第二章 气体、固体和液体【速记清单】-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第三册）

第二章 气体、固体和液体 01 思维导图 02 考点速记 考点1 状态参量和平衡态 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。 (2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。 2．状态参量：用来描述系统状态的物理量。常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等。 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态。 考点2 热平衡与温度、温标 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。 4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。 热力学温度T与摄氏温度t (1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃ (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K (3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K 考点3 封闭气体压强的计算 1．取等压面法 同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强相等求解气体压强．如图甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有pB＝pA＋ph2，从右侧管看，有pB＝p0＋ph1 2．力平衡法 选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强。 说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列方程求解。 考点4 理想气体状态方程（重点） 实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。 气体的等温变化：玻意耳定律 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比 公式：pV＝C或p1V1＝p2V2 适用条件：气体的质量一定，温度不变 气体的等压变化：盖－吕萨克定律 内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比 表达式：V＝CT或＝ 适用条件：气体的质量和压强不变 气体的等压变化：查理定律 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比 表达式：p＝CT或＝ 适用条件：气体的质量和体积不变 理想气体的状态方程 内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变 表达式：＝C 成立条件：一定质量的理想气体 变质量问题 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，将变质量转化为定质量问题，然后用气体实验定律或理想气体状态方程求解。 (1)打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题。只要选择球、轮胎内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题。 (2)抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看作是膨胀的过程。 考点5 气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。体积减小时，分子的数密度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)。 2．盖－吕萨克定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变(填“增大”“减小”或“不变”)。 3．查理定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，气体的压强增大(填“增大”或“减小”)。 考点6 晶体和非晶体 1．固体可以分为晶体和非晶体两类．晶体又可以分为单晶体与多晶体。 2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 3．非晶体 (1)没有(填“有”或“没有”)规则的外形。 (2)物理性质：a.没有(填“有”或“没有”)确定的熔化温度； b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)。 4．晶体 (1)单晶体：①有(填“有”或“没有”)天然的规则的几何形状 ②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点； b．导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性(填“异性”或“同性”)。 (2)多晶体：①没有(填“有”或“没有”)规则的几何形状 ②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点； b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”) 晶体的微观结构 1．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石。 3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。 考点7 液体 液体的表面张力 1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层。 2．表面张力：(1)定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直。 浸润和不浸润 1．浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。 (3)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，液体则不浸润固体。 2．毛细现象：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。 液晶 1．液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。 2．特点：(1)液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。 (2)具有光学各向异性。 03 素养提升 基础巩固练 1．