第2讲　固体、液体和气体-【物理】2025版三维设计一轮总复习学生用书

第2讲固体、液体和气体考点一固体和液体性质的理解1.固体（1）分类：固体分为和两类。晶体又分为和。（2）晶体和非晶体的比较分类比较晶体非晶体单晶体多晶体外形有规则的几何形状无确定的几何形状无确定的几何外形熔点确定不确定物理性质各向异性各向同性典型物质石英、云母、明矾、食盐各种金属玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互2.液体（1）液体的表面张力①作用效果：液体的表面张力使液面具有的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，形表面积最小。②方向：表面张力跟液面，跟这部分液面的分界线。③形成原因：表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大，分子间作用力表现为。（2）浸润和不浸润①当液体和与之接触的固体的相互作用比液体分子之间的相互作用强时，液体能够浸润固体。反之，液体不浸润固体。②毛细现象：浸润液体在细管中，不浸润液体在细管中。3.液晶（1）液晶的物理性质①具有液体的。②具有晶体的。（2）液晶的微观结构从某个方向上看，其分子排列比较整齐，但从另一方向看，分子的排列是杂乱无章的。

1.【晶体和非晶体】（多选）固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有（）A.固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B.固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D.甲的图线中ab段温度不变，所以甲的内能不变2.【液体】关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）A.甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果C.丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的D.丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润3.【液晶】液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认识正确的是（）A.液晶是固态和液态的混合物B.液晶具有各向同性的性质C.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性D.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光考点二气体压强的计算1.气体压强（1）产生的原因由于大量气体分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁的压力叫作气体的压强。

（2）决定因素①宏观上：决定于气体的温度和。②微观上：决定于分子的平均动能和分子的。2.气体分子运动速率分布图像气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示。▢判断小题1.气体的压强是由气体的重力产生的。（）2.分子的密集程度增大，压强一定增大。（）3.温度升高，速率大的分子占比增大。（）1.平衡状态下气体压强的求法力平衡法选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象进行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力平衡方程，求得气体的压强等压面法在连通器中，同一种液体（中间不间断）同一深度处压强相等。液体内深h处总压强p＝p0＋ρgh，p0为液面上方的压强液片法选取假想的液体薄片（自身重力不计）为研究对象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程，消去面积，得到液片两侧压强相等方程，求得气体的压强2.加速运动系统中封闭气体压强的求法选取与气体接触的液柱（或活塞）为研究对象，进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程求解。1.【气体分子的运动特点】（2023·北京高考1题）夜间由于气温降低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体（）A.分子的平均动能更小 B.单位体积内分子的个数更少C.所有分子的运动速率都更小 D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大2.【液柱封闭气体压强的计算】若已知大气压强为p0，液体密度均为ρ，重力加速度为g，图中各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。3.【活塞封闭气体压强的计算】如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖直放置，汽缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S。在汽缸内有A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体，两活塞用一根细轻杆连接，已知活塞A的质量是m，活塞B的质量是0.5m。当外界大气压强为p0时，两活塞静止于如图所示位置。重力加速度为g。求这时汽缸内气体的压强。考点三气体实验定律及应用1.气体实验定律玻意耳定律查理定律盖－吕萨克定律内容一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，与体积成一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与成正比一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其与热力学温度成表达式p1V1＝p1T1＝或V1T1＝或图像2.理想气体及理想气体的状态方程（1）理想气体①宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵从气体实验定律的气体。实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体。②微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的空间。（2）理想气体的状态方程①内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟体积的乘积与热力学温度的保持不变。②公式：p1V1T1＝p2V2T2或pVT＝C▢判断小题1.压强极大的实际气体不遵从气体实验定律。（）2.一定质量的理想气体，当温度升高时，压强一定增大。（）3.一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大。（）1.解题基本思路2.分析气体状态变化的问题要抓住三点（1）弄清一个物理过程分为哪几个阶段。（2）找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的。（3）明确哪个阶段应遵循什么实验定律。“汽缸”类问题【例1】（2023·湖北高考13题）如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降13H，左侧活塞上升12H。已知大气压强为p0，重力加速度大小为g，汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，（1）最终汽缸内气体的压强；（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。尝试解题“液柱”类问题【例2】（2024·云南丽江模拟）把上端A封闭，下端B开口的玻璃管插入水中，放掉部分空气后放手，玻璃管可以竖直地浮在水中（如图所示）。设玻璃管的质量m＝40g，横截面积S＝2cm2，玻璃管露出水面以上部分的长度b＝2cm，大气压强p0＝105Pa，水的密度ρ＝1g/cm3，玻璃管厚度和管内空气质量不计，g取10m/s2。（1）求玻璃管内空气柱的长度；（2）用手拿住玻璃管缓慢地竖直压入水中，若水足够深，则当A端在水面下超过某一深度H时，放手后玻璃管不再浮起，求H的大小。尝试解题关联气体问题【例3】（2023·全国乙卷33题节选）如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的长度均为10cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位）尝试解题考点四气体状态变化的图像问题1.四种图像的比较类别特点（其中C为常量）举例p-VpV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远p-1p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，p-Tp＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大V-TV＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大2.分析技巧利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系。例如：（1）在图甲中，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2＞T1。（2）如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2＜V1。1.【P-T图像】（2023·江苏高考3题）如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中（）A.气体分子的数密度增大 B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小2.【p-1V一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p-1V图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与1V轴垂直。气体在此状态变化过程中（A.a→b过程，压强减小，温度不变，体积增大 B.b→c过程，压强