高三物理3-3復(fù)習(xí)+計算題練習(xí)

..高中物理3-3復(fù)習(xí)一、分子動理論1、物體是由大量分子組成的微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0宏觀量：物質(zhì)體積V、摩爾體積VA、物體質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量M、物質(zhì)密度ρ。聯(lián)系橋梁：阿伏加德羅常數(shù)〔NA＝6.02×1023mol－1〕分子質(zhì)量：〔2〕分子體積：〔對氣體，V0應(yīng)為氣體分子占據(jù)的空間大小〕〔3〕分子大?。?數(shù)量級10-10m)eq\o\ac(○,1)球體模型．直徑〔固、液體一般用此模型〕油膜法估測分子大小：—單分子油膜的面積，V—滴到水中的純油酸的體積eq\o\ac(○,2)立方體模型．〔氣體一般用此模型；對氣體，d應(yīng)理解為相鄰分子間的平均距離〕注意：固體、液體分子可估算分子質(zhì)量、大小(認為分子一個挨一個嚴密排列)；氣體分子間距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算氣體分子所占空間、分子質(zhì)量?！?〕分子的數(shù)量：2、分子永不停息地做無規(guī)那么運動〔1〕擴散現(xiàn)象：不同物質(zhì)彼此進入對方的現(xiàn)象。溫度越高，擴散越快。直接說明了組成物體的分子總是不停地做無規(guī)那么運動，溫度越高分子運動越劇烈?！?〕布朗運動：懸浮在液體中的固體微粒的無規(guī)那么運動。發(fā)生原因是固體微粒受到包圍微粒的液體分子無規(guī)那么運動地撞擊的不平衡性造成的．因而間接說明了液體分子在永不停息地做無規(guī)那么運動．布朗運動是固體微粒的運動而不是固體微粒中分子的無規(guī)那么運動．②布朗運動反映液體分子的無規(guī)那么運動但不是液體分子的運動．③課本中所示的布朗運動路線，不是固體微粒運動的軌跡．④微粒越小，布朗運動越明顯；溫度越高，布朗運動越明顯．3、分子間存在相互作用的引力和斥力①分子間引力和斥力一定同時存在，且都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力變化快，實際表現(xiàn)出的分子力是分子引力和分子斥力的合力③分子力的表現(xiàn)及變化，對于曲線注意兩個距離，即平衡距離r0〔約10－10m〕與10r0?！并　钞敺肿娱g距離為r0時，分子力為零?！并ⅰ钞敺肿娱g距r＞r0時，引力大于斥力，分子力表現(xiàn)為引力。當分子間距離由r0增大時，分子力先增大后減小〔ⅲ〕當分子間距r＜r0時，斥力大于引力，分子力表現(xiàn)為斥力。當分子間距離由r0減小時，分子力不斷增大二、溫度和能1、統(tǒng)計規(guī)律：單個分子的運動都是不規(guī)那么的、帶有偶然性的；大量分子的集體行為受到統(tǒng)計規(guī)律的支配。多數(shù)分子速率都在某個值附近，滿足"中間多，兩頭少〞的分布規(guī)律。2、分子平均動能：物體所有分子動能的平均值。①溫度是分子平均動能大小的標志。②溫度一樣時任何物體的分子平均動能相等，但平均速率一般不等〔分子質(zhì)量不同〕．x0EPrx0EPr0(2)分子力做正功分子勢能減少，分子力做負功分子勢能增加。(3)分子勢能與分子間距離r0關(guān)系①當r＞r0時，r增大，分子力為引力，分子力做負功分子勢能增大。當＜r0時，r減小，分子力為斥力，分子力做負功分子勢能增大。③當r=r0〔平衡距離〕時，分子勢能最小〔為負值〕(3)決定分子勢能的因素：從宏觀上看：分子勢能跟物體的體積有關(guān)?！沧⒁怏w積增大，分子勢能不一定增大〕從微觀上看：分子勢能跟分子間距離r有關(guān)。4、能：物體所有分子無規(guī)那么運動的動能和分子勢能的總和〔1〕能是狀態(tài)量〔2〕能是宏觀量，只對大量分子組成的物體有意義，對個別分子無意義?！?