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春晖中学高三物理IB模块复习资料 为了使同学们能更有效地复习，特编印此复习资料，以供配合课本、练习使用。预祝诸位考试成功！一、想象版的2012年高考B模块考试内容范围及要求（上虞市教研室发）【想象依据】普通高等学校招生全国统一考试大纲（理科课程标准实验版）、浙江省教学指导意见（2009版）和2011年浙江省考试说明【范围要求】【3-3模块】主题内容要求说明分子动理论与统计观点分子动理论的基本观点和实验依据定性了解阿伏伽德罗常数气体分子运动速率的统计分布温度的微观解释、内能气体气体实验定律理想气体热力学定律与能量守恒热力学第一定律能量守恒定律热力学第二定律单位制知道中学物理中涉及的国际单位制的单位和其他常用单位。其他常用单位包括摄氏度（）、升、标准大气压知道国际单位制中规定的单位符合实验与探究用油膜法估测分子的大小会正确使用温度计【3-5模块】主题内容要求说明碰撞与动量守恒动量、动量守恒定律及其应用只限于一维弹性碰撞和非弹性碰撞原子结构氢原子光谱氢原子的能级结构、能级公式原子核原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期放射性同位素核力、核反应方程结合能、质量亏损裂变反应和聚变反应射线的危害和防护波粒二象性光电效应爱因斯坦光电效应方程实验验证动量守恒定律【本组教师学习体会】1、不列入上述范围的知识内容不做考试要求，无需费时研究。2、由于内容琐碎，记忆性要求较高，应对照内容条目认真复习。3、重点、难点已在下面的考试要点中用“”表示。二、自选模块考试要点1、分子动理论与统计观点（1）分子动理论的基本观点和实验依据分子体积很小，它的直径数量级是m。分子质量很小，一般分子质量的数量级是kg。油膜法测分子直径，V是油滴体积，S是水面上形成的单分子油膜的面积。分子间有空隙。例：物体能被压缩、酒精和水混和后总体积小于混和前两体积之和，都表明分子间有空隙。油在高压下能透过钢瓶壁渗出，说明固体分子间也有空隙分子永不停息地在做无规则热运动a、扩散现象：相互接触的物体互相进入对方的现象，温度越高，扩散越快。是分子运动b、布朗运动：不是分子运动。在显微镜下看到的悬浮在液体（或气体）中的微小颗粒的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越激烈。布朗运动是液体分子永不停息地做无规则热动动的反映，是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的。布朗运动肉眼看不到（空气中的灰尘不是布朗运动）。布朗运动与大气压无关布朗运动只能在液体、气体中发生，而扩散现象可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间。分子间存在着相互作用的分子力。关于分子力的特征与规律,应注意如下几个要点的掌握:a、分子间的引力f引与斥力fG同时存在，表现出的分子力是其合力。b、分子间的引力f引与斥力fG均随分子间距r的增大而减小，随分子距离的减小而增大，但斥力f拆随间距r变化得更快些。注意：谈分子力时，往往指的是其合力。因此“分子间的作用力随分子间距离的增大而减小”是错误的。c、分子间距存在着某一个值r0（数量级为10-10m）当rr0时，f引f斥，分子力表现为引力；当r=r0时，f引=f斥，分子力为零；当rr0时，f引10r0时，分子间引力、斥力均可忽略。分子力可以忽略不计，即F=0。d、分子间引力f引，斥力f斥及分子力f随分子间距r的变化情况如图所示。（）例：下列说法中正确的有A两块纯净的铅压紧后能结合在一起，这时分子间只存在引力B液体很难被压缩，说明压缩时液体分子间的斥力大于引力C用打气筒向篮球充气时需要用力，这说明气体分子间有斥力D液体易分开，但很难被压缩，说明液体分子间只存在斥力（2）阿伏伽德罗常数1摩尔的任何物质含有的微粒数相同，这个数的测量值=6.02。这里应该强调指出阿伏伽德罗常数作用，宏观世界与微观世界的“桥梁”。 阿伏加德罗常数的计算问题：a、固体和液体的模型，分子的直径（球体模型）， b、气体，两个相邻的气体分子之间的平均距离（立方体模型），并非气体分子的直径。，气体分子所占的空间体积远大于气体分子体积c、（3）气体分子运动速率的统计分布气体分子运动的速率很大，常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒.离这个数值越远，分子数越少，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。