下列说法正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化 B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会相同 C．只有处于平衡态的系统才有状态参量 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 【答案】B 【详解】A．系统处于非平衡状态时状态参量会发生变化，直至达到平衡态时才不再变化。故A错误； B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会相同，即达到平衡态。故B正确； C．平衡态和非平衡态的系统，均有状态参量。故C错误； D．不能仅凭温度不变且处处相等就判定系统处于平衡态，还需要压强和体积都不再变化才能判定平衡态。故D错误。 故选B。 2．黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。则黑磷（　　） A．属于多晶体 B．没有固定的熔点 C．导电性能呈各向异性 D．没有天然的规则几何外形 【答案】C 【详解】A．黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，属于单晶体，故 A错误； B．黑磷属于单晶体，有固定的熔点，故B错误； C．电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍，导电性能呈各向异性，故C正确； D．黑磷属于单晶体，有天然的规则几何外形，故D错误。 故选C。 3．合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料，图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片，图乙为对应的示意图。以下说法正确的是（　　） A．照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集 B．该口罩为不合格产品，其内侧材料对所有的液体都浸润 C．该口罩为合格产品，其内侧材料对所有的液体都不浸润 D．在固液接触层，水滴分子间的相互作用力比水滴和与它接触的口罩内侧材料分子的相互作用力大 【答案】D 【详解】A．水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部稀疏，故A错误； BC．由图可知，水珠并没有浸润口罩内侧，因此是合格产品，浸润与不浸润现象是相对的，各种液体的密度、分子大小、分子间隙、分子间作用力大小等都各不相同，因此口罩内侧材料并不一定对所有的液体都不浸润，只要对水不浸润，就是合格产品，故BC错误； D．水滴附着层（即固液接触层）内水分子比水滴内部稀疏，附着层水分子受到的水滴内分子的作用力比受到的口罩内侧固体材料分子的作用力大，因而使水滴表面紧绷而减小与口罩内侧固体材料的作用，故D正确。 故选D。 必会提升练 1．如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A．2cm B．8cm C．10cm D．4cm 【答案】A 【详解】如下图所示 由于大气压强为76cmHg，而左侧管中气柱上方的水银高10cm，则左侧管中的气体压强为；又 则气柱底与右侧水银柱的高度差为 所以则两边水银面的高度差为 故选A。 2．如图所示，内径处处相等的L形直角导热细玻璃管竖直放置，两端封闭，玻璃管水平部分长为，竖直部分长为，玻璃管内有一段总长为的水银柱，水银柱的竖直部分上方为真空，水银柱水平部分的右侧封闭着长为的空气，环境温度，现缓慢升高环境温度至，水平部分的水银恰好全部进入竖直玻璃管，求： (1)； (2)保持环境温度不变，将L形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边，L形管平放至稳定时管中空气柱的压强为多少？ 【答案】(1)；(2) 【详解】（1）对水平部分的空气柱，初态，， 末态， 根据理想气体状态方程 联立解得 （2）平放至稳定时，管中真空部分的长度为0，空气柱长度为 设此时气体压强为，体积 根据玻意耳定律 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 气体、固体和液体 01 思维导图 02 考点速记 考点1 状态参量和平衡态 1．热力学系统和外界 (1)热力学系统：由大量分子组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。 (2)外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体统称外界。 2．状态参量：用来描述系统状态的物理量。常用的状态参量有体积V、压强p、温度T等。 3．平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的状态参量达到的稳定状态。 考点2 热平衡与温度、温标 1．热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量不再变化，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作热平衡。 2．热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。 3．温度：热平衡中，表征“共同的热学性质”的物理量。 4．热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的温度。 热力学温度T与摄氏温度t (1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃，在0 ℃和100 ℃之间均匀分成100等份，每份算做1 ℃ (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法．热力学温标表示的温度叫热力学温度．用符号T表示，单位是开尔文，符号为K (3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝t＋273.15 K 考点3 封闭气体压强的计算 1．取等压面法 同种液体在同一深度向各个方向的压强相等，在连通器中，灵活选取等压面，利用同一液面压强相等求解气体压强．如图甲所示，同一液面C、D两处压强相等，故pA＝p0＋ph；如图乙所示，M、N两处压强相等，从左侧管看有pB＝pA＋ph2，从右侧管看，有pB＝p0＋ph1 2．力平衡法 选与封闭气体接触的活塞、汽缸或液体为研究对象进行受力分析，由平衡条件列式求气体压强。 说明：容器加速运动时，可由牛顿第二定律列方程求解。 考点4 理想气体状态方程（重点） 实际气体在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍时，可以当成理想气体来处理。 