〕物體的能由物質(zhì)的量〔分子數(shù)量〕、溫度〔分子平均動能〕、體積〔分子間勢能〕決定，與物體的宏觀機械運動狀態(tài)無關(guān)．能與機械能沒有必然聯(lián)系．三、熱力學(xué)定律和能量守恒定律1、改變物體能的兩種方式：做功和熱傳遞。①等效不等質(zhì)：做功是能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化；熱傳遞是不同物體〔或同一物體的不同局部〕之間能的轉(zhuǎn)移，它們改變能的效果是一樣的。②概念區(qū)別：溫度、能是狀態(tài)量，熱量和功那么是過程量，熱傳遞的前提條件是存在溫差，傳遞的是熱量而不是溫度，實質(zhì)上是能的轉(zhuǎn)移．2、熱力學(xué)第一定律(1)容：一般情況下，如果物體跟外界同時發(fā)生做功和熱傳遞的過程，外界對物體做的功W與物體從外界吸收的熱量Q之和等于物體的能的增加量ΔU(2)數(shù)學(xué)表達式為：ΔU＝W+Q做功W熱量Q能的改變ΔU取正值"+〞外界對系統(tǒng)做功系統(tǒng)從外界吸收熱量系統(tǒng)的能增加取負值"－〞系統(tǒng)對外界做功系統(tǒng)向外界放出熱量系統(tǒng)的能減少(3)符號法那么：(4)絕熱過程Q＝0，關(guān)鍵詞"絕熱材料〞或"變化迅速〞(5)對理想氣體：①ΔU取決于溫度變化，溫度升高ΔU>0，溫度降低ΔU<0②W取決于體積變化，v增大時，氣體對外做功，W<0；v減小時，外界對氣體做功，W>0；③特例：如果是氣體向真空擴散，W＝03、能量守恒定律：〔1〕能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。這就是能量守恒定律。〔2〕第一類永動機：不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功的機器?！策`背能量守恒定律〕4、熱力學(xué)第二定律〔1〕熱傳導(dǎo)的方向性：熱傳導(dǎo)的過程可以自發(fā)地由高溫物體向低溫物體進展，但相反方向卻不能自發(fā)地進展，即熱傳導(dǎo)具有方向性，是一個不可逆過程。〔2〕說明：①"自發(fā)地〞過程就是在不受外來干擾的條件下進展的自然過程。②熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱量卻不能自發(fā)地從低溫物體傳向高溫物體。③熱量可以從低溫物體傳向高溫物體，必須有"外界的影響或幫助〞，就是要由外界對其做功才能完成。〔3〕熱力學(xué)第二定律的兩種表述①克勞修斯表述：不可能使熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其他變化。②開爾文表述：不可能從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏霉Χ灰鹌渌兓！?〕熱機①熱機是把能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。其原理是熱機從高溫?zé)嵩次諢崃縌1，推動活塞做功W，然后向低溫?zé)嵩础怖淠鳌翅尫艧崃縌2。〔工作條件：需要兩個熱源〕②由能量守恒定律可得：Q1=W+Q2③我們把熱機做的功和它從熱源吸收的熱量的比值叫做熱機效率，用η表示，即η=W/Q1④熱機效率不可能到達100%〔5〕第二類永動機①設(shè)想：只從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ灰鹌渌兓臒釞C。②第二類永動機不可能制成，不違反熱力學(xué)第一定律或能量守恒定律，違反熱力學(xué)第二定律。原因：盡管機械能可以全部轉(zhuǎn)化為能，但能卻不能全部轉(zhuǎn)化成機械能而不引起其他變化；機械能和能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性?！?