2025届高考物理复习：选择性必修第三册全册必背知识点讲义

2025届高考物理复习：选择性必修第三册全册必背知识点讲义

第一章分子动理论

一、分子动理论

1、物质是由大量分子组成的

(1)单分子油膜法测量分子直径

(2)17770/任何物质含有的微粒数相同NA=6.02x1023mo尸

(3)对微观量的估算

①分子的两种模型：球形和立方体(固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体)

I.球体模型直径d=号.II.立方体模型边长d=

②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量

I.微观量：分子体积砥分子直径d、分子质量题

II.宏观量：物体的体积人摩尔体积两，物体的质量0、摩尔质量从物体的密度4

a.分子质量：w。=丝皿=①皿

NA$

b.分子体积:(气体分子除外)

NAPNk

MpvA.Mv,7

C.分子数量:n=------NA=-----NA=------NA=----NA

MmolMmolpVmol嗑，

特别提醒:

V

(1)、固体和液体分子都可看成是紧密堆集在一起的。分子的体积%=寸，仅适用于固体和液体，对

气体不适用，仅估算了气体分子所占的空间。

(2)、对于气体分子，4=我的值并非气体分子的大小，而是两个相邻的气体分子之间的平均距离.

2、分子永不停息的做无规则的热运动(布朗运动扩散现象)

(1)扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子

间有空隙，温度越高扩散越快。可以发生在固体、液体、气体任何两种物质之间

(2)布朗运动：它是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。

第1页共18页

①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布

朗运动越明显。

②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造

成的。

③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的

分子都在永不停息地做无规则运动。

（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈

二、分子间的相互作用力

（1）分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。

（2）分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小，随分子间距离的减小而增大。但总是斥力变

化得较快。

（3）图像：两条虚线分别表示斥力和引力；实线曲线表示引力和斥力的合力（即分子力）随距离变化的

情况。为位置叫做平衡位置，4的数量级为10T°m。

理解+记忆:

⑴当r=r（）时，瑞|=/斥，F=0；

（2）当r</时，F引和歹斥都随距离的减小而增大，但瑞斥，F表现为斥力；

⑶当厂〉厂0时，瑞।和歹斥都随距离的增大而减小，但%>厂斥，F表现为引力；

⑷当r>10“（I。"m）时，心和尸斥都已经十分微弱，可以认为分子间没有相互作用力（F=0）.

第2页共18页

宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能

的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：T=t+273.15K热力学温度的每一度大小与摄氏温度的每

一度大小相等，

即AT=At

气体温度的微观意义：

(1)温度越高，分子的热运动越剧烈。(2)温度是分子平均动能的标志。

四、内能

分子势能

分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这

就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通

过宏观量体积来反映。(厂=匕时分子势能最小)

当r>r。时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加

当r〈r。时，分子力为斥力，当r减少时，分子力做负功，分子是能增加当r=r。时，分子势能最小，但

不为零，为负值，因为选两分子相距无穷远时分子势能为零。

物体的内能

物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规

则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。

影响物体内能的因素：①物质量②温度③体积

影响理想气体内能的因素：只取决于温度)

改变内能的方式做功与热传递都使物体的内能改变

特别提醒：

(1)物体的体积越大，分子势能不一定就越大，如0℃的水结成0。。的冰后体积变大，但分子势能

却减小了.

(2)理想气体分子间相互作用力为零，故分子势能忽略不计，一定质量的理想气体内能只与温度有

关.

(3)内能都是对宏观物体而言的,不存在某个分子的内能的说法.由物体内部状态决定

第3页共18页

五、气体分子运动的特点：

(1)分子运动杂乱无章，在任何时刻任何方向都有运动的分子，而且向着各个方向运动的气体分子数目

都相等

(2)气体分子的速率各不相同，但遵守速率分布规律，即出现“中间多，两头少”的分布规律

⑶温度升高时，速率小的分子数减少，速率大的分子数增加，分子的干期速率将增大(并不是每个分子的

速率都增大)，但速率分布规律不变.

图示为氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的

变化分别，虚线对应0°C,实线对应示100°C单位速率间隔的分子数

六、气体温度和气体压强的微观意义

1.气体温度的微观意义

(1)温度越高，分子的热运动越剧烈。(2)温度是分子平均动能的标志。

2.气体压强的微观意义

(1)气体的压强是大量气体分子频繁地碰撞餐番而产生的。

**(2)影响气体压强的两个微观因素：一个是气体分子的平均动能,一个是分子的密集程度。宏观因

素：温度与体积

3.影响物体内能的因素：物质量、温度、体积。影响理想气体影响其内能的因素：温度

第二章气体、固体和液体

1、气体实验定律

①玻意耳定律：pv=c(c为常量)一等温变化

微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体

积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。

适用条件：压强不太大，温度不太低

图象表达：p-：

图1

第4页共18页

P

②查理定律=C（C为常量）f等容变化

■T

微观解释：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。

适用条件：温度不太低，压强不太大

图象表达：P-V

图2

V

③盖吕萨克定律：一=C（C为常量）f等压变化

微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子

的密集程度减少，才能保持压强不变

适用条件：压强不太大，温度不太低

图象表达：V-T

图3

2、理想气体状态方程

理想气体状态方程："二c,可包含气体的三个实验定律:

