第2章 气体、固体和液体 章末综合提升（学生版）-【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）

第二章气体、固体和液体 章末综合提升 [素养导图] 等温变化 气体的状态参量 温度和温标 的等温变化 成立条件：m、T一定 热平衡定律 玻意耳定律 表达式：pV=C或pV=p,V T=t+273.15KT与关系 p-V图像的等温线：双曲线 晶体和非晶体 气 单晶体与各向异性 固 等压变化 体 晶体的微观结构 体 等压变化 盖一吕萨克定律 袋 体的等 公武：异员 液体的表面张力 体 等容变化 毛细现象一浸润和不浸润 体 等容变化 查理定律 液晶 等容变化 公式：会会 理想气体的状态方程 理想气体 公式：四c 气体实验定律的微观解释 [能力强化] (2)参考液片法：通常是在液体的最低点选取 [强化1]封闭气体压强的计算方法 假想的液体薄片（自身重力不计）为研究对 封闭气体压强的计算是应用气体实验定律 象，分析液片两侧受力情况，建立平衡方程 的基础，大致可分为液体封闭气体压强的计 消去面积，得到液片两侧压强相等，进而求 算和固体封闭气体压强的计算， 得封闭气体的压强 1.平衡时液体封闭气体压强计算：液体封闭气 如图所示，设U形管的横截面积为S,在其 体压强的计算的典型问题是水银柱封闭气 最低处取一液片B,由其两侧受力平衡 体压强的计算，采用的方法主要有： 可知： (1)取等压面法：即根据同种液体在同一水平 pS+oghoS=PoS+oghoS+oghS 液面处压强相等，在玻璃管内灵活选取等 即得p=p,+Pgh 2.平衡时固体封闭气体压强的计算：固体封闭 压面，由两侧压强相等列方程求解压强！ 气体压强计算的典型问题是汽缸和活塞封 如图中，C、D在同一液面处，两点压强相 闭气体压强的计算，通常选活塞或汽缸为研 等，所以封闭气体的压强p=p。十Pgh(其 究对象，对其进行受力分析，列平衡方程求 中h为液面间的竖直高度差，不一定是液 封闭气体的压强， 柱的长度). 3.容器加速运动时，封闭气体压强的计算：当 容器加速运动时，通常选与气体相关联的液 体柱、固体等为研究对象，分析研究对象的 受力情况，再根据运动情况，根据牛顿第二 定律列方程，可求得封闭气体的压强， ·63· 物理·选择性必修第三册 [例1]如图所示，一上端开口、下端封闭 4.漏气问题：容器漏气过程中气体的质量不断 的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部 发生变化，属于变质量问题，不能用相关方 封有长l1=25.0cm的空气柱，中间有 程求解.如果选漏出的气体和容器内剩余气 一段长l2=25.0cm的水银柱，上部空 体为研究对象，便可使问题变成一定质量的 气柱的长度13=40.0cm.已知大气压强 气体状态变化，再用相关方程求解即可. 为p,=75.0cmHg.现将一活塞（图中未画出） [例2]一只两用活塞气筒的原理如图所示 从玻璃管开口处缓慢往下推，使管下部空气柱 (打气时如图甲，抽气时如图乙)，其筒内体 长度变为1，=20.0cm.假设活塞下推过程中 积为V。,现将它与另一只容积为V的容器 没有漏气，求活塞下推的距离. 相连接，气筒和容器内的空气压强为。，已 思路点拨：研究玻璃管上、下两端封闭气体 知气筒和容器导热性能良好，当分别作为打 的初态和末态的状态参量，根据大气压强和 气筒和抽气筒时，活塞工作n次后，在上述 水银柱长可求出封闭气体的压强，结合玻意 两种情况下，容器内的气体压强分别为 耳定律求解. 多少？ 打气 抽气 甲 乙 思路点拨：(1)因导热性能良好，所以是等温 变化 (2)打气时把变质量的问题，转化为一定质量的 [强化2]应用状态方程讨论变质量问题 问题：抽气依次推导归纳出规律来求得结果 分析变质量问题时，可以通过巧妙地选择合适 的研究对象，使这类问题转化为一定质量的气 体问题，以便用气体实验定律求解未知量， 1.