〕推廣：與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都是不可逆的。例如；擴散、氣體向真空的膨脹、能量耗散。〔7〕熵和熵增加原理①熱力學(xué)第二定律微觀意義：一切自然過程總是沿著分子熱運動無序程度增大的方向進展。②熵：衡量系統(tǒng)無序程度的物理量，系統(tǒng)越混亂，無序程度越高，熵值越大。③熵增加原理：在孤立系統(tǒng)中，一切不可逆過程必然朝著熵增加的方向進展。熱力學(xué)第二定律也叫做熵增加原理?！?〕能量退降：在熵增加的同時，一切不可逆過程總是使能量逐漸喪失做功的本領(lǐng)，從可利用狀態(tài)變成不可利用狀態(tài)，能量的品質(zhì)退化了?！擦硪环N解釋：在能量轉(zhuǎn)化過程中，總伴隨著能的產(chǎn)生，分子無序程度增加，同時能耗散到周圍環(huán)境中，無法重新收集起來加以利用〕四、固體和液體1、晶體和非晶體晶體非晶體單晶體多晶體外形規(guī)那么不規(guī)那么不規(guī)那么熔點確定不確定物理性質(zhì)各向異性各向同性①晶體部的微粒排列有規(guī)那么，具有空間上的周期性，因此不同方向上相等距離微粒數(shù)不同，使得物理性質(zhì)不同〔各向異性〕，由于多晶體是由許多雜亂無章地排列著的小晶體〔單晶體〕集合而成，因此不顯示各向異性，形狀也不規(guī)那么。②晶體到達熔點后由固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)化，分子間距離要加大。此時晶體要從外界吸收熱量來破壞晶體的點陣構(gòu)造，所以吸熱只是為了克制分子間的引力做功，只增加了分子的勢能。分子平均動能不變，溫度不變。2、液晶：介于固體和液體之間的特殊物態(tài)物理性質(zhì)①具有晶體的光學(xué)各向異性——在某個方向上看其分子排列比擬整齊②具有液體的流動性——從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的．3、液體的外表力現(xiàn)象和毛細現(xiàn)象〔１〕外表力──外表層〔與氣體接觸的液體薄層〕分子比擬稀疏，r＞r0，分子力表現(xiàn)為引力，在這個力作用下，液體外表有收縮到最小的趨勢，這個力就是外表力。外表力方向跟液面相切，跟這局部液面的分界限垂直．〔２〕浸潤和不浸潤現(xiàn)象：附著層的液體分子比液體部分子力表現(xiàn)附著層趨勢毛細現(xiàn)象浸潤密排斥力擴上升不浸潤稀疏吸引力收縮下降〔３〕毛細現(xiàn)象：對于一定液體和一定材質(zhì)的管壁，管的徑越細，毛細現(xiàn)象越明顯。①管的徑越細，液體越高②土壤鋤松，破壞毛細管，保存地下水分；壓緊土壤，毛細管變細，將水引上來五、氣體實驗定律理想氣體〔1〕探究一定質(zhì)量理想氣體壓強p、體積V、溫度T之間關(guān)系，采用的是控制變量法〔2〕三種變化：①等溫變化，玻意耳定律：PV＝C②等容變化，查理定律：P/T＝C③等壓變化，蓋—呂薩克定律：V/T＝C等溫變化等溫變化T1＜T2pVT1T2O等容變化V1＜V2pTV1V2O等壓變化p1＜p2VTp1p2O提示：①等溫變化中的圖線為雙曲線的一支，等容〔壓〕變化中的圖線均為過原點的直線〔之所以原點附近為虛線，表示溫度太低了，規(guī)律不再滿足〕②圖中雙線表示同一氣體不同狀態(tài)下的圖線，虛線表示判斷狀態(tài)關(guān)系的兩種方法③對等容〔壓〕變化，如果橫軸物理量是攝氏溫度t，那么交點坐標為－273.15〔3〕理想氣體狀態(tài)方程①理想氣體，由于不考慮分子間相互作用力，理想氣體的能僅由溫度和分子總數(shù)決定，與氣體的體積無關(guān)。②對一定質(zhì)量的理想氣體，有〔或〕〔為摩爾數(shù)〕〔4〕氣體壓強微觀解釋：大量氣體分子對器壁頻繁地碰撞產(chǎn)生的。壓強大小與氣體分子單位時間對器壁單位面積的碰撞次數(shù)有關(guān)。決定因素：①氣體分子的平均動能，從宏觀上看由氣體的溫度決定②單位體積的分子數(shù)(分子密度)，從宏觀上看由氣體的體積決定六、飽和汽和飽和汽壓1、飽和汽與飽和汽壓：在單位時間回到液體中的分子數(shù)等于從液面飛出去的分子數(shù)，這時汽的密度不再增大，液體也不再減少，液體和汽之間到達了平衡狀態(tài)，這種平衡叫做動態(tài)平衡。我們把跟液體處于動態(tài)平衡的汽叫做飽和汽，把沒有到達飽和狀態(tài)的汽叫做未飽和汽。在一定溫度下，飽和汽的壓強一定，叫做飽和汽壓。未飽和汽的壓強小于飽和汽壓。飽和汽壓影響因素：①與溫度有關(guān)，溫度升高，飽和氣壓增大②飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)3〕空氣的濕度〔1〕空氣的絕對濕度：用空氣中所含水蒸氣的壓強來表示的濕度叫做空氣的絕對濕度?！?〕空氣的相對濕度：相對濕度更能夠描述空氣的潮濕程度，影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對干爽與潮濕感受。干濕泡濕度計：兩溫度計的示數(shù)差異越大，空氣的相對濕度越小。理想氣體習(xí)題1．假設(shè)大氣壓強為p0，在圖中各裝置均處于靜止狀態(tài)，圖中液體密度均為ρ，求被封閉氣體的壓強。2．如圖中兩個汽缸質(zhì)量均為M，部橫截面積均為S，兩個活塞的質(zhì)量均為m，左邊的汽缸靜止在水平面上，右邊的活塞和汽缸豎直懸掛在天花板下。兩個汽缸分別封閉有一定質(zhì)量的空氣A、B，大氣壓為p0，求封閉氣體A、B的壓強各多大？3.一氧氣瓶的容積為0.08m3，開場時瓶中氧氣的壓強為20個大氣壓。某實驗室每天消耗1個大氣壓的氧氣0.36m3。當氧氣瓶中的壓強降低到2個大氣壓時，需重新充氣。假設(shè)氧氣的溫度保持不變，求這瓶氧氣重新充氣前可供該實驗室使用多少天。4.如下圖，有一圓柱形汽缸，上部有固定擋板，汽缸壁的高度是2L，一個很薄且質(zhì)量不計的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，開場時活塞處在離底部L高處，外界大氣壓強為1.0×105Pa，溫度為27℃，現(xiàn)對氣體加熱，求：當加熱到427℃時，封閉氣體的壓強。5．如圖，粗細均勻的彎曲玻璃管A、B兩端開口，管有一段水銀柱，中管水銀面與管口A之間氣體柱長為40cm，氣體溫度為27℃。將左管豎直插入水銀槽中，整個過程溫度不變，穩(wěn)定后右管水銀面和中管水銀面出現(xiàn)4cm的高度差。大氣壓強p0＝76cmHg，氣體可視為理想氣體。(1)求左管A端插入水銀槽的深度d；(2)為使右管水銀面和中管水銀面再次相平，需使氣體溫度降為多少℃？6如圖，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.大活塞的質(zhì)量為m1＝2.50kg，橫截面積為S1＝80.0cm2；小活塞的質(zhì)量為m2＝1.50kg，橫截面積為S2＝40.0cm2；兩活塞用剛性輕桿連接,間距為l＝40.0cm；汽缸外大氣的壓強為p＝1.00×105Pa,溫度為T＝303K.初始時大活塞與大圓筒底部相距eq\f(l,2)，兩活塞間封閉氣體的溫度為T1＝495K.現(xiàn)汽缸氣體溫度緩慢下降，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10m/s2. 求：〔ⅰ〕在大活塞與大圓筒底部接觸前的瞬間，缸封閉氣體的溫度；〔ⅱ〕缸封閉的氣體與缸外大氣到達熱平衡時，缸封閉氣體的壓強.7.如圖，一粗細均勻的U形管豎直放置，A側(cè)上端封閉，B側(cè)上端與大氣相通，下端開口處開關(guān)K關(guān)閉；A側(cè)空氣柱的長度為l＝10.0cm，B側(cè)水銀面比A側(cè)的高h＝3.0cm.現(xiàn)將開關(guān)K翻開，從U形管中放出局部水銀，當兩側(cè)水銀面的高度差為h1＝10.0cm時將開關(guān)K關(guān)閉.大氣壓強p0＝75.0cmHg.