2025年高考分子動理論、熱和功、氣體的性質

　　一、重要概念和規律

　　1．分子動理論

　　物質是由大量分子組成的；分子永不停息的做無規則運動；分子間存在相互作用的引力和斥力。說明：（1）阿伏伽德羅常量NA=摩-1。它是聯系宏觀量和微觀量的橋梁，有很重要的意義；（2）布朗運動是指懸浮在液體（或氣體）里的固體微粒的無規則運動，不是分子本身的運動。它是由于液體（或氣體）分子無規則運動對固體微粒碰撞的不均勻所造成的。因此它間接反映了液體（或氣體）分子的無序運動。

　　2.溫度

　　溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志。它是大量分子熱運動的平均效果的反映，具有統計的意義，對個別分子而言，溫度是沒有意義的。任何物體，當它們的溫度相同時，物體內分子的平均動能都相同。由于不同物體的分子質量不同，因而溫度相同時不同物體分子的平均速度并不一定相同。

　　3．內能

　　定義物體里所有分子的動能和勢能的總和。決定因素：物質數量（m）．溫度（T）、體積（V）。改變方式做功——通過宏觀機械運動實現機械能與內能的轉換；熱傳遞——通過微觀的分子運動實現物體與物體間或同一物體各部分間內能的轉移。這兩種方式對改變內能是等效的。定量關系△E=W＋Q（熱力學第一定律）。

　　4．能量守恒定律

　　能量既不會憑空產生，也不會憑空消旯它產能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體。必須注意：不消耗任何能量，不斷對外做功的機器（永動機）是不可能的。利用熱機，要把從燃料的化學能轉化成的內能，全部轉化為機械能也是不可能的。

　　5.理想氣體狀態參量

　　理想氣體始終遵循三個實驗定律（玻意耳定律、查理定律、蓋?呂薩克定律）的氣體。描述一定質量理想氣體在平衡態的狀態參量為：溫度氣體分子平均動能的標志。體積氣體分子所占據的空間。許多情況下等于容器的容積。壓強大量氣體分子無規則運動碰撞器壁所產生的。其大小等于單位時間內、器壁單位面積上所受氣體分子碰撞的總沖量。內能氣體分子無規則運動的動能．理想氣體的內能僅與溫度有關。

　　6.一定質量理想氣體的實驗定律

　　玻意耳定律：PV=恒量；查理定律：P/T=恒量；蓋?呂薩克定律：V/T=恒量。

　　7.一定質量理想氣體狀態方程

　　PV/T=恒量

　　說明（1）一定質量理想氣體的某個狀態，對應于P一V（或P－T、V-T）圖上的一個點，從一個狀態變化到另一個狀態，相當于從圖上一個點過渡到另一個點，可以有許多種不同的方法。如從狀態A變化到B，可以經過的過程許多不同的過程。為推導狀態方程，可結合圖象選用任意兩個等值過程較為方便。（2）當氣體質量發生變化或互有遷移（混合）時，可采用把變質量問題轉化為定質量問題，利用密度公式、氣態方程分態式等方法求解。

　　二、重要研究方法

　　1、微觀統計平均

　　熱學的研究對象是由大量分子組成的．其宏觀特性都是大量分子集體行為的反映。不可能同時也無必要像力學中那樣根據每個物體（每個分子）的受力情況，寫出運動方程。熱學中的狀態參量和各種現象具有統計平均的意義。因此，當大量分子處于無序運動狀態或作無序排列時，所表現出來的宏觀特性——如氣體分子對器壁的壓強、非晶體的物理屬性等都顯示出均勻性。當大量分子作有序排列時，必顯示出不均勻性，如晶體的各自異性等。研究熱學現象時，必須充分領會這種統計平均觀點。

　　2．物理圖象

　　氣體性質部分對圖象的應用既是一特點，也是一個重要的方法。利用圖象常可使物理過程得到直觀、形象的反映，往往使對問題的求解更為簡便。對物理圖象的要求，不僅是識圖、用圖，而且還應變圖一即作圖象變換。如圖P-V圖變換成p-T圖或V-T圖等。

　　3.能的轉化和守恒

　　各種不同形式的能可以互相轉化，在轉化過程中總量保持不變。這是自然界中的一條重要規律。也是指導我們分析研究各種物理現象時的一種極為重要的思想方法。在本講中各部分都有廣泛的滲透，應牢固把握。

　　三、基本解題思路

　　熱學部分的習題主要集中在熱功轉換和氣體性質兩部分，基本解題思路可概括為四句話：

　　1．選取研究對象．它可以是由兩個或幾個物體組成的系統或全部氣體和某一部分氣體。（狀態變化時質量必須一定。）

　　2．確定狀態參量.對功熱轉換問題，即找出相互作用前后的狀態量，對氣體即找出狀態變化前后的p、V、T數值或表達式。

　　3、認識變化過程.除題設條件已指明外，常需通過究對象跟周圍環境的相互關系中確定。

　　4．列出相關方程.