充气问题：向球、轮胎等封闭容器中充气是 一个典型的变质量的气体问题.只要选择容 器内原有气体和即将打入的气体作为研究 对象，就可把充气过程中的气体质量变化的 问题转化为定质量问题。 「强化3]气体状态变化的图像问题 2.抽气问题：从容器内抽气的过程中，容器内 1.常见的有bV图像、VT图像、T图像 的气体质量不断减小，这属于变质量问题. 三种， 分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩 2.要能够识别DV图像、pT图像、V-T图像 余气体作为研究对象，可把抽气过程中的气 中的等温线、等容线和等压线，能从图像上 体质量变化的问题转化为定质量问题 解读出状态参量和状态变化过程， 3.分装问题：将一个大容器里的气体分装到多 个小容器中的问题也是一个典型的变质量 3.依据理想气体状态方程兴-C,得到V-ST 问题.分析这类问题时，可以把大容器中的气 体和多个小容器中的气体看成整体来作为研 或p-光T,认识p图像、VT图像pT图 究对象，可将变质量问题转化为定质量问题， 像斜率的意义， ·64 第二章气体、固体和液体 4.作平行于横轴（或纵轴）的平行线，与同一坐 (3)若不是特殊过程，可在坐标系中作特殊变 标系内的两条pV图线（或p图线），或两 化的图像（如等温线、等容线或等压线）实 现两个状态的比较！ 条VT图线或两条DT图线交于两点，两 (4)涉及微观量的考查时，要注意各宏观量和 点横坐标（或纵坐标）相同，依据纵坐标（或 相应微观量的对应关系 横坐标)关系，比较第三物理量的关系， [强化4]液体微观结构、宏观性质及其浸 [例3]如图所示，1、2、3 润、毛细现象 02 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、 V图像中的三个状态. 难压缩、易流动、没有一定形状等特点。 该理想气体由状态1经 2.表面张力是液体表面层各个部分之间相互作 01 过程1→2→3到达状态 用的引力.它是由表面层内分子之间的引力产 3,其中2→3之间图线为双曲线.已知状态 生的，表面张力使液体表面具有收缩的趋势 1的参量为p1=1.0×105Pa,V1=2L,T 3.浸润、不浸润现象和液体、固体都有关系，与 =200K. 附着层的分子分布有关. (1)若状态2的压强p2=4.0×105Pa,则温 4.毛细现象是表面张力、浸润和不浸润共同作用 度T2是多少？ 的结果.若液体浸润毛细管管壁，则附着层有 (2)若状态3的体积V3=6L,则压强3是 扩张的趋势，毛细管中液面上升，反之，下降. [例4幻（多选）同一种液体，滴在固体A的表 多少？ 面时，出现如图甲所示的情况；当把毛细管 思路点拨：(1)由图像分析各个过程的变化， B插入这种液体时，液面又出现如图乙所示 1→2是等容变化，2→3是等温变化. 的情况.若A固体和B毛细管都很干净，则 (2)利用查理定律、玻意耳定律，找到初、末 下列说法正确的是 ) 状态参量，列方程求解. A ☑ 甲 A.A固体和B管可能是由同种材料制成的 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 [规律总结] 引力比B管的分子对液体附着层内的分 解决图像问题应注意的几个问题 子的引力小些 (1)看清坐标轴，理解图像的意义：图像上的 D.固体A的分子对液体附着层内的分子 一个点表示一定质量气体的一个平衡状 的引力比B管的分子对液体附着层内的 态，它对应着三个状态参量；图像上的 分子的引力大些 思路点拨：(1)把握好浸润与不浸润产生的 条直线或曲线表示一定质量气体状态变 原因是解题关键， 化的一个过程. (2)浸润与不浸润是相对的，不同材料，情况 (2)观察图像，弄清图像中各量的变化情况， 可以不同. 看是否属于特殊变化过程，如等温变化、 [尝试解答] 等容变化或等压变化. 