然界進行的涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性，是不可逆的 ( ) (10)功轉變?yōu)闊岬膶嶋H宏觀過程一定是可逆過程 ( ) (11) 空調既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性 ( ) (12)不斷改進工藝，熱機的效率可能達到 100%( ) (13)熱量不可以自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，是因為違背了熱力學第一定律 ( ) (14) “第一類永動機”不可能制成，是因為它違反了能量守恒定律 ( )

18、 (15) “第二類永動機”不可能制成是因為它違反了能量守恒定律 ( ) 預測3 (2015呼倫貝爾一模)下列說法中正確的是. A.隨著科學技術的發(fā)展，制冷機的制冷溫度可以降到- 280 C B.隨著科學技術的發(fā)展，熱量可以從低溫物體傳到高溫物體 C.隨著科學技術的發(fā)展，熱機的效率可以達到 100% D.無論科技怎樣發(fā)展，第二類永動機都不可能實現 E.無論科技怎樣發(fā)展，都無法判斷一溫度升高的物體是通過做功還是熱傳遞實現的 預測4 (2015湖北八校聯考)一定質量的理想氣體從狀態(tài) a開始，經歷三個過程 ab、bc、 ca回到原狀態(tài)，其 V—T圖象如圖1所示，Pa、Pb、Pc分別

19、表示狀態(tài) a、b、c的壓強，下列 判斷正確的是 ． A.過程ab中氣體一定吸熱 B. Pc= Pb>Pa C.過程bc中分子勢能不斷增大 D.過程bc中每一個分子的速率都減小 E.過程ca中氣體吸收的熱量等于對外做的功 高考題型3氣體實驗定律的應用 解題方略 1 .氣體實驗定律 (1)等溫變化：pV= C或 piVi= p2V2； (2)等容變化：T=C或片=汽； (3)等壓變化:V=C或V1=V2; (4)理想氣體狀態(tài)方程：pV= C或，?= pTV2. 2 .應用氣體實驗定律的三個重點環(huán)節(jié)： (1)正確選擇研究對象：對于變質量問題要保證研究質量不變的部分；對

20、于多部分氣體問題， 要各部分獨立研究，各部分之間一般通過壓強找聯系. (2)列出各狀態(tài)的參量：氣體在初、末狀態(tài)，往往會有兩個 (或三個)參量發(fā)生變化，把這些狀 態(tài)參量羅列出來會比較準確、快速的找到規(guī)律. (3)認清變化過程：準確分析變化過程以便正確選用氣體實驗定律. 3 (2015新課標全國I 33)如圖2, 一固定 的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞.已知大活塞的質量為 mi = 2.50 kg,橫截面積為 S1= 80.0 cm2;小活塞的質量為 m2= 1.50 kg,橫截面積為 S2= 40.0 cm2；兩活塞用剛性輕桿連接，間距為 l=40.0

21、cm；汽缸外大氣的壓強為 p=1.00X 105 Pa, 溫度為T=303 K.初始時大活塞與大圓筒底部相距 兩活塞間封閉氣體的溫度為 T1 = 495 K.現汽缸內氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢下移.忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦，重力加 速度大小g取10 m/s2求： (i )在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，汽缸內封閉氣體的溫度； (ii )缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內封閉氣體的壓強. 預測5 （2015煙臺二模）如圖3所示，一汽缸質量為 M = 60 kg（汽缸的厚度忽略不計且透熱 性良好），開口向上放在水平面上，汽缸中有橫截面積為 S=100 cm2的光滑活塞，活

22、塞質量 m= 10 kg.汽缸內封閉了一■定質量的理想氣體，此時氣柱長度為 Li = 0.4 m.已知大氣壓為po =1 x 105 Pa現用力緩慢向上拉動活塞，若使汽缸能離開地面，氣柱的長度至少是多少？ （取 重力加速度g= 10 m/s2） 預測6 (2015黃岡市4月模擬)如圖4,上粗下細且上端開口的薄壁玻璃管內有一部分水銀 封住密閉氣體，橫截面積分別為 Si = 1 cm2、S2= 2 cm2,細管內水銀長度為 hi = 4 cm,封閉 氣體長度為L=6 cm.大氣壓強為po = 76 cmHg,氣體初始溫度為 Ti=288 K,上管足夠長. (1)緩慢升高氣體溫度，求水

