高考物理二輪復(fù)習(xí)必考知識點(diǎn)：選修3-3 熱學(xué)

高中物理箜降3???3《熱學(xué)》

整體分析

高中物理選修3—3《熱學(xué)》與選修3—4《光學(xué)》在高考

中占15分之多，選修33相較于選修34而言，知識點(diǎn)少，內(nèi)

容條理性強(qiáng)。目前，相關(guān)資料對選修3一一3考點(diǎn)的歸納與總結(jié)只是

單純地自各個(gè)考點(diǎn)本身著手，并沒有一個(gè)自教材整體的高度來加以綜

合概括分析。本文力圖將《熱學(xué)》自四個(gè)方面加以整體分析描述，使

教材中的各個(gè)知識點(diǎn)連成線，便于高三學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)熟練的掌握各

個(gè)知識點(diǎn)，從而達(dá)到順利解決高考中熱學(xué)選考題的目的。

§§第一部分：分子動(dòng)理論

一、物體是由大量分子組成的。

1、分子模型：

①固體與液體分子可以看為球體或正方體模型，分子的體積分別為

丫。=9十與v0=a1其中d（分子直徑）與a（正方體邊長）均可以看為兩

6

個(gè)相鄰分子之間的距離。

②氣體分子只能看為正方體模型，該正方體的體積v0=a）只能說成

是氣體分子所占據(jù)有的空間體積，其中a（正方體的邊長）可以看為相

鄰兩氣體分子之間的平均距離。

2、油膜法測液體分子的直徑：

I.實(shí)驗(yàn)操作的關(guān)鍵點(diǎn)：

①一種模型：將油酸分子看為球體模型；

②一種思路：使水面上形成單分子油膜層。

II.實(shí)驗(yàn)步驟與相應(yīng)操作的目的：

①配制一定濃度的油酸酒精溶液，如向amL純油酸中加入酒精，直至

溶液總量達(dá)到bmL,則油酸濃度A=3xioo%,（目的：酒精起稀釋作

b

用，便于在液面上形成單分子油膜層，避免油酸分子在液面上重疊，

導(dǎo)致分子直徑的測量值偏大）；

②將油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，記下n滴溶液的總體積V,

（目的：測大不測小，減小讀數(shù)產(chǎn)生的偶然誤差）；

③在水面上均勻地撒上萍子粉或石膏粉，（目的：利于看清油膜層邊

緣的輪廓）；

④將一滴油酸酒精溶液（令其體積為V。滴入水中，則這一滴溶液中

的純油酸體積為0=%乂色=2/，（減少純油酸的量，便于形成單分

bnb

子油膜）；

⑤在坐瞟紙上描出油膜層輪廓的形狀，〔目的：求單分子油膜層的面

積S,數(shù)格子，多余半格算一格（偏大），少于半格舍去（偏?。?，整

體面積偏差可以忽略不計(jì)〕；

⑥令油酸分子的直徑為d,則d=^=里。

snbs

二、分子在永不停息地做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。

1.證明一：擴(kuò)散現(xiàn)象:溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越迅速；

2.證明二：布朗運(yùn)動(dòng)：

①是懸浮微粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，是一種宏觀上的微粒運(yùn)動(dòng)，不是分子的

熱運(yùn)動(dòng)，既不是液體（或氣體）分子的運(yùn)動(dòng)，也不是懸浮微粒分子

的運(yùn)動(dòng)，而是液體（或氣體）分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的一種反映；

②布朗微粒越小，溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著；

③PM10與PM2.5在處于靜穩(wěn)狀態(tài)（沒有對流與風(fēng)的影響狀態(tài)）的空

間中的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是布朗運(yùn)動(dòng)；

④布朗運(yùn)動(dòng)的觀測記錄圖不是布朗微粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，而是在選取的前

后兩時(shí)刻，布朗微粒所處位置的連線，在該時(shí)間間隔內(nèi)布朗微粒的運(yùn)

動(dòng)依然是無規(guī)則的。

二、分子之間存在相互作用的引力與斥力。

1.通常所說到的分子力是指分子間引力與斥力的合力；

2.四線合一：①斥力與分子之間的距離r的關(guān)系圖；②引力與分子之

間的距離r的關(guān)系圖；③分子力（斥力與引力的合力）與分子之間的

r=r。時(shí)，斥力與引力大小相等，分子力為0；當(dāng)時(shí)，分子力表現(xiàn)

為引力，分子距離「增大，分子力先增大后減小，引力存在一個(gè)最大

值，在此過程中，同一數(shù)值的分子力可能對應(yīng)兩個(gè)不同的位置（即對

應(yīng)兩個(gè)不同的分子間距r）,兩位置分子之間的間距r的值都大于平

衡位置時(shí)的分子間距r。；當(dāng)「〈力分子力表現(xiàn)為斥力，分子距離r減小,

分子力先增大.