气体分子速率的分布图像如图，要求能分辨哪条曲线对应的气体温度较高。（4）温度的微观解释、内能知道状态参量对平衡态的意义，如体积、温度、压强等参量保持不变。知道达到热平衡的两个系统具有相同的温度。（不要求了解热平衡定律）物体的内能概念的理解a、物体的内能物体所有分子热运动动能和与分子力相对应的分子势能之总和叫做物体的内能。决定内能的因素：微观上：分子动能、分子势能、分子个数。宏观上：温度、体积、物质的量（摩尔数）b、分子平均动能与温度的关系 （）由于分子热运动的无规则性，所以各个分子热运动动能不同，但所有分子热运动动能的平均值只与温度相关，温度是分子平均动能的标志，温度相同，则分子热运动的平均动能相同，对确定的物体来说，总的分子动能随温度单调增加。备注：温度相同的氢气和氧气分子平均动能相同，但由于氢气分子质量小于氧气分子质量，故氢气分子平均速率大于氧气分子平均速率。温度相同的任意两个物体分子平均动能相同。c、分子势能与体积的关系分子热能与分子力相关：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增加。而分子力与分子间距有关，分子间距的变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。这就在分子热能与物体体积间建立起某中联系。考虑到分子力在rr0时表现为斥力，此时体积膨胀时，表现为斥力的分子力做正功。因此分子势能随物体体积呈非单调变化的特征。宏观上，与物体的体积有关。大多数物体是体积越大，分子势能越大，也有少数物体（如冰）,体积变大，分子势能反而变小。即物体的体积越大，分子势能不一定就越大。(记住这两句话即可)注意：一定质量的理想气体的内能只和温度有关。理想气体的分之间除相互碰撞外没有相互作用力，故理想气体没有分子势能，内能有分子动能决定。2、气体（1）气体实验定律a.等温变化。体积减小时，压强增大；体积增大时，压强减小。（温度一定时，）。b.等容变化。温度升高时压强增大，温度降低时压强减小，（体积一定时，PT）。c.等压变化。温度升高，体积增大；温度降低时体积减小。（压强一定时，PT）。d.一定质量的气体，在状态变化过程中，其状态参量P、V、T三者间的关系符合 ，或。注意：在应用上述关系时，要保持研究气体的质量不发生变化。如：房间里温度升高的过程并不是一个等容过程，原因是房间是一个“漏气”的容器。这时可以把它想象成一个等压变化，当温度升高，气体体积膨胀，有部分气体“溢出”容器。注意：在解释一些气体变化的现象时，宜先说明是什么变化，要利用什么公式，然后得出什么规律或结论。e、对气体状态参量间关系的微观解释对气体压强和体积关系的解释：一定质量的气体，温度保持不变时，体积减小，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。对气体压强跟温度的关系的解释：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。对气体体积跟温度的关系的解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大。要保持压强不变，只有使气体的体积增大，使分子的密集程度减小。注意：压强与分子的密集程度、分子的平均动能成正比（2）理想气体a、 理想气体的特点：（一句话）严格遵守气体实验定律的气体。b、 实际气体与理想气体的关系：当压强不太大、温度不太低的情况下，实际气体可看作理想气体。3、热力学定律与能量守恒（1）热力学第一定律改变内能的两种方式改变物体的内能通常有两种方式：做功和热传递。做功涉及到的是内能与其它能间的转化；而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。热力学第一定律内容：物体内能的增量U等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和。表达式：U =W+Q符号法则：外界对物体做功，W取正值，物体对外界做功，W取负值；物体吸收热量Q取正值，物体放出热量Q取负值；物体内能增加U取正值，物体内能减少U取负值。具体的处理在一般情况下，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么，外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加，即：=Q+W。应用热力学第一定律时，必须掌握好它的符号法则。a.功：W0，表示外界对系统做功；W0，表示系统对外界做功。b.热量：Q0，表示系统吸热；Q0，表示系统放热。c.内能增量：0，表示内能增加；0，表示内能减少。备注:1.气体体积变大，W0；变小，W0；但向真空中膨胀不做功。常考的三类问题 2 . 绝热过程，Q=0，并不是温度不变；3.等容过程中气体不做功，W=0。4.等温过程，气体内能不变，=00VPV2V1P2P1如：阳光烤暖了大地，地面辐射使地面附近的空气变热，形成暖气团升往高空。一大团暖空气上升过程中，边缘部分和外界空气的热交换对整个气团没有明显的影响，可以看成气团与外界没有热交换。则在暧气团上升的过程中温度如何变化？说说你的看法。又如：若将气球中的密闭气体视为理想气体，气球逐渐膨胀起来的过程中，某段时间内该密闭气体的压强P与体积V的关系如图所示，则这段时间内气体对外功W为 ；在这段时间内气体吸收热的热量为Q，Q与W的绝对值哪个大，并说明理由。（2）能的转化和守恒定律：能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到别的物体。第一类永动机违法了能量守恒定律。（3）热力学第二定律表述形式：热量不可能自发地由低温物体传递到高温物体。不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化。气体在真空中的自由膨胀过程是不可逆的。一切热现象的宏观过程都具有方向性。在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小(即大于或等于)。备注：第一类永动机违背能量守恒，不可能实现；第二类永动机不违背能量守恒，违背热力学第二定律，不可能实现。错误：热量可以自发地从低温物体转移到高温物体。正确：热量可以从低温物体转移到高温物体。 例：一种利用地热能的方式是将地面上的水通入温度高的地热异常区汽化，然后利用蒸气推动汽轮机发电。问通过不断改进技术，努力减少各种损耗，能把地热能全部转化为电能吗？为什么？4、实验与探究：用油膜法估测分子的大小（1）油膜法的基本假设：分子为球形；形成的油膜为单分子油膜层；分子紧挨分布。（2）油膜法的思想：体积不变思想（3）油膜法的操作要点油滴的体积如何测定？（数滴数，稀释后的油酸溶液，为什么要稀释？）油膜的面积如何测定？（数坐标格子，不到半格计0，超半格计1）（4）油膜法的实验结果误差分析 由 知，当测得V偏大时，测得的分子直径会偏大；当测得S偏小时,分子直径偏大。（5）油膜法的实验步骤（参见3-3自选模块练习）5、碰撞与动量守恒（1）动量、动量守恒定律及其应用动量：物体质量与它的速度的乘积叫做动量。表示为。 动量是矢量，它的方向与物体的速度方向相同。 动量的单位：在国际单位制中，动量的单位为千克米/秒（kgm/s）。动量定理：物体所受的合外力的冲量等于物体动量的增量。用公式表示为： 会利用动量定理解释简单问题，如缓冲作用等。例：把重物G压在纸上，用一水平力缓慢拉动纸带，重物跟着一起运动，若迅速拉动纸带，纸带将会从重物下抽出，解释现象的正确说法是A.在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力大B.在迅速拉动纸带时，纸带给重物的摩擦力小C.在缓慢拉动纸带时，纸带给重物的冲量大D.在迅速拉动纸带时，纸带给重物的冲量小动量守恒定律 A、动量守恒定律内容：系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的总动量就保持不变。用公式表示为： 或 B、动量守恒定律的适用范围：动量守恒定律适用于惯性参考系。无论是宏观物体构成的宏观系统，还是由原子及基本粒子构成的微观系统，只要系统所受合外力等于零，动量守恒定律都适用。C、动量守恒定律的研究对象是物体系。物体之间的相互作用称为物体系的内力，系统之外的物体的作用于该系统内任一物体上的力称为外力。内力只能改变系统中个别物体的动量，但不能改变系统的总动量。只有系统外力才能改变系统的总动量。当外力之和为零或者内力远大于外力时，动量守恒。反冲运动：静止或运动的物体通过分离出一部分物体，使另一部分向反方向运动的现象叫反冲运动。反冲运动是由于物体系统内部的相互作用而造成的，是符合动量守恒定律的。 知道反冲的一些实际问题，如火箭、喷气式飞机等等。 （2）弹性碰撞和非弹性碰撞如果两球在正碰过程中，系统的机械能无损失，这种正碰为弹性正碰。如果两球在正碰过程中，系统的机械能有损失，这样的正碰称为非弹性正碰。如果两球正碰后粘合在一起以共同速度运动，这种正碰叫完全非弹性正碰。知道什么时候碰撞损失能量最小，什么时候损失能量最大。