2026高考物理总复习讲义：固体、液体和气体

第2讲固体、液体和气体

立足”四层.•夯基础»»e含公式定理

室函选植理

固体和液体

i.晶体和非晶体

分类晶体

非晶体

单晶体多昂体

比较

夕卜形规则不规则不规则

熔点确定确定不确定

物理性质各向异性各向同性各向同性

原子排列有规则晶粒的排列无规则无规则

转化晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化

典型物质石英、云母、明祖、食盐玻璃、橡胶

2.液体

（1）表面张力

①形成原因：表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的作用力表现为弓I力。

②作用：液体的表面张力使液面具有攻缩到表面积最小的趋势。

③方向：衣面张力跟液面相切，豆跟这部分液面的分界线垂直。

④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。

（2）浸润和不浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作浸润。一种液体不会润

湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面，这种现象叫作不浸润。如图所示。

甲水乙水事

玻璃试臂中的水in水徽

（3）毛细现象：指浸润液体在细管中上升的现象,以及不浸润液体在细管中下降的现象。细管越细，毛

细现象越明显。

3.液晶

（1）具有液体的流动性。

（2）具有晶体的光学各向异性。

（3）在某个方向上看，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。

气体压强的微现解释

1.气体分子运动的速率分布图像

气体分子间距离•大约是分子直径的io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。

各速率K为曲分r数

占总分f数的仃分比

——温度为of

度为wot

舟涓0$渝演®02

2.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,作用在器壁单位面积上

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体积。

②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度°

气体实睑定律和理想气体的状态方程

3►

i.气体实验定律

项目玻意耳定律查理定律盖一吕萨克定律

一定质量的某种气体，在一定质量的某种气体，在体积不变一定质量的某种气体，在压强不变的

内容温度不变的情况下，压强的情况下，压强与热力学温度情况下，其体积与热力学温度成

一体积成反比成正比正比

表达式P\V\=P2V2

图像

dvvK

2.理想气体及理想气体的状态方程

（1）理想气体的状态方程

一定质量的理想气体的状态方程：管=管或m=c（常量）°

（2）理想气体

理想气体是指在任何条件下都遵守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。

I.晶体的所有物理性质都是各向异性的。（X）

2.液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。（＜）

3.船浮于水面上不是由于液体的表面张力。（4）

4.在空间站完全失重的环境下，水滴能收缩成标准的球形是因为液体表面张力的作用。（4）

5.压强极大的气体不再遵从气体实验定律。（4）

筑牢

1.〔多选〕（人教版选择性必修第三卅P32“实险”改编）在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针接

触石蜡层背面上--点，石蜡熔化的范闱分别如图1、2、3所示，而甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热