65·物理·选择性必修第三册 探究2探究导引 提示：某些化合物像液体一样具有流动性，而其光学性质 与某些晶体相似，具有各向异性，人们把处于这种状态的 物质叫作液晶.液晶物质都具有较大的分子，通常是棒状 分子、碟状分子、平板状分子.不同分子形状的液晶其用 途往往也不同，但它在作为显示元件方面的用途已经深 入到了生物医学、电子工业、航空工业以及生活中的各个 方面，在今后的显示器中，液晶将扮演主角. [例2][解析]附着层I液体分子比液体内部分子密集， 附着层内液体分子间距离小于0，附着层内分子间作用 表现为斥力，附着层有扩散趋势，C正确：附着层Ⅱ内液 体分子比液体内部分子稀疏，附着层内液体分子间距离 大于0，附着层内分子间作用表现为引力，附着层有收缩 的趋势，D正确：表面层内分子比液体内部疏，表现为引 力，A正确，B错误. [答案]ACD 跟踪训练 3.ACD[这是浸润现象，这时固体分子与液体分子间的引 力相当强，造成附着层内分子的分布比液体内部密，这样 就会使液体间出现相互排斥力，使液体跟固体接触的面 积有扩大的趋势.故A、C、D正确，B错误.] 4.BD[液晶是一种介于晶体与液体之间的液态晶体，它不 是晶体更不是非晶体：液晶分子的排列像晶体分子一样 排列有序，但是它们又像液体分子一样可以自由移动，没 有固定的位置，即位置无序，所以液晶具有流动性：有些 物质只有在特定的条件下才具有液晶态，并不是所有物 质都是液晶态：天然存在的液晶很少，多数液晶是人工合 成的，目前已达到5000多种.故正确答案为B、D.] 创新拓展提素养 [典例展示][解析]液晶分子在特定方向排列比较整 齐，具有各向异性，但分子的排列是不稳定的，故A错误； 外界条件的微小变化都会引起液晶分子排列的变化，从 而改变液晶的某些性质.温度、压力、外加电压等因素变 化时，都会改变液晶的光学性质.液晶电视依据的是液晶 的光学性质随外加电压的变化而变化工作的，故D正确， B、C错误. [答案]D 课堂自测·夯基础 1.ABD[两滴水银相接触，立即会合并到一起，是表面张 力的原因，A正确：熔化的蜡从燃烧的蜡烛上流下来，冷 却后呈球形，是因为表面张力使液体表面县有收缩的趋 势，B正确：用熔化的玻璃制成各种玻璃器皿，跟各种模型有 关，不是表面张力造成的，C错误；水珠在荷叶上呈球形，是 因为表面张力使液体表面具有收缩的趋势，D正确.] ·15 2.AC[因为水能浸润玻璃，无论管内外均为浸润，故A正 确，B错误：水银不浸润玻璃，故C正确：选项D中外面浸 润，里面不浸润，所以是不可能的，故D错误.] 3.D[一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质 均有关，不能肯定哪种液体是浸润液体或不浸润液体，故 A错误；在浸涧现象中，附着层内分子受到固体分子吸引 力较液体内部分子吸引力大，分子分布比液体内部更密， 因而在附着层里液体分子表现出相互排斥的力，附着层 有扩展的趋势，故B、C错误，D正确.] 4.BCD[通常棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质容 易具有液晶态，但不是任何时候都呈液晶态，故A错误， B、C、D正确.] 5.不对，因为水滴从弯管管口处落下之前，弯管管口的水面 在重力作用下要向下凸出，这时表面张力的合力竖直向 上，使水不能流出. 章末综合提升 能力强化 [例1][解析]以cmHg为压强单位.在活塞下推前，玻 璃管下部空气柱的压强为p1=p0十2 ① 设活塞下推后，下部空气柱的压强为p'1,由玻意耳定律 得p1l1=p'11 ② A 如图，设活塞下推距离为△l,则此时玻璃管上部空气柱的 长度为1'3=l3+l1-11-△1 ③ 设此时玻璃管上部空气柱的压强为'2，则 p2=p'1-l2 ④ 由玻意耳定律得 p6l3=p213 ⑤ 由①至⑤式及题给数据解得 △l=15.0cm. [答案]15.0cm [例2][解析]打气时，活塞每推动一次，把体积为V。、 压强为p。的气体推入容器内，若活塞工作次，就是把 压强为p0、体积为V。