（3）验证动量守恒定律实验方案一：使用气垫导轨实验方案二：利用单摆（机械能守恒）实验方案三：打点计时器实验方案四：平抛运动6、波粒二象性（1）光电效应了解光电效应的基本实验现象清楚“光子”、“光电子”的本质了解两幅实验图（如下）（i）概念图 知道验电器的张角的变化，知道为何使用弧光灯（紫外线），知道锌板、验电器球、箔片的带电情况（同种电荷）（ii）规律电路图 正接 （测饱和电流） 反接（测遏止电压）A、知道发生光电效应的条件（大于截止频率），掌握截止频率与逸出功、遏止电压与最大初动能的定量关系()B、掌握光电流与电压的关系图，能在图中分辨入射光的频率大小（颜色）、同频率光的强度关系，知道影响饱和电流的因素（光强）。 明显P2光强大于P1，它们频率相同 可见b光频率大于a光（2）爱因斯坦光电效应方程指出了光电子的最大初动能与光子能量的关系。（光子的能量一部分用来使电子挣脱金属表面的束缚）A、知道由截止电压的实验表现（当电压表示数为某值时，电流表示数为零），知道由截止电压计算逸出功或光频率的方法。B、知道已知电压、光电子动能，计算光子频率。C、看懂图（或），知道图像的斜率、与纵轴交点、与横轴交点的意义。【普朗克常量（或除e），逸出功（遏止电压），截止频率】 氢原子的能级图n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E37、原子结构（1）光谱的作用：光谱分析（线状谱）注：不要求理解吸收光谱、发射光谱及产生条件。（2）氢原子的能级结构、能级公式 玻尔模型（引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数。）玻尔的三条假设（量子化）轨道量子化r1=0.5310-10m能量量子化： E1=-13.6eV原子跃迁：原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量h=Em-En从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E 13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。 一群氢原子处于n=4能级，则它们在跃迁到低能级的过程中最多能放出6种不同频率的光子（）。一个氢原子处于n=4能级，则它在跃迁到低能级的过程中最多能放出3个不同频率的光子。8、原子核（1）原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期天然放射现象-天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。各种放射线的性质比较种 类本 质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性射线 氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住射线 电子1/1836-10.99较强较强，穿几mm铝板射线 电磁波光子001最弱最强，穿几cm铅版请记住：氦核 电子 （正电子） 质子 中子半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。（对大量原子核的统计规律）计算式为：N表示核的个数 ，此式也可以演变成 ，式中m表示放射性物质的质量。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。（注意问衰变了多少？）半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；压力、温度对放射性元素衰变的快慢没有影响。半衰期满足统计学规律，对少量（几千个）原子不成立。例：下列说法中正确的是A若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变B关于核反应方程，X是，该核反应属于聚变C在、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说衰变：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类 型衰变方程规 律 衰 变 新核 衰 变 新核射线是伴随衰变放射出来的高频光子流。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：（2）放射性同位素具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位