A.甲、乙为非晶体，丙是晶体

B.甲、丙为晶体，乙是非晶体

C.甲、丙为非晶体，乙是晶体

D.甲可能为多晶体，乙为非晶体，丙为单晶体

解析：BD由题图1、2、3可知，在导热性能上甲、乙具有各向同性，丙具有各向异性；由题图4可知，甲、丙

有固定的熔点，乙无固定的熔点，所以甲、丙为晶体，乙是非晶体，其中甲可能为多晶体，丙为单晶体，故B、D

正确，A、C错误。

2.〔多选〕（人教版选择性必修第三班P38图2.5-5改编）液体表面有一层跟气体接触的薄层，叫作表面层；同

样，当液体与固体接触时，接触的位置形成一个液体薄层，叫作附着层。对于液体在器壁附近的液面发生弯曲的

现象，如图甲、乙所示，有下列几种解释，正确的是（）

甲乙

A.表面层/内分子的分布比液体内部疏

B.表面层〃内分子的分布比液体内部密

C.附着层/内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间H勺相互作用强

D.附着层〃内的液体和与之接触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强

解析：AC液体表面层中分子间距离「略大于厂o，而液体内部分子间的距离「略小于，7）,故表面层/、表面层〃

内分子的分布均比液体内部稀疏，A正确，B错误；由题图甲可知，水浸润玻璃，说明附着层/中的液体和与之接

触的玻璃的相互作用比液体分子之间的相互作用强，c正确；由题图乙可知，附着层〃内的液体和与之接触的玻

璃的相互作用比液体分子之间的相互作用弱，D错误。

3.〔多选〕（2025•河南开封市模拟）氧气分子在不同温度下的速率分布规律如图所示，横坐标表示速率，纵坐标

表示某一速率内的分子数占总分子数（I勺百分比，由图可知（）

A.同一温度下，氧气分子呈现“中间多、两头少”的分布规律

B.随着温度的升高，每一个氧气分子的速率都增大

C.随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例增大

D.①状态的温度比②状态的温度低

解析：AD由题图可知，同一温度下，氧气分子呈现“中间多、两头少”的分布规律，A正确；随着温度的升

高，绝大部分氧气分子的速率都增大，但有少量分子的速率可能减小，B错误；随着温度的升高，氧气分子中速

率小的分子所占的比例减小，C错误；①状态的温度比②状态的温度低，D正确。

4.（2024.江西高考13题）可逆斯特林热机的工作循环如图所示。•定质量的理想气体经48CDA完成循环过程,

A8和C。均为等温过程，8C和OA均为等容过程。已知力=1200K,乃=300K,气体在状态4的压强〃八=

8.0X105Pa,体积0=1.On?,气体在状态C的压强比=。0X10’Pa。求：

（1）气体在状态。的压强po;

（2）气体在状态3的体积V2o

答案：（1）2.0X］（）5pa（2）2.0m3

解析：（1）气体从状态。到状态A的过程发生等容变化，根据查理定律有黑=学

’211

代入数据解得p/）=2.OX105Pa。

（2）气体从状态C到状态。的过程发生等温变化，根据玻意耳定律有修

代入数据解得Vc=2.0m3

又气体从状态3到状态C发生等容变化，因此气体在状态5的体积为V2=Vc=2.0m\

詈眼.四里••探考点d-------------------一规律方法

考点一固体和液体的性质

1.对晶体和非晶体的理解

（1）凡是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶体。

（2）凡是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体。

（3）单品体具有各向异性，但不是在各种物理性质.上都表现出各向异性。

（4）晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。

2.对液体表面张力的理解

形成原因表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力

表面张力

和液面相切，垂直于液面上的各条分界线

的方向

表面张力表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，在体积相同的条件下，球形的

的效果表面积最小

【练1】〔多选〕关于晶体和非晶体的性质，下列说法正确的是（）

A.可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体

B.晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子动能增加

C.单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性

D.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性

解析：AD晶体和非晶体的区别就是有无固定熔点，因此可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体,

故A正确：晶体在熔化闿要吸热，是分子势能增加，而晶体在熔化过程中温度不变,分子动能不变,故B错误：

多晶体表现为各向同性，故C错误；液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性，

故D正确。

【练2】（2025♦江苏苏州市模拟）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）

A.甲图中水电停在水面而不沉，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.丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的不是毛细现象

D.丁图中玻璃管的裂I」在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是一种炭润现象

解析：B因为液体表面张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如，故A错误；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，故B正确；浸润情况下，容器壁对液体的吸引力较强，附着