〔ⅰ〕求放出局部水銀后A側(cè)空氣柱的長度；〔ⅱ〕此后再向B側(cè)注入水銀，使A、B兩側(cè)的水銀面到達同一高度，求注入的水銀在管的長度.8.扣在水平桌面上的熱杯蓋有時會發(fā)生被頂起的現(xiàn)象.如圖，截面積為S的熱杯蓋扣在水平桌面上，開場時部封閉氣體的溫度為300K，壓強為大氣壓強p0.當封閉氣體溫度上升至303K時，杯蓋恰好被整體頂起，放出少許氣體后又落回桌面，其部氣體壓強立刻減為p0，溫度仍為303K.再經(jīng)過一段時間，部氣體溫度恢復(fù)到300K.整個過程中封閉氣體均可視為理想氣體.求：〔ⅰ〕當溫度上升到303K且尚未放氣時，封閉氣體的壓強；〔ⅱ〕當溫度恢復(fù)到300K時，豎直向上提起杯蓋所需的最小力.9如圖,兩汽缸A、B粗細均勻、等高且壁光滑，其下部由體積可忽略的細管連通,A的直徑是B的2倍，A上端封閉，B上端與大氣連通；兩汽缸除A頂部導(dǎo)熱外，其余局部均絕熱.兩汽缸中各有一厚度可忽略的絕熱輕活塞a、b,活塞下方充有氮氣，活塞a上方充有氧氣.當大氣壓為p0、外界和汽缸氣體溫度均為7℃且平衡時，活塞a離汽缸頂?shù)木嚯x是汽缸高度的eq\f(1,4)，活塞b在汽缸正中間.〔ⅰ〕現(xiàn)通過電阻絲緩慢加熱氮氣，當活塞b恰好升至頂部時，求氮氣的溫度；〔ⅱ〕繼續(xù)緩慢加熱，使活塞a上升.當活塞a上升的距離是汽缸高度的eq\f(1,16)時，求氧氣的壓強.10一種水下重物打撈方法的工作原理如下圖.將一質(zhì)量M＝3×103kg、體積V0＝0.5m3的重物捆綁在開口朝下的浮筒上.向浮筒充入一定量的氣體，開場時筒液面到水面的距離h1＝40m，筒氣體體積V1＝1m3.在拉力作用下浮筒緩慢上升，當筒液面到水面的距離為h2時，拉力減為零，此時氣體體積為V2，隨后浮筒和重物自動上浮.求V2和h2. 大氣壓強p0＝1×105Pa,水的密度ρ＝1×103kg/m3，重力加速度的大小g＝10m/s2.不計水溫變化，筒氣體質(zhì)量不變且可視為理想氣體，浮筒質(zhì)量和筒壁厚度可忽略.11.如下圖,一上端開口、下端封閉的細長玻璃管豎直放置.玻璃管的下部封有長l1＝25.0cm的空氣柱,中間有一段長l2＝25.0cm的水銀柱，上部空氣柱的長度l3＝40.0cm.大氣壓強為p0＝75.0cmHg.現(xiàn)將一活塞〔圖中未畫出〕從玻璃管開口處緩慢往下推,使管下部空氣柱長度變?yōu)閘1′＝20.0cm.假設(shè)活塞下推過程中沒有漏氣，求活塞下推的距離.12.如下圖，兩個側(cè)壁絕熱、頂部和底部都導(dǎo)熱的一樣汽缸直立放置，汽缸底部和頂部均有細管連通.頂部的細管帶有閥門K.兩汽缸的容積均為V0,汽缸中各有一個絕熱活塞〔質(zhì)量不同，厚度可忽略〕.開場時K關(guān)閉,兩活塞下方和右活塞上方充有氣體〔可視為理想氣體〕，壓強分別為p0和p0/3；左活塞在汽缸正中間，其上方為真空；右活塞上方氣體體積為V0/4.現(xiàn)使汽缸底與一恒溫?zé)嵩唇佑|，平衡后左活塞升至汽缸頂部，且與頂部剛好沒有接觸；然后翻開K，經(jīng)過一段時間，重新到達平衡.外界溫度為T0，不計活塞與汽缸壁間的摩擦.求：〔1〕恒溫?zé)嵩吹臏囟萒；〔2〕重新到達平衡后左汽缸中活塞上方氣體的體積Vx.13一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其有關(guān)數(shù)據(jù)如p－T圖象甲所示。假設(shè)氣體在狀態(tài)A的溫度為－73.15℃，在狀態(tài)C的體積為0.6m3，求：(1)狀態(tài)A的熱力學(xué)溫度；(2)說出A至C過程中氣體的變化情形，并根據(jù)圖象提供的信息，計算圖中VA的值；(3)在圖乙坐標系中，作出由狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C的V－T圖象，并在圖線相應(yīng)位置上標出字母A、B、C。如果需要計算才能確定坐標值，請寫出計算過程。14．如圖，密閉汽缸兩側(cè)與一U形管的兩端相連，汽缸壁導(dǎo)熱，U形管盛有密度為ρ＝7