　　光學輔導

　　光學包括兩大部分內容：幾何光學和物理光學．幾何光學（又稱光線光學）是以光的直線傳播性質為基礎，研究光在煤質中的傳播規律及其應用的學科；物理光學是研究光的本性、光和物質的相互作用規律的學科．

　　一、重要概念和規律

　　（一）、幾何光學基本概念和規律

　　1、基本規律

　　光源發光的物體．分兩大類：點光源和擴展光源．點光源是一種理想模型，擴展光源可看成無數點光源的集合．光線——表示光傳播方向的幾何線．光束通過一定面積的一束光線．它是溫過一定截面光線的集合．光速——光傳播的速度。光在真空中速度最大。恒為C=3×108m/s。丹麥天文學家羅默第一次利用天體間的大距離測出了光速。法國人裴索第一次在地面上用旋轉齒輪法測出了光這。實像——光源發出的光線經光學器件后，由實際光線形成的．虛像——光源發出的光線經光學器件后，由發實際光線的延長線形成的。本影——光直線傳播時，物體后完全照射不到光的暗區．半影——光直線傳播時，物體后有部分光可以照射到的半明半暗區域．

　　2．基本規律

　　（1）光的直線傳播規律先在同一種均勻介質中沿直線傳播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直線傳播的例證。

　　（2）光的獨立傳播規律光在傳播時雖屢屢相交，但互不擾亂，保持各自的規律繼續傳播。

　　（3）光的反射定律反射線、人射線、法線共面；反射線與人射線分布于法線兩側；反射角等于入射角。

　　（4）光的折射定律折射線、人射線、法織共面，折射線和入射線分居法線兩側；對確定的兩種介質，入射

　　角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之比是一個常數．介質的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射條件①光從光密介質射向光疏介質；②入射角大于臨界角A，sinA=1/n。

　　（5）光路可逆原理光線逆著反射線或折射線方向入射，將沿著原來的入射線方向反射或折射．

　　3．常用光學器件及其光學特性

　　（1）平面鏡點光源發出的同心發散光束，經平面鏡反射后，得到的也是同心發散光束．能在鏡后形成等大的、正立的虛出，像與物對鏡面對稱。

　　（2）球面鏡凹面鏡有會聚光的作用，凸面鏡有發散光的作用．

　　（3）棱鏡光密煤質的棱鏡放在光疏煤質的環境中，入射到棱鏡側面的光經棱鏡后向底面偏折。隔著棱鏡看到物體的像向項角偏移。棱鏡的色散作用復色光通過三棱鏡被分解成單色光的現象。

　　（4）透鏡在光疏介質的環境中放置有光密介質的透鏡時，凸透鏡對光線有會聚作用，凹透鏡對光線有發散作用．透鏡成像作圖利用三條特殊光線。成像規律1/u+1/v=1/f。線放大率m=像長/物長=|v|/u。說明①成像公式的符號法則——凸透鏡焦距f取正，凹透鏡焦距f取負；實像像距v取正，虛像像距v取負。②線放大率與焦距和物距有關．

　　（5）平行透明板光線經平行透明板時發生平行移動（側移）．側移的大小與入射角、透明板厚度、折射率有關。

　　4．簡單光學儀器的成像原理和眼睛

　　（1）放大鏡是凸透鏡成像在。u

　　（2）照相機是凸透鏡成像在u＞2f時的應用．得到的是倒立縮小施實像。

　　（3）幻燈機是凸透鏡成像在f＜u＜2f時的應用。得到的是倒立放大的實像．

　　（4）顯微鏡由短焦距的凸透鏡作物鏡，長焦距的透鏡作目鏡所組成。物體位于物鏡焦點外很靠近焦點處，經物鏡成實像于目鏡焦點內很靠近焦點處。再經物鏡在同側形成一放大虛像（通常位于明視距離處）。

　　（5）望遠鏡由長焦距的凸透鏡作物鏡，轅焦距的〕透鏡作目鏡所組成。極遠處至物鏡的光可看成平行光，經物鏡成中間像（倒立、縮小、實像）于物鏡焦點外很靠近焦點處，恰位于目鏡焦點內，再經目鏡成虛像于極遠處（或明視距離處）。