层内分子密度较大，分子间距较小，改液体分子间作用力表现为斥力，附着层内液面升高，故浸润液体在毛细管

中上升，呈凹液面，同理，可知不浸润液体在毛细管中下降，呈凸液面，它们都属于毛细现象，故C错误；玻璃

管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是表面张力的原因，不是浸润现象，故D错误。

【练3】关于液晶，下列说法中正确的是（）

A.液晶是液体和晶体的混合物

B.液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性

C.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，能够发光

D.所有物质都具有液晶态

解析：B液晶并不是指液体和晶体的混合物，而是一种特殊的物质，液晶像液体一样具有流动性，液晶的光学性

质与某些晶体相似，具有各向异性，故A错误，B正确：当液晶通电时导通，排列变得有秩序，使光线容易通

过，不通电时排列混乱，阻止光线通过，所以液晶的光学性质随外加电压的变化而变化，液晶并不发光，故C错

误；不是所有的物质都有液晶态，故D错误。

考点二气体压强的计算及微观解释

1.气体压强的计算

（1）活塞模型和液柱模型

甲

求气体压强的基本方法：先对活塞或液柱进行受力分析，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程。

图甲中活塞若处于平衡状态，则〃吆=〃S，

则气体的压强为〃=加+詈。

图乙中液柱若处于平衡状态，则pS+mg=pnS,

则气体压强为p=的一胃=的一p祇旗。

（2）连通器原理

如图所示，U形管竖直放置。同一液柱相同高度处压强相等，所以气体B和4的压强关系可由图中虚线联系起

来。则有而〃A=P（）+席力I，所以气体B的压强为P8=/%+pg（小一42）。

O

2.决定气体压强大小的微观因素

（1）气体分子的密集程度

气体分子密集程度（即单位体积内气沐分子的数目）越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越

多，气体压强就越大。气体分子的密集程度对应宏观因素中的体积。

（2）气体分子的平均速率

气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，平均每个气体分子与器壁碰撞时（可视为弹性碰撞）给器壁的冲

力就越大；

从另一方面讲，气体分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，

气体压强就越大。

3.密闭气体压强与大气压强不同

（I）密闭气体压强

因密闭容器中的气体分子的数密度•股很小，且气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体

分子碰撞器壁产生，大小由气体分子的密集程度和平均速率决定，与地球的引力无关，气体对上下左右器壁的压

强大小都是相等的。

（2）大气压强

大气压强是由于空气受到重力作用紧紧“包围”地球而对浸在它里面的物体产生的压强。如果没有地球引力作

用，地球表面就没有大气，也就不会有大气压。地面大气压的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受

的重力值，大气层最终还是通过分子碰撞对放入其中的物体产生压强。

【练4】（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变化到状态以该过程中

()

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

解析：B理想气体状态

方程与=C—T*»*v***

气体从A到从体积V不变

分子的数密度p软变p被不变，A错误。

温度是分子平均

分子的平均Ekf,B正确。

动能的标志

气体妁温

单位时间内气体分子对单位面积

度Tt压Y

器壁的作用力增大,C错误。

强At

单位时间内与单位面积器壁碰撞

的气体分子数增加.D错误。

【练5】如图甲、乙、丙所示，汽缸与活塞均处于静止状态，已知大气压强为P0,重力加速度为g,活塞的质量为

〃，，横截面积为S,汽缸、物块的质量均为活塞与汽缸间均无摩擦，依次求出各图中汽缸中气体的压强。

解析：题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图a所示，由平衡条件知以5=poS+，〃g,得加=po+?；

2

题图乙中选汽缸为研究对象，受力分圻如图b所示，由平衡条件知相1n/wS+Mg,得P8=/%—当：

题图丙中选活塞为研究对象，受力分圻如图c所示，pcSTsin«=/;o5±+FN+mg,FN=M9,S"ina=S上，S±=

S,由以上可得pc=po+'