的气体推入容器内，容器内原来有 压强为p、体积为V的气体，现在全部充入容器中，根据 玻意耳定律得p(V十Vo)=p'V 6 解得-V牛心，=1+a合)p 抽气时，活塞每拉动一次，把容器中的气体的体积从V膨 胀为V十V。,而容器中的气体压强就要减小，活塞推动 时，将抽气筒中的V。气体排出，而再次拉动活塞时，将容 器中剩余的气体从V又膨胀到V十V。,容器内的压强继 续减小，根据玻意耳定律得 第一次抽气：poV=p1(V+Vo),则 V P1-ViVoPo 第二次抽气：p1V=p2(V+Vo) 则p1=()）', 则第n次抽气后：，=(V)° [答案](1+)p()p [例3][解析](1)1→2是等容变化 由壶理定律得号-号解得T7,兴1=80K (2)2→3是等温变化 由玻意耳定律得p2V2=p3V 解锋-学-专×10P [答案](1)800K(2)4X105Pa [例4][解析]由所给现象知，该液体对A不浸润，对毛 细管B浸润，A错误，B正确；固体A的分子对液体附着 层内的分子引力比B管的分子对液体附着层内的分子的 引力小，C正确，D错误. [答案]BC 第三章 热力学定律 第一节功、热和内能的改变 自主预习·探新知 知识点11.(1)能量吸热放热(2)上升热效应 (3)方式2.(1)自身状态绝热变化(2)△U=W 知识点21.(1)温度(2)温度热量2.(1)内能 (2)△U=Q(3)内能转化内能的转移 自我检测 1.(1)×(2)/(3)×(4)/ 2.提示：打气筒外壳温度升高甚至烫手，这是由于打气时活 塞压缩气体，对气体做功，使气体内能增加，温度升高. 合作探究·攻重难 探究1探究导引 提示：钻木取火的过程是对木块进行做功的过程，木块内 能的增加来源于外界对木块做的功， ·16 参考答案 [例1][解析]由F通过活塞对密闭的理想气体做正功， 容器及活塞绝热，知Q=0,由功和内能的关系知理想气 体内能增大，温度T升高，再根招兴 =C,体积V减小，压 强p增大，故C正确. [答案]C 跟踪训练 1.D[绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生传热，膨胀 过程气体体积增大，气体对外界做功，W0,由△U=U? 一U1=W可知，气体内能减少.由于气体分子间的势能忽 略，故气体分子的平均动能减小.故D正确.] 2.C[绝热时Q=0,△J=W,但物体落在活塞上时，有一部 分机械能在碰撞时转化为内能，这些内能没能被封闭气 体吸收，因此W<Mgh十mg△h,故C正确.] 探究2探究导引 提示：(1)增加了. (2)由于热水的温度较高，将烧瓶放进盛满热水的烧杯 里，气体吸收了热水的热量，内能增加，温度升高，体积增 大，逐渐膨胀起来， [例2][解析]热平衡条件是温度相等，传热的方向是从 温度高的物体传向温度低的物体；在传热过程中高温物 体放出的热量等于低温物体吸收的热量，故A、C正确， B、D错误 [答案]AC 跟踪训练 3.AD[冬天，室外的铁块温度低，手温度高，用手拿铁块 时，手上的热量直接通过传导的方式传到铁块上，用暖水 袋暖手，道理同上，开空调后整个房间内温度降低，是空 气通过对流的方式使热空气降温.晒小麦是依靠太阳辐 射来吸收热量的，故A、D正确.] 4.CD[物体的内能是指物体内所有分子动能和分子势能 的总和，而要改变物体的内能可以通过做功和传热两种 途径，这三者的物理意义不同，故A错误热量是表示在 传热过程中物体内能变化多少的，而功也是用做功的方 式量度物体内能变化多少的，故B错误，C正确；三者的 单位都是焦耳，故D正确.] 创新拓展提素养 [典例展示][解析]根据题干“能够依靠被动辐射冷却 来自然散热，从其覆盖的物体中吸收热量向外散去，也就 是说，它能够在无需冷却水和零能量损耗的情况下，像空 调系统一样冷却烈日下的建筑物”知，无需提供电能和机 械能，它从其覆盖的物体中吸收热量，故A、B、D错误，C 正确. [答案]C 7