气体的等温变化：玻意耳定律 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比 公式：pV＝C或p1V1＝p2V2 适用条件：气体的质量一定，温度不变 气体的等压变化：盖－吕萨克定律 内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比 表达式：V＝CT或＝ 适用条件：气体的质量和压强不变 气体的等压变化：查理定律 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比 表达式：p＝CT或＝ 适用条件：气体的质量和体积不变 理想气体的状态方程 内容：一定质量的某种理想气体，在从一个状态(p1、V1、T1)变化到另一个状态(p2、V2、T2)时，压强p跟体积V的乘积与热力学温度T的比值保持不变 表达式：＝C 成立条件：一定质量的理想气体 变质量问题 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙选择合适的研究对象，将变质量转化为定质量问题，然后用气体实验定律或理想气体状态方程求解。 (1)打气问题 向球、轮胎中充气是一个典型的气体变质量的问题。只要选择球、轮胎内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可以把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量气体的状态变化问题。 (2)抽气问题 从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可看作是膨胀的过程。 考点5 气体实验定律的微观解释 1．玻意耳定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。体积减小时，分子的数密度增大(填“增大”或“减小”)，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大(填“增大”或“减小”)。 2．盖－吕萨克定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变(填“增大”“减小”或“不变”)。 3．查理定律的微观解释 一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能增大(填“增大”或“减小”)，气体的压强增大(填“增大”或“减小”)。 考点6 晶体和非晶体 1．固体可以分为晶体和非晶体两类．晶体又可以分为单晶体与多晶体。 2．石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是晶体，玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是非晶体。 3．非晶体 (1)没有(填“有”或“没有”)规则的外形。 (2)物理性质：a.没有(填“有”或“没有”)确定的熔化温度； b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”)。 4．晶体 (1)单晶体：①有(填“有”或“没有”)天然的规则的几何形状 ②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点； b．导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性(填“异性”或“同性”)。 (2)多晶体：①没有(填“有”或“没有”)规则的几何形状 ②a.有(填“有”或“没有”)确定的熔点； b．导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性(填“异性”或“同性”) 晶体的微观结构 1．在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 2．有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体．那是因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布，例如碳原子按不同的空间分布排列可形成石墨和金刚石。 3．同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现．有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。 考点7 液体 液体的表面张力 1．表面层：液体表面跟气体接触的薄层。 2．表面张力：(1)定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫作液体的表面张力。 (2)方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直。 浸润和不浸润 1．浸润和不浸润 (1)浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。 (2)不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。 (3)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，液体则不浸润固体。 2．毛细现象：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。 液晶 1．液晶：是介于固态和液态之间的一种物质状态。 2．特点：(1)液晶态既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质。 (2)具有光学各向异性。 03 素养提升 基础巩固练 1．下列说法正确的是（　　） A．状态参量是描述系统状态的物理量，系统处于非平衡态时各部分的状态参量不发生变化 B．当系统不受外界影响且经过足够长的时间时，其内部各部分状态参量将会相同 C．只有处于平衡态的系统才有状态参量 D．只要温度不变且处处相等，系统就一定处于平衡态 2．黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。则黑磷（　　） A．属于多晶体 B．没有固定的熔点 C．导电性能呈各向异性 D．没有天然的规则几何外形 3．合格医用口罩内侧使用对水不浸润的材料，图甲为一滴水滴在医用口罩内侧的照片，图乙为对应的示意图。以下说法正确的是（　　） A．照片中水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴的内部密集 B．该口罩为不合格产品，其内侧材料对所有的液体都浸润 C．该口罩为合格产品，其内侧材料对所有的液体都不浸润 D．在固液接触层，水滴分子间的相互作用力比水滴和与它接触的口罩内侧材料分子的相互作用力大 必会提升练 1．如图的Ｕ形管中装有水银，其中左侧管中有2cm的气柱，气柱上方的水银高10cm，若大气压强为76cmHg，则两边水银面的高度差h为（　　） A．2cm B．8cm C．10cm D．4cm 2．如图所示，内径处处相等的L形直角导热细玻璃管竖直放置，两端封闭，玻璃管水平部分长为，竖直部分长为，玻璃管内有一段总长为的水银柱，水银柱的竖直部分上方为真空，水银柱水平部分的右侧封闭着长为的空气，环境温度，现缓慢升高环境温度至，水平部分的水银恰好全部进入竖直玻璃管，求： (1)； (2)保持环境温度不变，将L形管缓慢平放在水平桌面上，没有气体从管的一边通过水银逸入另一边，L形管平放至稳定时管中空气柱的压强为多少？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$