J

【练6】己知大气压强为po，液体密度均为〃，重力加速度为g,医中名装置均处于静止状态，求名装置中被封闭

气体的压强。

答案：甲：伏）一pg/?乙：Po—pgh

丙：po——pghT：Po+pghi

戊:Pa=po+pg（力2-也一九3）

/%=〃（）十pg（的一小）

解析：题图甲中，以高为/?的液柱为研究对象，由平衡条件有〃甲S+〃g/3=poS

所以〃p=p（）-

题图乙中，以8液面为研究对象，由平衡条件有

P乙S+pghS=poS

所以pL=po-pgh

题图丙中，以8液面为研究对象，由平衡条件有

p百S+〃g〃sin60;S=i）oS

所以〃百=〃0一号暗〃

题图丁中，以A液面为研究对象，由平衡条件有

p-rS=p（）S+pgh\S

所以〃r=po+pg加

题图戊中，从开口端开始计算，右端大气压强为外，同种液体同一水平面上的压强相同,

所以力气柱的压强为〃/产po+侬（h2—hi）

故4气柱的压强为/%=〃/>—pg力3=P（）+"g（力2一九一力3）o

考点三气体实验定律和理想气体状态方程的应用

1.理想气体状态方程与气体实睑定律的关系

「温度不变：p1Vi=p2V2（玻意耳定律）

PlViPz吃体积不变:P1--P2-（查理定律）

匕

T17-”2

T1R一

压强不变:4-我（盖一吕萨克定律）

2.应用气体实验定律或理想气体状态方程的基本思路

区曳象根格也息.透出所统究的、一定收成的气体i

篌；./（，上四K川攸前后状仓网八I、r及K

丐D变化

崎亶尸认清变化过程,龙•士用物理物律

司氤选方程或定律小3幅刊断结果的介州t

液柱类模型

T-T■«.・

此类模型一般以液柱为研究对象，分析其受力、列平衡方程求解，要注意：

（1）液体因重力产生的压强为〃=pgG（其中人为液体的竖直高度）；

（2）不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；

（3）有时可直接应用连通器原理一一连通器内静止的液体，同一液体在同一水平面上各处压强相等；

（4）当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。

【例1】（2024.山东高考16题）图甲为战国时期青铜汲泗器，根据其原理制作「由中空圆柱形长柄和储液罐组成的

汲液器,加图乙所示.长柄顶部封闭，横截面积多=L0cm2,长度H=IOO.Ocm.侧跋有一小孔儿储液罐的横

截面积52=90.0cn?、高度〃=20.0cm,罐底有一小孔及汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，

空气由孔4排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为.V；堵住孔A,缓慢地将汲液器竖直提出液面，

储液罐内刚好储满液体。已知液体密度p=l.OXl（）3kg/m3,重力加速度大小g=10m/s2,大气压用nl.OXlO5

Pao整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。

II

IIpdLLH

A

呼乙

（1）求X；

答案：（1）2cm

解析：（1）在缓慢将汲液器竖直提出液面的过程中，封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律有

/）］（H—x）Si=p2Hsi

根据题意可知〃】一〃O，“2+pgh—po

联立解得x=2cm。

（2）松开孔A,从外界进入压强为po、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔4稳定后罐中恰

好剩余一半的液体，求Vo

答案：（2）8.92X10-4]/

解析：（2）对新进入的气体和原有的气体整体分析，由玻意耳定律有

poV+p网=必（咐+⑸

又。3+阳占=8

联立解得V=8.92X104m3。

【快2】如图，竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20cm的A、8两段细管组成，A管的内径是B管的2

倍，3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8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）

答案：54.36cmHg74.36cmHg

解析：B管在上方时，设8管中气体的压强为/用，长度/"=10cm

则A管中气体的压强为PA=PB+20cmHg,长度』=10cm

倒置后，A管在上方，设A管中气体的压强为A管内空气柱长度公=llcm

已知A管的内径是B管的2倍，则水眼柱长度为/z=9cm+14cm=23cm

则B管中气体压强为/"=/〃'+23cmHg

B管内空气柱长度W=40cm—11cm—23cm=6cm

对A管中气体，由玻意耳定律有

PAIASA=PAIA'SA

对3管中气体，由玻意耳定律有

PBIBSB=PB'IB'SB

联立解得/%=54.36cmHg

〃八=〃&+20cmHg=74.36cmHg。

活塞类模型

_____---.一一■.■

1.解答此类模型问题的一般思路

（1）确定研究对象

研究对象分两类：①热学研究对象（一定质量的理想气体）；②力学研究对象（汽缸、活塞或某系统）。

（2）分析物理过程

①对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；

②对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。

（3）挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。

（4）多个方程联立求解，注意检验求解结果的合理性。

2.对于两个或多个汽缸封闭着几部分气体，并且汽缸之间相互关联的问题：解答时应分别研究各部分气体，找出

它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。

【例3】（2024.全国甲卷33（2）题）如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在

汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销〃之间，b与汽缸底部的距离反=10胡，活塞的面根为1.0X10-2

nf。初始时，活塞在卡销〃处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为1.0X105pa和

300K。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销力处（过程中气体温度视为不变），外

力增加到200N并保持不变。n

（1）求外力增加到200N时，卡销》对活塞支持力的大小；

答案：（1）100N

解析：（1）活塞从卡销〃运动到卡镇b的过程中，对密封气体由玻意耳定律有

PoK）=/?iV）

其中Vi=^Vo

外力增加到200N时，对活塞，由平街条件有

p（yS+尸=〃15+八

联立并代入数据解得卡销〃对活塞支持力的大小为FN=100NO

（2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销/，时气体的温度。

答案：（2）誉K

解析：（2）当活塞刚好能离开卡销〃时，对活塞有

〃<6+尸=22s

从开始升温至活塞刚好能离开卡销〃，对密封气体，由查理定律有

Pl—P2

五一另

联立并代入数据解得活塞刚好能离开卡销人时密封气体的温度为4=詈1<。

【例4】（2025•河北衡水市模拟）水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一

定质量的某种理想气体分为两部分，“H”形连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与限板之间密封良

