第2章 气体、固体和液体 章末综合提升（教师版）-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂同步复习（人教版）

物理·选择性必修第三册 章末综合提升 对应学生用书P48 [素养导图] 等温变化 体 气体的状态参量 热平衡定律 T=t+273.15KT与关系 度和温标 等温变化 成立条件：m、T一定 玻意耳定律 表达式：pV=C或p1V=p2V☑ p-V图像的等温线：双曲线 晶体和非晶体 气 固 体 单晶体与各向异性 ⑧ 等压变化 体 等压变化 盖一吕萨克定律 晶体的微观结构 和 体的等 公式异号 液体的表面张力 体 变 毛细现象 浸润和不浸润 等容变化 体 等容变化 查理定律 液晶 等容变化 公式：异号 理想气体的状态方程 理想气体 公式：咒C 气体实验定律的微观解释 [能力强化] 取一液片B,由其两侧受力平衡可知： [强化1]封闭气体压强的计算方法 PS+pghoS=poS+pghoS+pghS 封闭气体压强的计算是应用气体实验定律的基础， 即得p=p十Pgh 大致可分为液体封闭气体压强的计算和固体封闭 2.平衡时固体封闭气体压强的计算：固体封闭气体压 气体压强的计算， 强计算的典型问题是汽缸和活塞封闭气体压强的 1.平衡时液体封闭气体压强计算：液体封闭气体压强 计算，通常选活塞或汽缸为研究对象，对其进行受 的计算的典型问题是水银柱封闭气体压强的计算， 力分析，列平衡方程求封闭气体的压强. 采用的方法主要有： 3.容器加速运动时，封闭气体压强的计算：当容器加 (1)取等压面法：即根据同种液体在同一水平液面处 速运动时，通常选与气体相关联的液体柱、固体等 压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压 为研究对象，分析研究对象的受力情况，再根据运 强相等列方程求解压强， 动情况，根据牛顿第二定律列方程，可求得封闭气 如图中，C、D在同一液面处，两点压强相等，所以 体的压强， 封闭气体的压强p=p。十Pgh(其中h为液面间的 [例1]如图所示，一上端开口、下端封闭的细长玻 璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长l1=25.0cm 竖直高度差，不一定是液柱的长度). 的空气柱，中间有一段长l2=25.0cm的水银柱， 上部空气柱的长度(，=40.0cm.已知大气压强为 p。=75.0cmHg.现将一活塞（图中未画出）从玻璃 管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱长度变为 1,=20.0cm.假设活塞下推过程中没有漏气，求活 塞下推的距离 (2)参考液片法：通常是在液体的最低点选取假想的 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，进而求得封闭气体的压强， 如图所示，设U形管的横截面积为S,在其最低处 ·82· 第二章气体、固体和液体 思路点拔：研究玻璃管上、下两端封闭气体的初态 4.漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断发生变 和末态的状态参量，根据大气压强和水银柱长可求 化，属于变质量问题，不能用相关方程求解.如果选 出封闭气体的压强，结合玻意耳定律求解。 漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象，便可使 [解析]以cmHg为压强单位.在活塞下推前，玻 问题变成一定质量的气体状态变化，再用相关方程 求解即可 璃管下部空气柱的压强为 [例2]一只两用活塞气筒的原理如图所示（打气时 如图甲，抽气时如图乙)，其筒内体积为V。,现将它 与另一只容积为V的容器相连接，气筒和容器内的 空气压强为。，已知气筒和容器导热性能良好，当 分别作为打气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在 上述两种情况下，容器内的气体压强分别为多少？ p1=p。十l2 ① 打气 抽气 设活塞下推后，下部空气柱的压强为p'1,由玻意耳 定律得 p1=p'11 ② 甲 乙 如图，设活塞下推距离为△1，则此时玻璃管上部空 思路点拨：(1)因导热性能良好，所以是等温变化. 气柱的长度为'3=l3十U1一1一△1 ⊙ (2)打气时把变质量的问题，转化为一定质量的问 题：抽气依次推导归纳出规律来求得结果 设此时玻璃管上部空气柱的压强为p2,则 [解析]打气时，活塞每推动一次，把体积为V。、 p'2=p'1-l2 ④ 压强为p。的气体推入容器内，若活塞工作n次，就 由玻意耳定律得 是把压强为p。、体积为nV。的气体推入容器内，容 pl3=p'23 ⑤ 器内原来有压强为。、体积为V的气体，现在全部 由①至⑤式及题给数据解得 充入容器中，根据玻意耳定律得p,(V十nV。)= △l=15.0cm. P'V [答案]15.0cm 解得p'-V+nV) V二p=(1+nV）po [强化2]应用状态方程讨论变质量问题 抽气时，活塞每拉动一次，把容器中的气体的体积 分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适的研 从V膨胀为V十V。,而容器中的气体压强就要减 究对象，使这类问题转化为一定质量的气体问题， 小，活塞推动时，将抽气筒中的V。