高中物理选修3-3复习

专题八选考部分

（3-3、3-4、3-5）第1页本专题用三讲时分别处理选修3－3、3－4、3－5中高频考查问题，高考对本部分内容考查重点和热点有：选修3－3：①分子大小估算；②对分子动理论内容了解；③物态改变中能量问题；④气体试验定律了解和简单计算；⑤固、液、气三态微观解释和了解；⑥热力学定律了解和简单计算；⑦用油膜法估测分子大小等内容．专题定位第2页选修3－4：①波图象；②波长、波速和频率及其相互关系；③光折射及全反射；④光干涉、衍射及双缝干涉试验；⑤简谐运动规律及振动图象；⑥电磁波相关性质．选修3－5：①动量守恒定律及其应用；②原子能级跃迁；③原子核衰变规律；④核反应方程书写；⑤质量亏损和核能计算；⑥原子物理部分物理学史和α、β、γ三种射线特点及应用等．第3页选修3－3内容琐碎、考查点多，复习中应以四块知识(分子动理论、从微观角度分析固体、液体、气体性质、气体试验定律、热力学定律)为主干，梳理出知识点，进行了解性记忆．选修3－4内容复习时，应加强对基本概念和规律了解，抓住波传输和图象、光折射定律这两条根本，强化训练、提升对经典问题分析能力．应考策略第4页选修3－5包括知识点多，而且多是科技前沿知识，题目新奇，但难度不大，所以应加强对基本概念和规律了解，抓住动量守恒定律和核反应两条根本，强化经典题目标训练，提升分析综合题目标能力．第5页高考题型1热学基本知识高考题型2热力学定律了解高考题型3气体试验定律应用高考题型4热学中综合问题栏目索引第1讲热学第6页高考题型1热学基本知识解题策略1．分子动理论(1)分子大小①阿伏加德罗常数：NA＝6.02×1023mol－1.第7页(2)分子热运动试验基础：扩散现象和布朗运动．①扩散现象特点：温度越高，扩散越快．②布朗运动特点：液体内固体小颗粒永不停息、无规则运动，颗粒越小、温度越高，运动越猛烈．(3)分子间相互作用力和分子势能①分子力：分子间引力与斥力协力．分子间距离增大，引力和斥力均减小；分子间距离减小，引力和斥力均增大，但斥力总比引力改变得快．第8页②分子势能：分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功，分子势能增大；当分子间距为r0(分子间距离为r0时，分子间作用协力为0)时，分子势能最小．2．固体和液体(1)晶体和非晶体分子结构不一样，表现出物理性质不一样．晶体含有确定熔点．单晶体表现出各向异性，多晶体和非晶体表现出各向同性．晶体和非晶体在适当条件下能够相互转化．第9页(2)液晶是一个特殊物质状态，所处状态介于固态和液态之间．液晶含有流动性，在光学、电学物理性质上表现出各向异性．(3)液体表面张力使液体表面含有收缩到最小趋势，表面张力方向跟液面相切．第10页例1关于热学基本知识易错点辨析(正确打“√”号，错误打“×”号)(1)布朗运动是液体分子无规则运动(

)(2)布朗运动并不是液体分子运动，但它说明分子永不停息地做无规则运动(

)(3)液体温度越高，布朗运动会越激烈(

)(4)布朗运动反应了悬浮颗粒中分子运动不规则性(

)(5)悬浮在液体中固体微粒越小，布朗运动就越显著(

)×√√×√第11页(6)悬浮在液体中微粒越小，受到液体分子撞击就越轻易平衡(

)(7)布朗运动是因为液体各部分温度不一样而引发(

)(8)在较暗房间里，看到透过窗户“阳光柱”里粉尘运动不是布朗运动(

)(9)布朗运动是指在显微镜下观察到液体分子无规则运动(

)(10)显微镜下观察到墨水中小炭粒在不停做无规则运动，这反应了液体分子运动无规则性(

)××√×√第12页(11)悬浮在空气中做布朗运动PM2.5微粒，气温越高，运动越猛烈(

)(12)扩散运动就是布朗运动(

)(13)扩散现象与布朗运动都与温度相关(

)(14)扩散现象不但能发生在气体和液体中，固体中也能够(

)(15)“酒香不怕巷子深”与分子热运动相关(

)(16)水不轻易被压缩说明分子间存在分子力(

)(17)用力拉铁棒两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力(

)√×√√√√×第13页(18)分子间引力总是伴随分子间距离减小而减小(

)(19)将一个分子从无穷远处无限靠近另一个分子，则这两个分子间分子力先增大后减小最终再增大(

)(20)当分子间距离增大时，分子间引力降低，斥力增大(

)(21)若两分子间距离减小，分子间斥力增大，引力减小，协力为斥力(

)(22)当两分子间距离大于平衡位置间距r0时，分子间距离越大，分子势能越小(

)×√×××第14页(23)分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增加时，分子间引力增大，斥力减小(