好。设汽缸内、外压强均为大气压强po。活塞面积为S,隔板两侧气体体积均为S“）,各接触面光滑。连杆的截面

枳忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体枳为原来的支设整个过程温度保持不

变，求：

（1）此时上、下部分气体的压强;

答案：（1）2po|po

解析：（1）旋转前后，上部分气体发生等温变化，根据玻意耳定律可知/wSLo=p《SLo

解得旋转后上部分气体压强为m=2p°

旋转前后，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积增大为割x）+5&=泡o,则po%=p2§S%

解得旋转后下部分气体压强为P2=》C。

（2）“H”形连杆活塞的质量（重力加速度大小为g）。

答案：（2）竽

3g

解析：（2）对“H”形连杆活塞整体受力分析，活塞的重力〃遮竖直向下，，部分气体对活塞的作用力竖直向

上，下部分气体对活塞的作用力竖直向下，大气压力上下部分抵消，根据平衡条件可知〃iS=〃?g+p2s

解得活塞的质量为〃?=竽。

3g

口教骑独具

（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

5、25,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从弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面

缓慢添加•定质量的沙子，直至右侧活塞下降?/，左侧活塞.上升已知大气压强为仅），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，弹簧始终在弹性限度内。求：

（1）最终汽缸内气体的压强;

答案：（1）涂0

解析：（1）对汽缸中的气体，初状态pi=po，Vi=HS+2HS=3HS；设最终状态气体压强为〃2，体积6=（"+

郭+2S（"Y）=*S。

由玻意耳定律有团修=6匕，

解得〃2=各0。

（2）独簧的劲度系数和添加的沙子质量。

答案：（2）皿迦

17H17g

解析：（2）对左侧活塞受力分析有0S+k3/=〃2S，

解得弹簧的劲度系数鬻。

对右侧活塞受力分析有po2S+/〃g=p72S,

解得添加的沙子质量〃?=等。

17g

其他类

命隹嘘3,

HM5］（2024•海南高考7题）如图为用铝制易拉罐制作的温度计，-透明薄吸管里有•段油柱（长度不计），吸

管与罐连接处密封良好，罐内气体可视为理想气体，己知罐的容积为330cm3,薄吸管横截面积为0.5cn?,罐外

吸管总长度为20cm,当温度为27℃（300K）时，油柱离罐口10cm,不考虑大气压强变化，下列说法正确的是

)

A.若在吸管上标注等差温度值，则刻度左密右疏

B.该装置所测温度不高于31.5°C

C.该装置所测温度不低于23.5C

D.其他条件不变，缓慢把吸管拉出来一点，则油柱离罐口距离增大

答案：B

解析：温度变化时，封闭气体发生等压变化，根据盖一吕萨克定律有9=3又％=330cm3+0.5X10cm3=335

ToT

cm3,7-9=300K,V=330+0.5x（cn?）,T=f+273K,解得/=吗+理（℃）,则吸管上标注等差温度值刻度

6767

均匀，A错误；当x=20cm时，所测温度最高，代入A项表达式可得/231.5℃,B正确；当x=0时，所测温度

最低，代入A项表达式可得f222.5C错误；缓慢把吸管拉出来一些，封闭气体的温度和压强均不变，因此封

闭气体的体积不变，则油柱离罐口距离不变，D错误。

雪敦街援'

（本题取材于人教版选择性必修第三册P30“练习与应用”T3）

如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽

略）。如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知罐的容积是360cm3,吸管内部粗细均匀，横截面