②當(dāng)分子間距;〉時(shí)，分子之間的作用力可忽略不計(jì)，一般規(guī)定在

r〉K）「。時(shí)的分子勢能為0o當(dāng)r〉r0時(shí)，分子力表現(xiàn)為引力，分子距離r

減小，分子勢能減小；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力，分子距離r減小，

分子勢能增大；r=r。時(shí)，分子勢能達(dá)到最?。辉诜肿觿菽茏兓倪^程

中，數(shù)值為負(fù)值的同一的分子勢能值可能對應(yīng)兩個(gè)不同的位置（即對

應(yīng)兩個(gè)不同的分子間距r）,兩位置分子之間的間距r的值一個(gè)大于

平衡位置時(shí)的分子間距r0,一個(gè)小于平衡位置時(shí)的分子間距r0;

③令分子力表現(xiàn)為引力的最大值時(shí)分子間距為rA,如圖所示中的A點(diǎn)

位置，則在點(diǎn)A處③曲線的切線必定水平，斜率為0,即在位置A處

分子力對間距的變化率為0。由于F分子力=F斥力-F引力，令圖線③①②的

斜率的分別為K分子力、K斥力、K引力，根據(jù)數(shù)學(xué)求導(dǎo)可知：

K分子力=K斥力-K引力，則當(dāng)「=「八時(shí)，K分子力=0、K斥力=K引力，表明在該

位置斥力與引力變化快慢相同；當(dāng)「〉以時(shí)，K分子力由K引力，決定（兩圖

象切線斜率均為正），則K斥力〈K引力，表明在此范圍內(nèi)間距增大時(shí)，引

力比斥力減小得快；「〈以時(shí)，K分子力由K斥力決定（兩圖象切線斜率均為）,

則K斥力〉K引力，表明在此范圍內(nèi)間距增大時(shí)，斥力比引力減小得快；

§§第二部分：氣體

一、氣體溫度：

1、溫度決定了物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能，對于理想氣體，分子之

間的作用力可以忽略不計(jì)，分子勢能為0,內(nèi)能由溫度決定；

2、氣體分子速率分布曲線圖：（在一定溫度下，單位速率間隔的分子

數(shù)占總分子數(shù)的百分比與氣體分子速率的關(guān)系圖）

1

2

3

o

分

分子

氣體

程

密集

布的

氣

體

的溫度

氣體

壓

強(qiáng)

P

的溫度

氣體

微觀

：

求解

定量

題的

體問

想氣

四、理

：

達(dá)式

等表

1V三

化：

溫變

①等

2

=P,V

：P|V|

氣體

同種

量的

一定質(zhì)

A、對

法:

合氣）

氣（或

用分

時(shí)，采

量改變

氣體質(zhì)

B、當(dāng)

pv

…+

2+…

P2V

M+

°=P

P°V

n

n

化：

容變

②等

空

：與

氣體

同種

量的

一定質(zhì)

A、對

T

A

3T

2

法:

合氣）

氣（或

用分

時(shí)，采

量改變

氣體質(zhì)

B、當(dāng)

Jn

「2+

P-

P。_

--

.+---

+....

-----

----+

----=

T

T

T,

T。

n

2

化：

壓變

③等

=第

3

：?=

氣體

同種

量的

一定質(zhì)

A、對

AT

T

T（

2

法:

合氣）

氣（或

用分

時(shí)，采

量改變

氣體質(zhì)

B、當(dāng)

v

V.

,

V。V

n

--

"1----

k....

------

----+

----=

T

T

T,

To

n

2

式：

表達(dá)

不等

2、三

=萼

：警

氣體

同種

量的

定質(zhì)

對一

A、

T〉

T

法:

合氣）

氣（或

用分

時(shí)，采

量改變

氣體質(zhì)

B、當(dāng)

PV

PV

V,

P.

PoV

nn

22

o

-----

H-------

+..…

--------

-------F

=----

---------

T

T]

T°

2