)(24)分子间引力总是伴随分子间距离减小而减小(

)(25)分子间相互作用力伴随分子间距离增大，先减小后增大(

)(26)分子间距离增大时，分子间引力、斥力都减小(

)(27)伴随分子间距离增大，分子间作用力减小，分子势能也减小(

)×××√×第15页(28)分子间距离为r0时，分子间作用力协力为零，分子势能最小(

)(29)同种物质可能以晶体和非晶体两种不一样形态出现(

)(30)大颗粒盐磨成了细盐，就变成了非晶体(

)(31)单晶体一些物理性质含有各向异性，而多晶体和非晶体是各向同性(

)(32)单晶体和多晶体都有确定熔点，非晶体没有确定熔点(

)√√×√√第16页(33)晶体在各个方向上导热性能相同，表达为各向同性(

)(34)单晶体物理性质含有各向异性(

)(35)太空中水滴成球形，是液体表面张力作用结果(

)(36)漂浮在热菜汤表面上油滴，从上面观察是圆形，是油滴液体呈各向同性缘故(

)(37)液体与大气相接触，表面层内分子所受其它分子作用表现为相互吸引(

)×√√×√第17页(38)因为液体表面分子间距离大于液体内部分子间距离，液面分子间只有引力，没有斥力，所以液体表面含有收缩趋势(

)(39)液体表面张力方向与液面垂直并指向液体内部(

)(40)液体表面分子距离大于分子间平衡距离，使得液面有表面张力(

)(41)叶面上小露珠呈球形是因为液体表面张力作用(

)(42)肥皂水水面能托住小硬币主要与液体表面张力相关(

)××√√√第18页(43)雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力(

)(44)液晶含有液体流动性，同时含有晶体各向异性特征(

)(45)液晶显示器是利用了液晶对光含有各向异性特点(

)(46)当人们感到潮湿时，空气绝对湿度一定较大(

)(47)空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越靠近饱和汽压，水蒸发越快(

)(48)只要知道水摩尔质量和水分子质量，就能够计算出阿伏加德罗常数(

)√√√××√第19页(49)用阿伏加德罗常数和某种气体密度，就能够求出该种气体分子质量(

)(50)已知某气体摩尔体积V，再知道阿伏加德罗常数NA，就能够求出一个气体分子体积(

)(51)只要知道气体摩尔体积和阿伏加德罗常数，就能够算出气体分子体积(

)(52)用阿伏加德罗常数和某种气体密度，就一定能够求出该种气体分子质量(

)××××第20页(53)到达热平衡两个物体含有相同热量(

)(54)物体温度越高，分子热运动越猛烈，分子平均动能越大(

)(55)温度升高时物体内每个分子运动速率一定增大(

)(56)物体中全部分子热运动动能总和叫做物体内能(

)(57)物体内能是物体内全部分子动能和分子势能总和(

)(58)温度升高，物体内每个分子动能一定增大(

)×√××√×第21页(59)相同质量0℃水分子势能比0℃冰分子势能大(

)(60)气体对器壁压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上平均作用力(

)(61)单位体积气体分子数增加，气体压强一定增大(

)(62)气体压强是因为大量分子频繁撞击器壁产生(

)(63)若气体温度不变，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁分子数增多(

)√√×√√第22页(64)一定质量理想气体压强不变时，气体分子单位时间内对器壁单位面积平均碰撞次数伴随温度升高而降低(

)(65)从微观角度看气体压强只与分子平均动能相关(

)(66)气体分子单位时间内与单位面积器壁发生碰撞次数，与单位体积内气体分子数和气体温度都相关(

)(67)单位时间内气体分子对容器壁单位面积上碰撞次数降低，气体压强一定减小(

)√×√×第23页预测1

(·新课标全国卷Ⅰ·33)以下说法正确是________．A．将一块晶体敲碎后，得到小颗粒是非晶体B．固体能够分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不一样方向上有不一样光学性质C．由同种元素组成固体，可能会因为原子排列方式不一样而成为不一样晶体D．在适当条件下，一些晶体能够转化为非晶体，一些非晶体也能够转化为晶体第24页E．在熔化过程中，晶体要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变解析晶体有固定熔点，并不会因为颗粒大小而改变，即使敲碎为小颗粒，依旧是晶体，选项A错误；固体分为晶体和非晶体两类，有些晶体在不一样方向上光学性质不一样，表现为晶体含有各向异性，选项B正确；同种元素组成固体可能因为原子排列方式不一样而形成不一样晶体，如金刚石和石墨，选项C正确；第25页晶体分子排列结构假如遭到破坏就可能形成非晶体，反之亦然，选项D正确；熔化过程中，晶体要吸热，温度不变，不过内能增大，选项E错误．答案