和为O.2cm2,吸管的有效长度为20cm,当温度为25'C时.油拄离管口10cm。苦给吸管上标刻温度值,刻度是

否均匀？试估算这个气温计的测量范园。

答案：均匀23.4℃〜26.6℃

【例6】如图是一个简易温度计示意图，左边由固定的玻璃球形容附和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边

是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一定质量的空气封闭在左边容器中。己知球形容

器的容积为530cm3,左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0°C且左右液面平齐时，左管液面正好

位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。

W

（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器应向上还是向下移动？

答案：（1）向下

解析：（1）当环境温度升高时，假设右边容器不动，由于左侧气体体积变大，则右侧管中液面将高于左侧管中液

面，则为使左右液面再次平齐，右边在形容器应向下移动；

（2）当液面位于30.0cm刻度处且左右液面又一次平齐时•，对应的环境温度是多少摄氏度？

答案：（2）22℃

解析：（2）开始时左侧气体体积0=（530+2X8）cm3=546cm\温度4=273K,当液面位于30.（）cm刻度处

使气体拘体积匕=（530+2X30）cm3=590cm3,气体进行等压变化，则根据盖一吕萨克定律可得生=3，解得於

T1T2

=295K,则〃=22℃。

考点四气体状态变化的图像问题

一定质量的气体不同图像的比较

等温变化等容变化等压变化

图像图像图像V-T图像

图监w

像

(f1

Ti>Ttfr

pV=CT（其中。为恒

特量），即/W之积越大的等p=c玲斜率k=C7,P专,斜率『=同即胃斜率吟，即

点温线温度越高，线离原点越即斜率越大，温度越高斜率越大，体积越小斜率越大，压强越小

远

注意上表中各个常量“C”意义有所不同。

【例71一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其〃,图像如图所示，变化顺序为图中岫线段

延长线过坐标原点.〃线段与〃轴垂直.4/线段与上轴垂直。气体在此状态变化过程中（）

A.。一＞6过程,压强减小，温度不变，体积增大

B.人—c过程,压强增大，温度降低，体积减小

C.c—4过程，压强不变,温度升高，体积减小

D.d—>G过程,压强减小，温度升高，体积不变

答案：A

解析：由题图可知，〃一过程，气体发生等温变化，气体压强减小而体积增大，故A正确；由理想气体状态方程

即=c可知〃=c《，斜率攵=cr,连接o、8的直线比连接。、C的直线的斜率小，所以匕的温度低，力TC过程，

温度升高，压强增大，且体积也增大，故B错误；CTd过程，气体压强不变而体积变小，由理想气体状态方程华

=C可知，气体温度降低，故C错误；"一。过程，气体体积不变，玉强变小，由理想气体状态方程牛=C可知，

气体温度降低，故D错误。

【例8】（2025.辽宁省沈阳市期末考试i•定质量的理想气体经过如图所示的•系列过程，下列说法正确的是

()