23、銀剛好全部進入粗管內時的溫度 T2； (2)氣體溫度保持T2不變，為使封閉氣體長度變?yōu)?8 cm,需向開口端注入的水銀柱的體積為 多少？ 4 熱學中的綜合問題 4 (2015新課標全國n 33(2))如圖5, 一粗 細均勻的 U 形管豎直放置， A 側上端封閉， B 側上端與大氣相通，下端開口處開關 K 關閉； A側空氣柱的長度為l=10.0 cm, B側水銀面比A側的高h= 3.0 cm.現將開關K打開，從U 形管中放出部分水銀，當兩側水銀面的高度差為 hi= 10.0 cm時將開關K關閉.已知大氣壓 強 p0 = 75.0 cmHg. 6 圖5 (i )求放出部分

24、水銀后 A側空氣柱的長度； (ii)此后再向B側注入水銀，使 A、B兩側的水銀面達到同一高度，求注入的水銀在管內的 長度． 預測7 (2015石家莊二模)1 mol理想氣體的壓強p與體積V的關系如圖6所示.氣體在狀 態(tài)A時的壓強為po,體積為Vo,熱力學溫度為 T0,在狀態(tài)B時的壓強為2P0,體積為2V0, AB為直線段.已知該氣體內能與溫度成正比 U=C/T(CV為比例系數).求： (1)氣體在 B 狀態(tài)時的熱力學溫度； (2)氣體從狀態(tài) A 變化到狀態(tài) B 的過程中吸收的熱量． 預測8 (2015日照二模)在某高速公路發(fā)生一起車禍，車禍系輪胎爆胎所致.已知汽車行駛 前輪胎

25、內氣體壓強為 2.5 atm ，溫度為 27 ℃，爆胎時胎內氣體的溫度為 87 ℃，輪胎中的空 氣可看做理想氣體． (1) 求爆胎時輪胎內氣體的壓強； (2)從微觀上解釋爆胎前胎內氣體壓強變化的原因； (3)爆胎后氣體迅速外泄，來不及與外界發(fā)生熱交換，判斷此過程胎內原有氣體內能如何變 化？簡要說明理由． 提醒：完成作業(yè) 專題八 第 1 講 學生用書答案精析 專題八 選考部分（3— 3、3 — 4、3-5） 第1講熱學 高考題型1熱學基本知識 例 1 ⑴ X (2)， (3)， (4)X (5)， (6)X (7)X (8)， (9)X (10)， (11)， (12)

26、 (13)， (14)， (15) (16)， (17) (18) X (19)， (20) X (21)X (22) (23) X (24) X (25) X (26)， (27) (28)， (29)， (30) X (31)， (32)， (33) X (34)， (35) (36) x (37)， (38) x (39) X (40)， (41)， (42)， (43)， (44)， (45)， (46) X (47) (48)， (49) X (50) X (51)X (52) X (53) X (5

27、4)， (55) X (56) X (57)， (58) X (59)， (60)， (61) X (62)， (63)， (64)， (65) X (66)，(67) X 預測1 BCD 預測2 ADE 高考題型2熱力學定律的理解 例 2 (1)X (2)X (3)X (4)， (5)， (6)X (7)， (8)， (9)， (10) X (11)X (12) X (13) X (14)，(15) X 預測3 BDE 預測4 ABE 高考題型3氣體實驗定律的應用 例 3 ( i )330 K (ii )1.01X105 Pa 解析(i )大