T

第5页共18页

当了一定时,PK=CT=g（玻意耳定律）

PV_nz-

由下=C（恒量）J当V-定时，全（查理定律）

（m一定）vc

当/'一定时,*=（益•吕萨克定律）

几个重要的推论

号=岸PV=nRT（主要用来解决变质量问题）

PillP212

应用状态方程或实验定律解题的一般步骤

（1）明确研究对象，即某一定质量的理想气体；

（2）确定气体在始、末状态的参量q、匕、7；及R、片、得

（3）由状态方程或实验定律列式求解；

3、气体压强的微观解释

气体压强产生的原因：大量分子频繁的撞击器壁的结果

影响气体压强的微观因素：①气体的平均分子动能）②分子的密集程度即单位体积内的分子数

影响气体压强的宏观因素：①温度②体积

三、固体与液体

1、单晶体：有规则的几何外形，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向异性

多晶体：无规则的几何外形，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性

晶体内部，微粒按照一定的规律在空间周期性地排列（即晶体的点阵结构），不同方向上微粒的

排列情况不同，正由于这个原因，晶体在不同方向上会表现出不同的物理性质（即晶体的各向异性）。

有些晶体沿不同的方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同的方向光学性质不同。

非晶体：无规则的几何外形，无确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性

晶体与非晶体并不是绝对的，同种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，如天然水晶是

晶体，而熔化后再凝固的水晶（玻璃）就是非晶体。有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石

英一玻璃）见教材P34

有些物质在不同的条件下生成不同的晶体，如碳原子按层状结构排列生成石墨，碳原子按图9.1-7

乙结构排列生成金刚石。石墨中碳原子间作用力较弱，所以可用来作润滑剂，金刚石中碳原子间作用

力很强，可用来切割玻璃。

2、表面张力

当表面层的分子比液体内部稀疏时，分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力。如露珠

第6页共18页

(1)作用：液体的表面张力使液面具有.收氟的趋势.

(2)方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直

⑶大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表

面张力越大.

4、液晶

分子排列有序，光学各向异性，可自由移动，位置无序，具有液体的流动性

各向异性：分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无章的

①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射

②这两种方式改变系统的内能是等效的

③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体(或物体的不同部分)

之间内能的转移

第三章热力学定律

1、热力学第一定律

表达式AU=W+Q

符号WQAU

+外界对系统做功系统从外界吸热系统内能增加

-系统对外界做功系统向外界放热系统内能减少

几种特殊情况

(1)若过程是绝热的,则go,w=AU,外界对物体做的功等于物体内能的增加.

(2)若过程中不做功，即片0,则物体吸收的热量等于物体内能的增加.

(3)若过程的始末状态物体的内能不变，即A〃=0,则升go或上一&外界对物体做的功等于

物体放出的热量.

2、热力学第二定律

(1)常见的两种表述

①克劳修斯表述(按热传递的方向性来表述)：热量不能自发地从低温物体传到高温物体.

第7页共18页

②开尔文表述（按机械能与内能转化过程的方向性来表述）：不可能从单一热源吸收热量,使之

完全变成功，而不产生其他影响.

第四章节原子结构与波粒二象性

一、普朗克量子假说黑体和黑体辐射

1、量子论的发展

1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》论文，标志着量子论的诞生。

1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光子论。

1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型，

丰富了量子论。

到1925年左右，量子力学最终建立。

3、黑体和黑体辐射

（1）,热辐射现象

任何物体在任何温度下都有热辐射，一般物体的热辐射除了与温度有关外，还与物体的材料和表面状况有

关。

（2）.黑体：是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体。

实验规律：

1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；

2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。

黑体辐射的实验规律

三、光电效应I

1、光电效应

⑴在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。

第8页共18页

⑵光电效应的实验规律：装置：如图。

①任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频

率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。

Eo=hv-Wo

③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少)，与入射光强度

成正比。

④金属受到光照，光电子的发射一般不超过10一9秒。

注意点：

①光电子最大初动能与入射光的频率有关，但不成正比，而与入射光强弱无关。

关系式为EKHI=hy-wo=hy-hy()=hc/A—he/入o,光电子最大初动能只随着入射光频率

的增大而增大；右图EK-Y图像：横轴的交点:金属的截止频率V。：纵轴的交点为:-E=-Wo

图线的斜率k=普朗克常量h

【特别提醒】

(1)逸出功和截止频率均由金属本身决定，与其他因素无关。

(2)光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系。

第9页共18页

②光电管内被光照的金属为阴极K,当其与电源负极相连时，所接为正向电压。见图

若能发生光电效应，滑动头P在最左端时，U=0,电流力0。滑动头右移，电流增大然后趋于某最大值（饱

和）。

③当入射光颜色不变时（即频率不变），入射光越强，单位时间内入射的光子数越多，则单位时间内射

出的光电子数越多，饱和光电流越大（即光光电流大小与入射光强度有关，与入射光频率无关）

④当阴极K与电源正极相连时，所接为反向电压。滑动头右移，电流逐渐减小到0.