A.a-〃过程，气体内能增加

B.〃T力过程，气体分子热运动加剧

C.当分子热运动减缓时，压强必定减小

D.当分子平均动能增大时，气体体积可■以保持不变

答案：D

解析：。一〃过程，温度不变，一定质量的理想气体的内能不变，故A错误；〃一〃过程，温度不变，分子热运动的

平均动能不变，气体分子热运动的剧烈程度不变，故B错误；人一。过程，温度降低，分子热运动减缓，压强不

变,故C错误；CT4过程，温度升高，分子平均动能增大，因为CT4过程的p-7图像过原点，所以。一〃过程为

等容过程，气体体积保持不变，故D正确。

【例9】如图所示，一定质量的理想气体，经过图线A-3-C-A的状态变化过程，A4的延长线过。点，CA与纵轴

平行。由图线可知（）

A.ATA过程，气体压强不变，密度减小

B.8-C过程，气体压强增大，密度增大

C.8-C过程，气体温度升高，密度减小

D.C-A过程，气体温度不变，密度增大

答案：B

解析：由题图可知，A-B过程，气体体积与热力学温度成正比，则气体发生等压变化，气体压强不变，体积减

小，密度变大，故A错误；由题图可知，8-C过程，体积减小，温度升高，故压强增大，密度增大，B正确，C

错误；由题图可知，C-A过程，气体的体积增大，温度不变，故压强减小，峦度减小，故D错误。

聚焦"素养'•提能力»»觐实科技应用

气体状态变化的四类变质量问题

对于充气、抽气、灌装、漏气等变质量问题，通过合理选择研究对象，就可以把变质量问题转亿为一定质量的

气体问题：

充气选择原有气体和即将充入的气体整体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化

问题为定质量气体问题

抽气选择每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，抽气过程可•以看成质量不变的

问题等温膨胀过程

灌气把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量问题转化为定质

问题量问题

漏气选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对•象，便可使漏气过程中气体质量变化问题转化为

问题定质量气体问题

充气问题

dSA1►________________a

【典例1】（2024.安徽高考13题）某人驾驶汽车，从北京到哈尔滨，在哈尔滨发现汽车的某个轮胎内气体的压强有

所下降（假设轮胎内气体的体积不变，且没有漏气，可视为理想气体）。于是在哈尔滨给该轮胎充入压强与大气

压相同的空气，使其内部气体的压强恢复到出发时的压强（假设充气过程中，轮胎内气体的温度与环境相同，且

保持不变）。已知该轮胎内气体的体积钝=30L,从北京出发时，该轮胎气体的温度h=-3°C,压强“=

2.7X105Pa。哈尔滨的环境温度介=-23℃,大气压强〃o取1.0X10,Pa。求：

（1）在哈尔滨时，充气前该轮胎气体压强的大小。

答案：（1）2.5X105Pa

解析：（1）由查理定律可得？=詈

AT2

其中pi=2.7Xl（）5pa,R=（273-3）K=270K,T2=（273—23）K=250K

代入数据解得，在哈尔滨时，充气前咳轮胎气体压强的大小为“2=2.5X10,Pa。

（2）充进该轮胎的空气体积。

答案：（2）6L

解析：（2）由玻意耳定律有p2Mo+内V=pWo

代入数据解得，充进该轮胎的空气体积为V=6L。

抽气问题

_

:眼心;』〔多选〕（2025•辽宁省实验中学阶段考试）如图所示，用汽缸容积为冷的活塞式抽气机对容积为Vo的容

器抽气，设容器中原来气体的压强为po,抽气过程中气体温度不变，则（）

A.连续抽3次就可以将容器中气体抽完

B.第一次抽气后容器内压强为加

C.第一次抽气后容器内压强为I）

D.连续抽3次后容器内压强为深）

答案：CD

解析：气体初始状态参量为〃o和Vo，第一次抽气过程，由玻意耳定律得〃0%=〃|（匕）+解得〃i=]o，故C

正确，B错误：问理，笫二次抽气过程有〃1丫0=/）2（%十]%），第三次抽气过程有〃2%=〃3（%十：%），解得“3=

前（），故A错误，D正确。

分装问题

3）.

1-、U容积V=1（）L的钢瓶充满氧气后，压强〃=20atm,打开钢瓶盖阀门，将氧气分别装到容积为％=5L的

小瓶子中，若小瓶子已抽成真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为pi=2aim。在分装过程中无漏气，且温度保持