气体排出，而再 以便用气体实验定律求解未知量. 次拉动活塞时，将容器中剩余的气体从V又膨胀到 1.充气问题：向球、轮胎等封闭容器中充气是一个 V十V,容器内的压强继续减小，根据玻意耳定 典型的变质量的气体问题.只要选择容器内原 律得 有气体和即将打人的气体作为研究对象，就可 第一次抽气：，V=p,(V十V,),则 把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定 V PI-ViV Po 质量问题. 第二次抽气：pV=(V十V。) 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 则=YA=(n 抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象， 可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定 则第n次抽气后：A气)p。 质量问题 [答案] 1+)p(). 3.分装问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容 「强化3] 气体状态变化的图像问题 器中的问题也是一个典型的变质量问题.分析这类 1.常见的有pV图像、VT图像、pT图像三种 问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的 2.要能够识别V图像、力T图像、V-T图像中的等 气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转 温线、等容线和等压线，能从图像上解读出状态参 化为定质量问题 量和状态变化过程 ·83. 物理·选择性必修第三册 3,.依据理想气体状态方程兴-C,得到V-T或力 (2)观察图像，弄清图像中各量的变化情况，看是否 属于特殊变化过程，如等温变化、等容变化或等！ 号T,认识办己图像、VT图像力-T图像斜率的 压变化 意义 (3)若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变化的图 像（如等温线、等容线或等压线）实现两个状态的 4.作平行于横轴（或纵轴）的平行线，与同一坐标系内 比较 的两条pV线（或p线），或两条VT线或两条 (4)涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和相应微 -T线交于两点，两点横坐标（或纵坐标）相同，依 观量的对应关系。 据纵坐标（或横坐标)关系，比较第三物理量的 [强化4]液体微观结构、宏观性质及其浸润、毛细 关系 现象 [例3]如图所示，1、2、3为一定质量理想气体在 1.液体的结构更接近于固体，具有一定体积、难压缩、 易流动、没有一定形状等特点. pV图中的三个状态.该理想气体由状态1经过程 2.表面张力是液体表面层各个部分之间相互作用的 1>2→3到达状态3，其中2→3之间图线为双曲 引力.它是由表面层内分子之间的引力产生的，表 线.已知状态1的参量为p1=1.0×10Pa,V=2 面张力使液体表面具有收缩的趋势. L,T1=200K. 3.浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，与附着层 的分子分布有关. 4.毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用的结 果.若液体浸润毛细管管壁，则附着层有扩张的趋 势，毛细管中液面上升，反之，下降。 [例4]（多选）同一种液体，滴在固体A的表面时， 出现如图甲所示的情况；当把毛细管B插入这种液 (1)若状态2的压强p2=4.0×10Pa,则温度T2 体时，液面又出现如图乙所示的情况.若A固体和 是多少？ B毛细管都很干净，则下列说法正确的是() (2)若状态3的体积V3=6L,则压强p3是多少？ 思路点拔：(1)由图像分析各个过程的变化，1→2 是等容变化，2→3是等温变化. A (2)利用查理定律、玻意耳定律，找到初、末状态参 Zn☑ 量，列方程求解. 甲 乙 [解析](1)1→2是等容变化 A.A固体和B管可能是由同种材料制成的 由壶型定体得号一会解容T-是不=0K B.A固体和B管一定不是由同种材料制成的 C.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比 (2)2→3是等温变化 B管的分子对液体附着层内的分子的引力小些 由玻意耳定律得2V2=p3V D.固体A的分子对液体附着层内的分子的引力比 p:V2=4X10 Pa. B管的分子对液体附着层内的分子的引力大些 解得p,= 3 思路点拨：(1)把握好浸润与不浸润产生的原因是 [答案] (1)800K(2)专×10Pa 解题关键， (2)浸润与不浸润是相对的，不同材料，情况可以 规律总结] 不同 解决图像问题应注意的几个问题 [解析]由所给现象知，该液体对A不浸润，对毛 (1)看清坐标轴，理解图像的意义：图像上的一个点 细管B浸润，A错误，B正确；固体A的分子对液 表示一定质量气体的一个平衡状态，它对应着三 体附着层内的分子引力比B管的分子对液体附着 个状态参量；图像上的一条直线或曲线表示一定 层内的分子的引力小，C正确，D错误. 质量气体状态变化的一个过程， [答案]BC ·84