光电流恰好为0时，对应的反向电压叫遏止电压（Uc）：eUc=EK

⑤遏止电压Uc与入射光频率v关系：eUc=hv-WoUc=（hv一hvc）/etl/c

图像Uc一丫如右图：横轴交点：金属的截止频率，/

纵轴交点=-Wo/e斜率为h/e/

Ov；------------

⑥右上图为光电流与电压关系：可见对同一光电管（即Wo逸出功一样），入射光频率不变，遏止电压不

变；入射光频率越大，遏止电压越大（图中，Uci>Uc2，是因为蓝光频率大于黄光频率）

第10页共18页

⑦由I—U图象可以得到的信息

(1)遏止电压Uc：图线与横轴的交点的绝对值.

⑵饱和光电流Im：电流的最大值.

(3)最大初动能：Ekm=eUc.

3.光电效应的实验结果：

**(1)在入射光的强度与频率不变的情况下，/—U的实验曲线如下图所示.曲线表明，

当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值/心这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到

达阳极4。若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为〃，则饱和电流7m=碇，式中e为电子电荷量；当电压

U减小到零，并开始反向时，光电流并没有降为零，这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能，尽管有电场

阻碍它运动，仍有部分光电子到达阳极A,形成微弱的光电流，但是当反向电压

等于“时，就能阻止所有的光电子飞向阳极A,使光电流降为零，这个电压叫遏

止电压，它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极4我们就能根据遏止电压

最大动能，即/TlVm2=eUc(动能定理)

Uc来确定电子的最大速度以"和

(2)在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到的/一u曲线如图所示。

它显示出对于不同强度的光，a是相同的。这说明同频率、不同强度的光所产

生的光电子的最大初动能是相同的

(光电子的最大初动能与入射光的强度无关)。

第11页共18页

(3)用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果是：频率越高，从阴极射出光电子的最大初动能越大，Uc

越大(遏止电压越大)，如图所示，频率低于上的光,不论强度多大，都不能产生光电子，因此Vc称为截止

频率。对于不同的材料，截止频率不同。

实验结果三幅图:

图甲

Wo为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功，Ek为光电子的最大初动能。

四、康普顿效应

1.光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

2.康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射

波长久相同的成分外，还有波长大于％的成分，这个现象称为康普顿效应。

波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。只有当入射波长久与几可比拟时，康

普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。

3.光子理论对康普顿效应的解释：若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的

能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。或光子的动量p=mc。当入射光子与晶体中的电子碰撞时,

要把一部分动量转移给电子，因此有些光子散射后波长变长。

4.康普顿散射实验的意义

康普顿效应表明：光子除了具有能量之外还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面，有力地支持了

爱因斯坦“光量子”假设；

5、光电效应与康普顿效应的对比

①光电效应与康普顿效应都说明了光具有粒子性。

②波长较短的X射线或y射线产生康普顿效应，波长较长的可见光或紫外光产生光电效应。

chvhvhhv

二.r—me-----■C=---=——M-......

2

6.光子的能量和动量：因为£=机U，E=hy,c?c4,co

第12页共18页

7、光的波粒二象性物质波

①德布罗意提出，任何一个运动的物体都有一种波与之对应，宏观物体也存在波动性，波长很小。这种波

叫物质波，也叫德布罗意波。其波长A=h/p；,P=mv（实物粒子质量*速度）

例：动能相同的电子和质子，各自对应的德布罗意波长不相等；电子波长大。

②电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子（或粒子）具有波动性。（实验中电子流波长比原子尺寸大，