　　（6）眼睛等效于一變焦距照相機，正常人明視距約25厘米。明視距離小子25厘米的近視眼患者需配戴凹透鏡做鏡片的眼鏡；明視距離大于25厘米的遠視25者需配戴凸透鏡做鏡片的眼鏡。

　　（二）物理光學——人類對光本性的認識發展過程

　　（1）微粒說（牛頓）基本觀點認為光像一群彈性小球的微粒。實驗基礎光的直線傳播、光的反射現象。困難問題無法解釋兩種媒質界面同時發生的反射、折射現象以及光的獨立傳播規律等。

　　（2）波動說（惠更斯）基本觀點認為光是某種振動激起的波（機械波）。實驗基礎光的干涉和衍射現象。

　　①個的干涉現象——楊氏雙縫干涉實驗

　　條件兩束光頻率相同、相差恒定。裝置（略）。現象出現中央明條，兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔（雙縫）的路程差是波長的整數倍（半個波長的偶數倍）時，兩波同相疊加，振動加強，產生明條；兩波反相疊加，振動相消，產生暗條。應用檢查平面、測量厚度、增強光學鏡頭透射光強度（增透膜）．

　　②光的衍射現象——單縫衍射（或圓孔衍射）

　　條件縫寬（或孔徑）可與波長相比擬。裝置（略）。現象出現中央最亮最寬的明條，兩邊不等距發表的明暗條紋（或明暗鄉間的圓環）。困難問題難以解釋光的直進、尋找不到傳播介質。

　　（3）電磁說（麥克斯韋）基本觀點認為光是一種電磁波。實驗基礎赫茲實驗（證明電磁波具有跟光同樣的性質和波速）。各種電磁波的產生機理無線電波自由電子的運動；紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發；x射線原子內層電子受激發；γ射線原子核受激發。可見光的光譜發射光譜——連續光譜、明線光譜；吸收光譜（特征光譜。困難問題無法解釋光電效應現象。

　　（4）光子說（愛因斯坦）基本觀點認為光由一份一份不連續的光子組成每份光子的能量E=hν。實驗基礎光電效應現象。裝置（略）。現象①入射光照到光電子發射幾乎是瞬時的；②入射光頻率必須大于光陰極金屬的極限頻率ν。；

　　③當ν＞v。時，光電流強度與入射光強度成正比；④光電子的最大初動能與入射光強無關，只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋①光子能量可以被電子全部吸收．不需能量積累過程；②表面電子克服金屬原子核引力逸出至少需做功（逸出功）hν。；③入射光強。單位時間內入射光子多，產生光電子多；④入射光子能量只與其頻率有關，入射至金屬表，除用于逸出功外。其余轉化為光電子初動能。困難問題無法解釋光的波動性。

　　（5）光的波粒二象性基本觀點認為光是一種具有電磁本性的物質，既有波動性。又有粒子性。大量光子的運動規律顯示波動性，個別光子的行為顯示粒子性。實驗基礎微弱光線的干涉，X射線衍射．

　　二、重要研究方法

　　1．作圖鋒幾何光學離不開光路圖。利用作圖法可以直觀地反映光線的傳播，方便地確定像的位置、大小、倒正、虛實以及成像區域或觀察范圍等．把它與公式法結合起來，可以互相補充、互相驗證。

　　2．光路追蹤法用作圖法研究光的傳播和成像問題時，抓住物點上發出的某條光線為研究對象。不斷追蹤下去的方法．尤其適合于研究組合光具成多重保的情況。

　　3．光路可逆法在幾何光學中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作圖和計算上往在都會帶來方便。

　　實驗輔導

　　物理學是一門以實驗為基礎的科學。近年來對學生物理知識的各種全面測試中（如高考等）也非常重視對學生實驗能力的考查。因此，物理實驗的復習是整個總復習中不可缺少的一個重要組成部分．

　　一、實驗的基本類型和要求

　　中學物理學生實驗大體可以分為四范其要求如下：

　　1．基本儀器的使用除了初中已接觸過的常用儀器（如天平秤、彈簧秤、壓強計、氣壓計、溫度計、安培計、伏特計等）外．高中又學習了打點計時器、螺旋測微器、游標卡尺、萬用電表等，要求了解儀器的基本結構，熟悉各主要部件的名稱，懂得工作（測量）原理，掌握合理的操作方法，會正確讀數，明確使用注意事項等．

　　2．基本物理量的測量初中物理中巴學過長度、時間、質量、力、溫度、電流強度、電壓等物理量的測量，高中物理進一步學習了對微小長度和極短時間、加速度（包括g）、速度、電阻和電阻率、電動勢、折射率、焦距等物理量的測量。要求明確被測物理量的含義，懂得具體的測量原理。掌握正確的實驗方法（包括了解實驗儀器、器材的規格性能、會安裝和調試實驗裝置、能選擇合理的實驗步驟，正確進行數據測量以及能分析和排除實驗中出現的常見故障等），妥善處理實驗數據并得出結果。