BCD第26页预测2

以下说法正确是________．A．布朗运动反应了液体分子在永不停息做无规则热运动B．气体分子平均动能增大，压强也一定增大C．不一样温度下，水饱和汽压都是相同D．完全失重状态下悬浮水滴呈球状是液体表面张力作用结果E．分子动理论认为，单个分子运动是无规则，不过大量分子运动依然有一定规律第27页解析布朗运动是花粉无规则运动，间接反应了液体分子在永不停息做无规则热运动，故A正确；气体分子平均动能增大，温度升高，不过若体积增大，则单位时间内打在器壁上分子数会降低，故气体压强不一定增大，故B错误；水饱和气压随温度升高而增大，故C错误；完全失重状态下悬浮水滴呈球状是液体表面张力作用结果，故D正确；第28页分子动理论认为，单个分子运动是无规则，不过大量分子运动依然有一定规律，基本展现是速度大小中间多两头少规律，故E正确．答案ADE第29页高考题型2热力学定律了解解题策略1．物体内能改变判定：温度改变引发分子平均动能改变；体积改变，分子间分子力做功，引发分子势能改变．2．热力学第一定律(1)公式：ΔU＝W＋Q；第30页(2)符号要求：外界对系统做功，W>0；系统对外界做功，W<0.系统从外界吸收热量，Q>0；系统向外界放出热量，Q<0.系统内能增加，ΔU>0；系统内能降低，ΔU<0.3．热力学第二定律表述：①热量不能自发地从低温物体传到高温物体(按热传递方向性表述)．②不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其它影响(按机械能和内能转化方向性表述)．③第二类永动机是不可能制成．第31页例2关于热力学定律了解，以下说法是否正确(正确打“√”号，错误打“×”号)(1)外界对系统做功，其内能一定增加(

)(2)系统从外界吸收热量，其内能一定增加(

)(3)一定质量理想气体发生绝热膨胀时，其内能不变(

)(4)一定质量理想气体，在等压膨胀过程中，气体分子平均动能增大(

)(5)在轮胎爆裂这一短暂过程中，气体膨胀，温度下降(

)√×××√第32页(6)密闭有空气薄塑料瓶因降温而变扁，此过程外界对其做功，瓶内空气内能增加(

)(7)热量能够自发地从高温物体传导到低温物体，但不能自发地从低温物体传导到高温物体(

)(8)利用浅层海水和深层海水之间温度差制造一个热机，将海水一部分内能转化为机械能是可能(

)(9)自然界进行包括热现象宏观过程都含有方向性，是不可逆(

)×√√√第33页(10)功转变为热实际宏观过程一定是可逆过程(

)(11)空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性(

)(12)不停改进工艺，热机效率可能到达100%(

)(13)热量不能够自发地从低温物体传递到高温物体，是因为违反了热力学第一定律(

)(14)“第一类永动机”不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律(

)(15)“第二类永动机”不可能制成是因为它违反了能量守恒定律(

)××××√×第34页预测3

以下说法中正确是________．A．伴随科学技术发展，制冷机制冷温度能够降到－280℃B．伴随科学技术发展，热量能够从低温物体传到高温物体C．伴随科学技术发展，热机效率能够到达100%D．不论科技怎样发展，第二类永动机都不可能实现E．不论科技怎样发展，都无法判断一温度升高物体是经过做功还是热传递实现第35页解析热力学温度与分子平均动能成正比，分子热运动平均动能不可能为零，制冷机制冷温度不能够降到－273℃以下，故A错误；伴随科学技术发展，热量能够从低温物体传到高温物体，故B正确；依据热力学第二定律，热机效率不能够到达100%，故C错误；不可能从单一热源取热使之完全转换为有用功而不产生其它影响，即第二类永动机都不可能实现，故D正确；第36页做功和热传递都能够改变物体内能，不论科技怎样发展，都无法判断一温度升高物体是经过做功还是热传递实现，故E正确．答案BDE第37页预测4