才能明显衍射）。

③入射光或入射实物粒子流波长越小（波长比障碍物尺寸小），显微镜的分辨本领越高，因为衍射现象不

明显。

④物质波、电磁波、光波均是概率波

第五章原子核

一、原子核式结构模型

1、电子的发现

1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。

2、粒子散射实验和原子核结构模型放射源金箔

⑴粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的./一曰诩户

//显微镜

①装置：如右图。（国习笑）

②现象：

a.绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。

b.有少数粒子发生较大角度的偏转

c.有极少数粒子的偏转角超过了90。，有的几乎达到180°,即被反向弹回。

③核式结构模型内容：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全鄢.电萄和以乎全鄢质重

都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

④a粒子散射实验的用途三个：发现原子核式结构模型；原子核带电量（正电荷数）；佰叶原子核半径

（数量级为10-15m）„

3、光谱

①各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。

第13页共18页

②我们可以利用线状谱、吸收光谱中的特征谱线来鉴别物质，进行光谱分析，确定这是何种元素。

③太阳光谱是吸收光谱，从太阳光谱中的暗线可知太阳大气层中含有什么元素。

④氢原子光谱氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式

主一、

表六厂1尺旨1一记1)"=3,4,5,…式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。

二、原子的能级

玻尔理论

①轨道量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核

运动，但并不向外辐射能量。

②原子核外电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态，n=l,原子能量最低。

n=2处于第一激发态，n=3处于第二激发态；n=8,处于电离态，电子脱离原子核束缚

③能级量子化：电子沿不同的轨道绕核运动时，原子的定态是不连绫的，因此能级也是不连续的。

④原子总能量(能级)=电子的动能+原子核及电子共同具有的电势能。

当电子吸收一个光子后，n变大，电子离原子核变远，轨道半径变大，电势能增大，动能变小，总能

量变大。

电子向高能级跃迁时，半径变大，库仑力做负功，电势能EP增加，动能减小，电子向高能级跃迁需要吸

收光子，所以原子能量变大

⑤原子从高能级向低能级跃迁时只能放出(辐射)光子，且光子能量hv=E『E低

⑥一群氢原子处于量子数为n的激发态时，能辐射出的光谱线条数为N=n(n-l)/2。这些就是原子光谱

的特征谱线。要会画跃迁图，并会计算这些光子能量。E/eV

一个氢原子处于量子数为n的激发态时，最多能辐射出n-1条谱线。

⑦原子从低能级向高能级跃迁时可能是光照，也可能是由于实物粒子碰撞。

(1)光照情况下：若原子不能被电离，则只能吸收满足能级差的光子。hv=EkE低。

若原子能被电离，则可吸收大于等于电离能的所有光子。

一个电子俘获一个光子，用掉电离能，剩下的能量是自由电子的动能。

电离能肌使某一定态的电子逃到n=8所需要吸收的能量。W=E-En=O-En=-En

(2)实物粒子撞击时，只要实物粒子的动能大于等于能级差均可。

⑧已知氢原子：r产n2rl,E„=Ei/n2(n=l,2,3...)Ei=-13.6eV根据En=T3.6/n；n变大，E„

第14页共18页

变大

三、原子核的组成I

原子核

1、天然放射现象

（1）贝可勒尔发现天然放射现象，揭示原子核有复杂结构，原子核可以再分。

原子序数大于等于83的元素，都能自发地发出射线。原子序数小于83的元素，有的也能放出射线

⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如：图1

性质

射线种类射线组成

电离作用贯穿能力

a射线氢核组成的粒子流很强很弱

夕射线高速电子流较强较强

/射线高频光子彳艮弱很强

射线来源实质：

a射线衰变时，反应物原子核内2个质子和2个中子十分紧密结合在一起，抛射出来；

B射线衰变时，反应物原子核内一个中子变成质子和电子，电子发射出来

Y射线实质是当放射性物质发生a衰变和B衰变时，产生的新原子核（生成物）处于高能级（激发态），

在向低能级跃迁的过程中放出的。丫射线伴随着&衰变和B衰变同时发生

四、原子核的衰变半衰期

⑴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

衰变类型衰变方程衰变规律

谢铉/电荷数减少2

戊衰变'、人（质量数减少4

女铉/电荷数增加

MyvMy0

夕衰变Ar+e新核（L曰皿

z^z+i-i、质量数不变

⑵半衰期:

第15页共18页

①放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.半衰期是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物

理状态（如压力温度）或化学状态（如单质形式还是化合物形式）无关。

半衰期公式：N余="原（5尸，机余=用原（3尸，其中T为半衰期.

②22

五、放射性的应用与防护放射性同位素

放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素

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

同位素。

正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。

1934年，约里奥一居里夫妇发现经过a粒子轰击的铝片中含有放射性磷:;尸，

即：；法+。4/“

放射性同位素的应用

生活中用的射线来源几乎都源自产生的射线，因为半衰期短，核废料干净，便于处理。

应用：工业上射线测厚仪、农业上培优保鲜、医学上放射治疗、农业医学上示踪原子

六、核反应方程

①原子核四种核反应类型：衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变

②任一种核反应均遵循质量数守恒，电荷数守恒，动量守恒，能量守恒

③.熟记一些粒子的符号

a粒子（）、质子（：H）、中子（））、电子（）、笊核（）、旅核（）

③核力是强相互作用力，短程力，在原子核的尺度内