　　3．驗證物理規律計有驗證共點力合成的平行四邊形定則、有固定轉動軸物體的平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求與物理量的測量相同，著重注意分析實驗誤差，并能有效地采取相應措施盡量減少實驗誤差，提高準確度。

　　4．觀察、研究物理現象，組裝儀器如研究平拋運動、彈性碰撞、描繪等勢線、研究電磁感應現象、變壓器的作用、觀察光的衍射現象。把電流計改裝為伏特計等．其中，對觀察型實驗，只要求會正確使用儀器，顯示出（或觀察到）物理現象，并通過直覺的觀察定性了解影響該現象的有關因素。對研究型實驗（包括組裝儀器），要求不僅能使用儀器，掌握正確的實驗研究方法，把有關現象的物理內客反映出來；或把有關參數測量出來，還能夠通過具體的測量作進一步的定量研一究或實驗設計。

　　二、實驗的設計思想

　　在中學物理實驗中涉及的主要設計思想為：

　　1．壘積放大法把某些物理量（有時往在是難以直接測量的測量的微小量）累積后測量，或把它們放大后顯示出來的一種方法。如通過若干次全振動的時間測出單擺的振動周期；把員楊螺桿的微小進退．通過周長較大的可動到度盤顯示出來（螺旋測微器）等。

　　2．平衡法根據物理系統內普遍存在的對立的、矛盾的雙方使系統偏離平衡的物理因素，列出對應的平衡方程式，從而找出影響平衡的一種方法如用天平測質量、驗證有固定轉動因乎銜條件、驗證玻意耳定律等。

　　3．控制法在多因素的物理現象中，可以先控制某些量不變，依次研究某一個因素對現象產生影響的一種方法。如牛頓第二定律實驗。可以先保持質量一定，研究加速度與力的關系等。

　　4.轉換法用某些容易直接測量，（或顯示）的量（或現象）代替不容易直接測（或顯示）的量（或現象）。或者根據研究對象在一定條件下可以有相同的效果作間接的觀察、測量。如把流逝的時間轉換成振針周期性的振動；把對電流、電壓、電阻的測量轉換成對指針偏角的測量；用從等高處拋出的兩球的水平位移代替它們的速度等。

　　5.留跡法把瞬息即逝的（位置、軌跡、圖象等）記錄下來的一種方法。如通過紙帶上打出的小點記錄小車的位置Z用描述法畫出平拋物體的運動軌跡；用示波器顯示變化的波形等。

　　三、實驗驗數據處理

　　數據處理是對原始實驗記錄的科學加工。通過數據處理，往往可以從一堆表面上難以覺察的、似乎毫無聯系的數據中找出內在的規律，在中學物現中只要求掌握數據處理的最簡單的方法．

　　1．列表法把被測物理量分類列表表示出來。通常需說明記錄表的要求（或稱為標題）、主要內容等。表中對各物理量的排列月慣上先原始記錄數據，后計算果。列表法可大體反映某些因素對結果的影響效果或變化趨勢，常用作其他數據處理方法的一種輔助手段。

　　2．算術平均值法把待測物理量的若干次測且值相加后除以測量次數。必須注意，求取算術平均值時，應按原測量儀器的準確度決定保留有效數字的位數。通常可先計算比直接測量值多一位，然后再四會五入。

　　3．圖象法把實驗測得的量按自變量和應變量的函數關系在坐標平面上用圖象直觀地顯示出來．根據實驗數據在坐標紙上畫出圖象時。最基本的要求是：

　　（1）兩坐標軸要選取恰當的分度

　　（2）要有足夠多的描點數目

　　（3）畫出的圖象應盡是穿過較多的描點在圖象呈曲線的情況下，可先根據大多數描點的分布位置（個別特殊位置的奇異點可舍去），畫出穿過盡可能多的點的草圖，然后連成光滑的曲線，避免畫成拆線形狀。

　　四、實驗誤差分析

　　測量值與待測量真實值之差，稱為測量誤差。主要來源于儀器（如性能和結構的不完善）、環境（如溫度、濕度、外磁場的影響等）、實驗方法（如實驗方法粗糙、實驗理論不完善等）、人為因素（如觀測者個人的生理、心理習慣、不同觀察者的反應快慢不一等）四方面。在中學物理中只要求定性分析實驗誤差的主要原因，了解絕對誤差和相對誤差的概念。

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