不变，那么最多可装的瓶数是（）

A.2瓶B.18瓶

C.10瓶D.20瓶

答案：B

解析：由玻意耳定律可知〃V=pWi，20atmXI0L=2atmXVi，解得-=100L,最多可装的瓶数是〃==/=

理三瓶=18瓶，故选B。

漏气问题

^<4►_____________________

【魏供4】贮气桶的容积为100L,贮有温度为27℃、压强为30atm的氢气，使用后氢气温度降为20C,压强降为

20atm,求用掉的氢气占原有氢气的百分比。（结果保留一位小数）

答案：31.7%

解析：解法一：选取桶内原有的全部氢气为研究对象，且把没用掉的氢气包含在末状态中，则初状态有pi=30

atm,Vi=100L,Ti=300K；末状态有〃2=20atm,A=293K,由理想气体状态方程有心=喈，解得L=

MT2

146.5Lo用掉的氧气占原有氢气的百分比为安=理三”义100%%31.7%。

V2146.5L

解法二：取剩下的气体为研究对象，初状态有pi=30atm,7）=300K；末状态有“2=20alm,V2=100L,乃=293

K,由理想气体状态方程有*=合9，解得■光68.3L,原有的氢气体积为V=100L,则用掉的氢气占原有氢气

MT2

的百分比为手=塔辞出X100%=31,7%。

培养“思维”•重落实充星提能升华

基础予实练

1.（2025•北京市综合能力测试）下列说法正确的是（）

A.扩散现象和布朗运动都与温度有关

B.两个分子间距离减小时，分子间引力减小而斥力增大

C.在完全失重的情况下，密闭容器内气体对容器壁的压强为零

D.物体的温度升高，其内部所有分子运动的动能都增大

解析：A扩散现象和布朗运动都与温度有关，温度越高，扩散现象和布朗运动越明显，选项A正确；两分子间

距离减小时，分子间的引力和斥力均博大，选项B错误；气体压强是由于分子热运动时气体分子不断撞击容器壁

造成持续压力而形成的，与气体分子的重力无关，故在完全失重的情况下，密封容器内的气体对容器壁仍然有压

强，选项C错误：温度升高，分子的平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，选项D错误。

2.分子力厂随分子间距离「的变化如图所示。将两分子从相距r=冷处释放，仅考虑这两个分子间的作用，下列说

法正确的是（）

A.从/•=〃到r=ro分子间引力、斥力都在减小

B.从r=-2到r=r,分子力的大小先减小后增大

C.从r到分子势能先减小后增大

D.从尸=/2到r=n分子动能先增大后减小

解析：D分子间引力、斥力都随着分子间距离减小而增大，从「=合到r=-o分子间引力、斥力都在增加，故A

错误；由题图可知，在r=n）时分子力为零，故从r=n到r=小分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；从

「=「2到「=为分子力为引力，随着分干间距离减小，分子力做正功，分子势能一直在减小，故C错误：从/«=/2到

,分子力先为引力后为斥力，故随着分子间距离减小，分子力先做正功后做负功，故分子动能先增大后减小，

故D正确。

3.（2025・四川内江一模）喷雾型防水剂是现在市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是防水剂在玻璃上形成一层

薄薄的保护膜，形成类似于荷叶外表的效果，水滴以椭球形分布在玻璃表面，无法停留在玻璃上，从而在遇到雨

水的时候，雨水会自然流走，保持视野清晰，如图所示。下列说法正确的是（）

A.雨水分子在永不停息地做无规则运动

B.照片中的玻璃和水滴之间发生了浸润现象

C.水滴呈椭球形是液体表面张力作用的结果

D.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集

解析：A所有分子都在永不停息地做无规则运动，故A正确；浸涧即液体在与固体表面接触时能够逐渐散开并

附着在固体表面的现象，而照片中的玻璃和水不浸润，故B错误；仅在液体表面张力的作用下水滴应该呈球形，

但再加上重力的作用水滴应该呈椭球形，故C错误；照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏，故D错误。

4.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

R.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

解析：A夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的运动速率都更小，故A正确，C错误；由于汽车

轮胎内的气体压强变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，分子对轮胎内壁单位面积的平均作

用力更小，B、D错误。

5.自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是（）

A.体枳增大时，氢气分子的密集程度保持不变

B.压强增大是因为氢气分子之间斥力增大

C.因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体

D.温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化

解析：D密闭容器中的氢气质量不变，分子个数不变，根据〃一华可知当体积增大时，单位体积的分子个数变

少，分子的密集程度变小，故A错误；气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁持续的无规则撞击产生的，

压强增大并不是因为分子间斥力增大，故B错误：普通气体在温度不太低，压强不太大的情况下才能看作理想气

体，故C错误；温度是气体分子平均动能的标志，大量气体分子的速率呈现“中间多，两边少”的规律，温度变

化时，大量分子的平均速率会变化，即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化，故D正

确。

6.一个气泡由湖面卜UOm深处缓慢上升到湖面下10m深处，设湖中温度不变（水的密度p取1.0X1（）3kg/m3,g

取lOm/s2,大气压强po=l.OXIO,Pa）,则气泡的体积约变为原来体积的（）

A.3倍