28、小活塞在緩慢下移過程中，受力情況不變，汽缸內氣體壓強不變，由蓋 一呂薩 克定律得V1=V2 Ti T2 初狀態(tài) Vi=，+S2), Ti=495 K 末狀態(tài)V2= lS2 2 代入可得T2 = -Ti = 330 K 3 (ii )對大、小活塞受力分析則有 mig+ m2g+ pSi + piS2= piSi + pS2 可得 pi=i.ix i05 Pa 缸內封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡過程中，氣體體積不變，由查理定律得 T2 T3 T3=T=303 K 解得 p2= i.0i x i05 Pa 預測5 i.i m 解析 初狀態(tài) pi= p0 + mg= i.i

29、 X i05 Pa, Vi = 0.4S 汽缸脫離地面有 F= mg+Mg = 700 N p2=p0+m■— F= 0.4Xi05 Pa, V2=L2S S S 由玻意耳定律得 pi Vi = p2 V2 解得 L2= i.i m 即氣柱的長度至少是 i.i m. 預測 6 (i)468 K (2)37 cm3 解析 (i)初狀態(tài)：pi = p0+phi, Vi = LS 末狀態(tài)：p2=p0+ph2, V2= (L+hi)Si 又有：Sihi=S2h2 根據華= pV2 Ti T2 由以上各式并代入數據解得： T2 = 468 K. (2)氣體等溫變化有：p2 V2

30、= p3V3 解得 p3= 97.5 cmHg, h3,有: 設此時水銀柱的液面高度差為 h3= 97.5 cm — 76 cm = 21.5 cm 注入的水銀柱體積 V 注=(21.5 —2)X2 cm3 + 2X 1 cm3—4X 1 cm3 =37 cm3. 高考題型4熱學中的綜合問題 例 4 ( i )12.0 cm (ii )13.2 cm 解析 (i )以cmHg為壓強單位.設 A側空氣柱長度l=10.0 cm時的壓強為p；當兩側水銀 面的圖度差為h1= 10.0 cm時，空氣柱的長度為11,壓強為p1. 由玻意耳定律得 p1 = p111① 由力學平衡條件得

31、 p=po+ h② 打開開關K放出水銀的過程中，B側水銀面處的壓強始終為 po,而A側水銀面處的壓強隨空 氣柱長度的增加逐漸減小， B、A兩側水銀面的高度差也隨之減小，直至 B側水銀面低于 A 側水銀面h1為止.由力學平衡條件有 p1=p。—h1③ 聯立①②③式，并代入題給數據得 1i= 12.0 cm ④ (ii)當A、B兩側的水銀面達到同一高度時，設 A側空氣柱的長度為 3壓強為p2. 由玻意耳定律得 pl = p2l2⑤ 由力學平衡條件有 P2=po⑥ 聯立②⑤⑥式，并代入題給數據得 l2= 10.4 cm ⑦ 設注入的水銀在管內的長度 加，依題意得 加= 2(l

32、1—l2)+h1 ⑧ 聯立④⑦⑧式，并代入題給數據得 加=13.2 cm 預測 7 (1)4To (2)3CVT0+3p2V 解析(1)根據理想氣體狀態(tài)方程 華 = 2P； 2V0,解得Tb= 4To. I 0 I B (2)根據熱力學第一定律， AU=W+Q, 根據圖象可知 (p0+2p0)(2V0—V0) w=- 2 ， AU=Cv(4To—To) 解得：Q= 3CvTo+管. 預測8 (1)3 atm (2)(3)見解析 解析 (1)初狀態(tài)：pi = 2.5 atm, Ti = (27 + 273) K= 300 K 末狀態(tài)：T2 = (87 + 273) K= 360 K 爆胎之前氣體狀態(tài)變化為等容變化， 由氣體實驗定律得，P1 = P2, Ti T2 解得 p2= 3 atm. (2)氣體體積不變，分子密集程度不變，溫度升高時，分子平均動能增大，單位時間內撞擊 單位面積器壁的分子數增多，分子的平均撞擊力增大，所以氣體壓強增大. (3)氣體迅速膨脹對外做功，但短時間內與外界幾乎不發(fā)生熱量傳遞，由熱力學第一定律 AU = W+Q得，AU<0,氣體的內能減少.