一定质量理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V－T图象如图1所表示，Pa、Pb、Pc分别表示状态a、b、c压强，以下判断正确是________．A．过程ab中气体一定吸热B．Pc＝Pb>PaC．过程bc中分子势能不停增大D．过程bc中每一个分子速率都减小E．过程ca中气体吸收热量等于对外做功图1第38页解析由a到b，气体做等容改变，依据ΔU＝Q＋W，温度升高、内能增大，故气体一定吸热，故A正确；从b到c做是等压改变，故Pc＝Pb，a到b为等容改变，温度升高，压强变大，Pb>Pa，故B正确；气体没有分子势能，故C错误；b到c，温度降低，分子平均动能降低，平均速率减小，但不是每一个分子速率都减小，故D错误；c到a，气体等温改变，依据ΔU＝Q＋W，气体吸收热量等于对外做功，故E正确，故选A、B、E.答案ABE第39页1．气体试验定律(1)等温改变：pV＝C或p1V1＝p2V2；高考题型3气体试验定律应用解题策略第40页2．应用气体试验定律三个重点步骤：(1)正确选择研究对象：对于变质量问题要确保研究质量不变部分；对于多部分气体问题，要各部分独立研究，各部分之间普通经过压强找联络．(2)列出各状态参量：气体在初、末状态，往往会有两个(或三个)参量发生改变，把这些状态参量罗列出来会比较准确、快速找到规律．(3)认清改变过程：准确分析改变过程方便正确选取气体试验定律．第41页

图2第42页(ⅰ)在大活塞与大圆筒底部接触前瞬间，汽缸内封闭气体温度；答案330K第43页(ⅱ)缸内封闭气体与缸外大气到达热平衡时，缸内封闭气体压强．T3＝T＝303K

解得p2＝1.01×105Pa答案1.01×105Pa第44页预测5

如图3所表示，一汽缸质量为M＝60kg(汽缸厚度忽略不计且透热性良好)，开口向上放在水平面上，汽缸中有横截面积为S＝100cm2光滑活塞，活塞质量m＝10kg.汽缸内封闭了一定质量理想气体，此时气柱长度为L1＝0.4m．已知大气压为p0＝1×105Pa.现用力迟缓向上拉动活塞，若使汽缸能离开地面，气柱长度最少是多少？(取重力加速度g＝10m/s2)图3第45页汽缸脱离地面有F＝mg＋Mg＝700N由玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得L2＝1.1m即气柱长度最少是1.1m.答案1.1m第46页预测6

如图4，上粗下细且上端开口薄壁玻璃管内有一部分水银封住密闭气体，横截面积分别为S1＝1cm2、S2＝2cm2，细管内水银长度为h1＝4cm，封闭气体长度为L＝6cm.大气压强为p0＝76cmHg，气体初始温度为T1＝288K，上管足够长．图4第47页(1)迟缓升高气体温度，求水银刚好全部进入粗管内时温度T2；解析初状态：p1＝p0＋ph1，V1＝LS1末状态：p2＝p0＋ph2，V2＝(L＋h1)S1又有：S1h1＝S2h2由以上各式并代入数据解得：T2＝468K.答案468K第48页(2)气体温度保持T2不变，为使封闭气体长度变为8cm，需向开口端注入水银柱体积为多少？解析气体等温改变有：p2V2＝p3V3解得p3＝97.5cmHg，设此时水银柱液面高度差为h3，有：h3＝97.5cm－76cm＝21.5cm注入水银柱体积V注＝(21.5－2)×2cm3＋2×1cm3－4×1cm3＝37cm3.答案37cm3第49页高考题型4热学中综合问题例4

(·新课标全国Ⅱ·33(2))如图5，一粗细均匀U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱长度为l＝10.0cm，B侧水银面比A侧高h＝3.0cm.现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面高度差为h1＝10.0cm时将开关K关闭．已知大气压强p0＝75.0cmHg.图5第50页(ⅰ)求放出部分水银后A侧空气柱长度；解析以cmHg为压强单位．设A侧空气柱长度l＝10.0cm时压强为p；当两侧水银面高度差为h1＝10.0cm时，空气柱长度为l1，压强为p1.由玻意耳定律得pl＝p1l1 ①由力学平衡条件得p＝p0＋h ②第51页打开开关K放出水银过程中，B侧水银面处压强一直为p0，而A侧水银面处压强随空气柱长度增加逐步减小，B、A两侧水银面高度差也随之减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h1为止．由力学平衡条件有p1＝p0－h1 ③联立①②③式，并代入题给数据得l1＝12.0cm ④答案12.0cm第52页(ⅱ)今后再向B侧注入水银，使A、B两侧水银面到达同一高度，求注入水银在管内长度．解析当A、B两侧水银面到达同