第14章 第2讲 固体、液体和气体的性质(基础落实课)（学案）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（江苏专版）

第2讲　固体、液体和气体的性质(基础落实课) 一、固体和液体 1．固体：固体通常可分为晶体和非晶体，具体见下表： 　　分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 　　　　 不规则 熔点 确定 不确定 物理性质 各向　　　　 各向　　　　 微观结构 组成晶体的物质微粒有　　　　地、周期性地在空间排列 注意:多晶体中每个小晶体间的排列无规则 无规则 2．液体 (1)液体的表面张力 作用 液体的表面张力使液面具有收缩到表面积　　　　的趋势 方向 表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界面　　　　 (2)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，也就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，液体不浸润固体。 (3)毛细现象：指浸润液体在细管中　　　的现象，以及不浸润液体在细管中　　　的现象，毛细管越细，毛细现象越明显。 (4)液晶 ①液晶分子既保持排列有序而显示各向　　　　，又可以自由移动位置，保持了液体的　　　　。 ②液晶分子的位置无序使它像　　　　，排列有序使它像　　　　。 ③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是　　　　的。 二、气体 气体强 产生原因 由于大量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 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　　　 理想气体 模型 宏观模型 在任何条件下始终遵守　　　的气体 注意: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 微观模型 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力,即分子间无　　　 气体实验三定律　 玻意耳定律 p1V1=p2V2 查理定律 ＝或＝ 盖-吕萨克定律 ＝或＝ 理想气体的状态方程 表达式 ＝或＝C 微点判断　 1．有无确定的熔点是区分晶体和非晶体比较准确的方法。(　 ) 2．液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。(　 ) 3．草叶上的小露珠呈球形是表面张力作用的结果。(　 ) 4．气体的压强是由气体自身的重力产生的。(　 ) 5．压强极大的气体不再遵从气体实验定律。(　 ) 经典回练　 (人教选择性必修3P25T3·改编)一个足球的容积是2.5 L。用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125 mL、压强与大气压强相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的气体的压强与大气压强相同，且打气过程中气体温度保持不变，则打了20次时，足球内部气体的压强p与大气压强p0的关系正确的是　(　 ) A．p＝2p0 B．p>2p0　 C．p<2p0 D．不确定 逐点清(一)　固体、液体性质的理解 |题|点|全|练|　 1．[晶体与非晶体的比较]随着科技的发展，国家对晶体材料的研究也越来越深入，尤其是对稀土晶体的研究，已经走在世界的前列。关于晶体和非晶体，下列说法正确的是(　 ) A．晶体都有规则的几何外形，非晶体则没有规则的几何外形 B．同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现 C．单晶体具有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点 D．多晶体是由单晶体组合而成的，但单晶体表现为各向异性，多晶体表现为各向同性 2．[液晶的特性](2025·无锡高三检测)在不同温度下某物质材料的分子排列如图所示，甲图对应的温度为T1，乙图对应的温度为T2。则(　 ) A．T1>T2 B．甲、乙两图中的分子都在做热运动 C．甲图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 D．乙图中沿不同方向单位长度上的分子数相同 3．[液体性质的理解](2025·扬州高三质检)如图所示，水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，附着在玻璃上；水滴在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。下列说法正确的是(　 ) A．水浸润石蜡 B．玻璃面上的水没有表面张力 C．蜡面上水滴呈扁平球形主要是由于水的表面张力的作用 D．水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用强 |精|要|点|拨|　 1．区别晶体和非晶体的方法 (1)要判断一种物质是晶体还是非晶体，关键是看有无确定的熔点，有确定熔点的是晶体，无确定熔点的是非晶体。 (2)从导电、导热等物理性质来看，物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的可能是多晶体，也可能是非晶体。 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 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 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，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小 逐点清(二)　气体压强的计算及微观解释 细作1　“活塞模型”封闭气体压强的计算　 1．如图，内壁光滑的汽缸竖直放置在水平桌面上，用活塞封闭一定质量的理想气体。活塞上表面水平，下表面倾斜，倾斜面与左壁的夹角为θ，质量为20 kg，活塞的上表面的面积为S＝2×10－3 m2，外界大气压强为1×105 Pa，重力加速度g取10 m/s2。求封闭气体的压强为多少？ 细作2　“连通器模型”封闭气体压强的计算　 2．如图所示，两端开口的“U”形玻璃管竖直放置，其右侧水银柱之间封住一段高h＝5 cm的空气柱。空气柱下方的水银面与玻璃管左侧水银面的高度差也为h。已知大气压强为75 cmHg，空气柱中的气体可视为理想气体，周围环境温度保持不变，玻璃管的导热性良好且玻璃管粗细均匀。下列说法正确的是(　 ) A．右侧玻璃管中空气柱上方的水银柱高度小于5 cm B．封闭空气柱中气体的压强为70 cmHg C．从玻璃管右侧管口缓慢注入少量水银，空气柱的压强一定变大 D．从玻璃管左侧管口缓慢注入少量水银，空气柱的压强一定变大 　封闭气体压强的求解方法 (1)平衡状态下封闭气体压强的求法 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处的总压强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。 细作3　气体分子的运动特点　 3．氧气分子在0 ℃和100 ℃下的速率分布如图所示，纵轴表示对应速率的氧气分子数目ΔN占氧气分子总数N的百分比，则关于分子运动的说法正确的是(　 ) A．0 ℃的氧气分子速率一定比100 ℃时速率小 B．0 ℃的氧气分子平均动能可能比100 ℃时的大 C．同一温度下，速率中等的氧气分子所占比例大 D．温度越高，同样速率的分子对应的百分比都增加 　气体分子的运动特点 (1)气体分子之间的距离远大于分子直径，气体分子之间的作用力十分微弱，可以忽略不计。 (2)气体分子的速率分布，表现出“中间多，两头少”的统计分布规律。 (3)气体分子向各个方向运动的机会均等。 (4)温度一定时，某种气体分子的速率分布是确定的，速率的平均值也是确定的，温度升高，气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的速率都增大。 细作4　气体压强的微观解释　 4．(2023·北京高考)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 　决定气体压强的微观因素 1．气体压强的产生：单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁产生持续、均匀的压力，所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。 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(即单位体积内气体分子的数目)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。 (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，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。 逐点清(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,压强与体积成反比 一定质量的某种气体,在体积不变的情况下,压强与热力学温度成正比 一定质量的某种气体,在压强不变的情况下,其体积与热力学温度成正比 表达式 p1V1=p2V2 ＝ 拓展: Δp＝ΔT ＝ 拓展: ΔV＝ΔT 2．理想气体状态方程 ＝或＝C(质量一定的理想气体)。 3．解决理想气体状态变化问题的基本思路 [考法全训] 考法1　等容变化与等温变化 1．(人教选择性必修3P44T4)汽车行驶时轮胎的胎压太高或太低容易造成安全隐患。已知某型号轮胎能在－40～100 ℃温度下正常工作，为使轮胎在此温度范围内工作时的最高胎压不超过3.535×105 Pa，最低胎压不低于1.616×105 Pa。设轮胎容积不变，若在温度t为20 ℃时给该轮胎充气，充气后的胎压在什么范围内比较合适？ 2．(2024·安徽高考)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V0＝30 L，从北京出发时，该轮胎内气体的温度t1＝－3 ℃，压强p1＝2.7×105 Pa。哈尔滨的环境温度t2＝－23 ℃，大气压强p0取1.0×105 Pa。求： (1)在哈尔滨时，充气前该轮胎内气体压强的大小。 (2)充进该轮胎的空气体积。 |考|教|衔|接|　 命题导向：高考由“理性”素材向“生活化”素材转变 所谓物理，就是因“物”明“理”，生活处处皆物理。为提升学生学习物理的兴趣，激发学生探究物理的热情，消除学生对物理的畏惧感，高考命题正由纯理性素材、探究素材向生活化、接地气的素材方向转变。上述教材题和高考题均以学生熟悉的、生活化的素材(汽车胎压问题)为案例，且两题的命题点一致(教材题考查气体等容变化，高考题综合考查气体等容变化与等温变化)。 　 考法2　等压变化与等容变化 3．某同学制作了一个简易的环境温度监控器，如图所示，汽缸导热，缸内温度与环境温度可以认为相等，达到监控的效果。汽缸内有一质量不计、横截面积S＝10 cm2的活塞封闭着一定质量理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。当缸内温度为T1＝300 K时，活塞与缸底相距H＝3 cm，与重物相距h＝2 cm。环境空气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度大小g＝10 m/s2，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。 (1)当活塞刚好接触重物时，求缸内气体的温度T2；(2)若重物质量为m＝2 kg，当轻绳拉力刚好为零时，警报器开始报警，求此时缸内气体温度T3。 考法3　理想气体状态方程 4．如图所示的导热容器内充有一定质量的理想气体，容器被绝热活塞分成A、B两部分，活塞可以在容器内无摩擦地滑动，稳定时两部分气体体积之比为VA∶VB＝2∶1，其中容器的B部分安装有电热丝。已知初始时A部分的气体压强为p＝1.0×105 Pa，活塞的质量为m＝1 kg，横截面积S＝2.5 cm2，重力加速度g＝10 m/s2，现把容器缓慢地由竖直旋转至水平。 (1)稳定后，求A、B两部分气体体积之比； (2)如果用绝热材料把整个容器包起来，使它与外界绝热，用电热丝给B部分气体加热，使A、B两部分气体的体积相等，求此时A、B两部分气体的热力学温度之比。 逐点清(四)　气体状态变化的图像问题 气体的四类“等值变化”图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 等 温 变 化 p⁃V图像 pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远 p­图像 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 等容变化:p⁃T图像 p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T图像 V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 注意：各个常量“C”意义有所不同，可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 [考法全训] 考法1　气体的p­V图像 1．一定质量的理想气体经历了如图所示的A→B→C状态变化，已知该气体在状态C时的热力学温度为280 K，则该气体在状态A和状态B时的热力学温度分别为(　 ) A．567 K,280 K　　　 B．420 K,280 K C．567 K,300 K D．420 K,300 K 考法2　气体的V­T图像 2.如图所示，一定质量的理想气体在状态 A 时压强为 p0，经历从状态A→B→C→A 的过程。 下列判断正确的是(　 ) A．气体在状态C 时压强为 3p0 B．从状态A到状态B的过程中，气体分子的数密度减小 C．从状态C到状态 A的过程中，气体可能放出热量 D．从状态 C到状态A的过程中，气体分子在单位时间内对单位面积的撞击次数减少 考法3　气体的p­T图像 3．(2023·江苏高考)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 考法4　气体的p­图像 4．一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p­图线如图所示，变化顺序由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线段与轴垂直。气体在此状态变化过程中(　 ) A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大 B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小 C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小 D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变 考法5　气体状态变化图像的转换 5.(2023·辽宁高考)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p­T图像如图所示。该过程对应的p­V图像可能是(　 ) 课下请完成课时跟踪检测(六十八) 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $$