第2讲　固体、液体和气体 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦热学模块，依据新课标要求覆盖固体液体性质、气体压强计算、气体实验定律及图像问题等核心考点。通过分析近五年高考真题，明确气体实验定律应用（占比45%）和压强计算（占比30%）为高频考点，归纳单晶体判断、液柱活塞模型等常考题型，对接高考评价体系。 课件亮点在于“真题剖析+模型建构+素养提升”策略，如以2025年海南卷汽缸问题为例，运用理想气体状态方程推导温度与体积关系，培养科学推理和模型建构素养。针对气体图像问题，总结p-V、p-T图像斜率分析技巧，设“易错警示”专栏纠正液柱受力分析误区。助力学生掌握解题方法，教师可依此实施精准复习，提升备考效率。

高考总复习 物理 人教版 第2讲　固体、液体和气体 索引 考点1 考点2 课时跟踪练 考点3 考点4 返回导航 第十五章　热学 课程标准　1.了解固体的微观结构,知道晶体和非晶体的特点,了解液晶的主要性质。2.了解表面张力现象和毛细现象,知道它们的产生原因。3.掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。4.能用气体实验定律解决实际问题,并会分析气体图像问题。 返回导航 第十五章　热学 01 考点1　对固体和液体性质的理解 返回导航 第十五章　热学 1.固体 (1)分类:固体分为________和________两类。晶体又分为_________和__________。 (2)晶体和非晶体的比较   晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 有规则的几何形状 无确定的几何形状 无确定的几何外形 熔点 确定 __________ 不确定 确定 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 返回导航 第十五章　热学   晶体 非晶体 单晶体 多晶体 物理性质 各向异性 __________ 各向同性 典型物质 石英、云母、明矾、食盐 各种金属 玻璃、橡胶、蜂蜡、松香、沥青 转化 晶体和非晶体在一定条件下可以相互__________ 各向同性 转化 返回导航 第十五章　热学 2.液体 (1)液体的表面张力 ①作用效果:液体的表面张力使液面具有______的趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,______形表面积最小。 ②方向:表面张力跟液面_______,跟这部分液面的各条分界线_______。 ③形成原因:表面层中分子间距离比液体内部分子间距离大,分子间作用力表现为_______。 收缩 球 相切 垂直 引力 返回导航 第十五章　热学 (2)浸润和不浸润 ①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。 ②毛细现象:浸润液体在细管中_______,不浸润液体在细管中_______。 3.液晶 (1)液晶的物理性质 ①具有液体的__________。 ②具有晶体的____________________。 上升 下降 流动性 光学各向异性 返回导航 第十五章　热学 (2)液晶的微观结构 从某个方向上看,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。 返回导航 第十五章　热学 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)单晶体具有各向异性,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。 返回导航 第十五章　热学 1.晶体的所有物理性质都是各向异性的。( ) 2.液晶是液体和晶体的混合物。( ) 3.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体。( ) 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。( ) × √ × × 返回导航 第十五章　热学 固体的性质 (2026·黑龙江哈尔滨期中)关于晶体和非晶体,下列说法正确的是(　　) A.能呈现光的双折射现象的方解石具有固定的熔点 B.玻璃可以加工成规则的外形,所以玻璃是晶体 C.常见的金属没有规则的形状,所以它们是非晶体 D.晶体的微观结构呈现空间周期性的原因是构成晶体的分子是静止不动的 返回导航 第十五章　热学 [解析]　能呈现光的双折射现象,说明方解石具有各向异性的物理性质,则方解石属于单晶体,具有固定的熔点,故A正确;玻璃虽然可以加工成规则的外形,但玻璃是非晶体,故B错误;常见的金属虽然没有规则的形状,但它们是多晶体,故C错误;晶体的微观结构呈现空间周期性的原因是构成晶体的分子按照一定的规则排列,具有空间上的周期性,构成晶体的分子也在其平衡位置附近做热振动,故D错误。 返回导航 第十五章　热学 液体的性质 (2026·四川广安期末)关于液体表面张力,下列说法正确的是(　　) A.图甲中露珠呈球形,这是地球引力作用的结果 B.图乙中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,产生表面张力 C.图丙中水黾可以停在水面上,是由于受到水的浮力作用 D.图丁中喷防水剂后的玻璃和水滴发生了浸润现象 返回导航 第十五章　热学 [解析]　题图甲中露珠呈球形,这是液体表面张力的结果,故A错误;题图乙中的液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离,分子力表现为引力,从而产生表面张力,故B正确;题图丙中水黾可以停在水面上,是由于液体表面张力形成水膜,水膜对水黾的弹力与重力平衡,故C错误;题图丁中喷防水剂后的玻璃和水滴发生了不浸润现象,故D错误。 返回导航 第十五章　热学 02 考点2　气体的压强及计算 返回导航 第十五章　热学 1.气体压强 (1)产生原因:由于气体分子无规则的热运动,大量的分子频繁地碰撞器壁产生持续而稳定的压力。 (2)决定因素(一定质量的某种理想气体) 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数密度。 返回导航 第十五章　热学 2.平衡状态下气体压强的求法 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 返回导航 第十五章　热学 3.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。 4.求气体压强的两种模型 (1)活塞模型 如图所示是最常见的封闭气体的两种方式。 图甲中活塞的质量为m,活塞横截面积为S,外界大气压强为p0。由于活塞处于平衡状态,所以p0S+mg=pS,则气体的压强为p=p0+。 返回导航 第十五章　热学 图乙中的液柱也可以看成“活塞”,由于液柱处于平衡状态,所以pS+mg=p0S,则气体的压强为p=p0-=p0-ρ液gh。 返回导航 第十五章　热学 (2)连通器模型 如图所示,U形管竖直放置。同一液体中的相同高度处压强一定相等,所以气体B和A的压强关系可由图中虚线联系起来。有 pB+ρ液gh2=pA 而pA=p0+ρ液gh1 所以气体B的压强为pB=p0+ρ液g(h1-h2)。 返回导航 第十五章　热学 气体压强的产生和微观解释 关于气体压强的产生,下列说法正确的是(　　) A.气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力 B.气体对器壁的压强是由于气体的重力产生的 C.气体的温度越高,每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大 D.气体分子的平均动能增大,气体的压强一定增大 返回导航 第十五章　热学 [解析]　气体对器壁的压强是大量气体分子对器壁的碰撞作用产生的,气体对器壁产生的压强等于大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力,故A正确,B错误;气体的温度越高,分子平均动能越大,但不是每个气体分子的动能都变大,所以气体的温度越高,并不是每个气体分子与器壁碰撞的冲力越大,故C错误;压强的大小跟气体分子的平均动能、气体分子的数密度有关,可知气体分子的平均动能增大,气体的压强不一定增大,故D错误。 返回导航 第十五章　热学 活塞封闭气体压强的计算 如图甲、乙、丙、丁所示,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m,横截面积为S,汽缸、物块的质量均为M,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。 [答案]　甲:p0+　乙:p0-　丙:p0+ 丁:p0+ 返回导航 第十五章　热学 [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pAS=p0S+mg,得pA=p0+ 返回导航 第十五章　热学 题图乙中选汽缸为研究对象,受力分析如图(b)所示,由平衡条件知p0S=pBS+Mg,得pB=p0- 题图丙中选活塞为研究对象,受力分析如图(c)所示,pCS下sin α=p0S上+FN+mg,FN=Mg,S下sin α=S上,S上=S,由以上可得 pC=p0+ 题图丁中,对汽缸受力分析,如图(d)所示,则封闭气体的压强为pD=p0+。 返回导航 第十五章　热学 连通器模型气体压强的计算 已知大气压强为p0,液体密度均为ρ,重力加速度为g,图中各装置均处于静止状态,求各装置中被封闭气体的压强。 [答案]　甲:p0-ρgh　乙:p0-ρgh　丙:p0-ρgh 丁:p0+ρgh1　戊:pa=p0+ρg(h2-h1-h3)　pb=p0+ρg(h2-h1) 返回导航 第十五章　热学 [解析]　题图甲中,以高为h的液柱为研究对象,由平衡条件有 p甲S+ρghS=p0S 解得p甲=p0-ρgh 题图乙中,以B液面为研究对象,由平衡条件有 p乙S+ρghS=p0S 解得p乙=p0-ρgh 题图丙中,以B液面为研究对象,由平衡条件有 p丙S+ρghsin 60°·S=p0S 解得p丙=p0-ρgh 返回导航 第十五章　热学 题图丁中,以A液面为研究对象,由平衡条件有 p丁S=p0S+ρgh1S 解得p丁=p0+ρgh1 题图戊中,从开口端开始计算,右端大气压强为p0,同种液体同一水平面上的压强相同,所以b气柱的压强为pb=p0+ρg(h2-h1) 故a气柱的压强为pa=pb-ρgh3=p0+ρg(h2-h1-h3)。 返回导航 第十五章　热学 03 考点3　气体实验定律及理想气体状态方程的应用 返回导航 第十五章　热学 气体实验定律和理想气体状态方程   内容 表达式 玻意耳定律 一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成__________ p1V1=p2V2 查理定律 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__________ = 盖-吕萨克定律 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__________ = 反比 正比 正比 返回导航 第十五章　热学   内容 表达式 理想气体状态 方程 理想气体:在任何温度、任何_____下都遵从气体实验定律的气体 ①在压强不太大、温度不太低时,实际气体可以看作理想气体 ②理想气体的分子间除碰撞外不考虑其他作用,一定质量的某种理想气体的内能仅由_____决定 理想气体状态方程:__________或______ (质量一定的理想气体) *克拉伯龙方程:pV=nRT,其中n表示物质的量,n=, R为常数,对所有气体都相等 = 温度 压强 =C 返回导航 第十五章　热学 1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系 = 返回导航 第十五章　热学 2.两个重要的推论 (1)查理定律的推论:Δp=ΔT。 (2)盖-吕萨克定律的推论:ΔV=ΔT。 返回导航 第十五章　热学 1.理想气体是一种假想的物理模型,实际上并不存在。( ) 2.理想气体严格遵守气体实验定律。( ) 3.一定质量的理想气体,温度升高时,压强一定增大。( ) 4.一定质量的理想气体,温度升高,气体的内能一定增大。( ) × √ √ √ 返回导航 第十五章　热学 (人教版选择性必修第三册P30T4)一个容器内部呈不规则形状,为测量它的容积,在容器上插入一根两端开口的玻璃管,接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积为S,管内一静止水银柱封闭着长度为l1的空气柱,如图 所示,此时外界的温度为T1。现把容器浸在温度为T2的热水中,水 银柱静止时下方的空气柱长度变为l2。实验过程中认为大气压 没有变化,请根据以上数据推导容器容积的表达式。 答案:S 返回导航 第十五章　热学 解析:设容器容积为V0,根据气体实验定律得= 解得V0=S。 返回导航 第十五章　热学 气体实验定律的应用 (2025·海南卷)竖直放置的汽缸内,活塞横截面积S=0.01 m2,活塞质量不计,活塞与汽缸无摩擦,最初活塞静止,缸内气体T0=300 K,V0=5×10-3 m3,大气压强p0=1×105 Pa,g取10 m/s2。 返回导航 第十五章　热学 (1)若加热活塞缓慢上升,体积变为V1=7.5×10-3 m3,求此时的温度T1。 (2)若往活塞上放m=25 kg的重物,保持温度T0不变,求稳定之后,气体的体积V2。 [答案]　(1)450 K　 (2)4×10-3 m3 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)活塞缓慢上升过程中,气体做等压变化,根据盖-吕萨克定律有= 代入数值解得T1=450 K。 (2)设在活塞上放上重物稳定后,气体的压强为p2,根据平衡条件有p2S=p0S+mg 分析可知初始状态时气体压强与大气压强相等为p0,整个过程根据玻意耳定律有p0V0=p2V2 联立解得V2=4×10-3 m3。 返回导航 第十五章　热学 活塞或液柱移动方向的判断 (多选)(2025·河南卷)如图所示,一圆柱形汽缸水平固置,其内部被活塞M、P、N密封成两部分,活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时,P左、右两侧理想气体的温度分别为T1和T2,体积分别为V1和V2,T1<T2,V1<V2。则(　　)  返回导航 第十五章　热学 A.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将右移 B.固定M、N,若两侧气体同时缓慢升高相同温度,P将左移 C.保持T1、T2不变,若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将右移 D.保持T1、T2不变，若M、N同时缓慢向中间移动相同距离,P将左移 返回导航 第十五章　热学 [解析]　设开始时两部分气体压强为p0,固定M、N,假设P不动,由查理定律得Δp1=p0,Δp2=p0,T1<T2,则Δp1>Δp2,故P将右移,A正确,B错误;保持T1、T2不变,假设P不动,M、N移动相同的距离,则两部分气体体积减小量相同,由玻意耳定律得p0V1=p1(V1-ΔV),p0V2=p2(V2-ΔV),解得p1=p0,p2= p0,V1<V2,则p1>p2,故P将右移,C正确,D错误。 返回导航 第十五章　热学 理想气体状态方程的应用 (2026·广东云浮期末)如图所示,粗细均匀的U形管,左端封闭,右端开口,左端用水银封闭着长L=45 cm的理想气体,当温度为27 ℃时,两管水银面的高度差Δh=10 cm,外界大气压强为75 cmHg。 返回导航 第十五章　热学 (1)若对封闭气体缓慢加热,使左、右两管中的水银面相平,求封闭气体的摄氏温度t(结果保留整数)。 (2)若封闭气体的温度不变,从右管的开口端缓慢注入水银,使左、右两管中的水银面相平,求注入水银柱的长度l。 [答案]　(1)112 ℃　(2)22 cm 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)左、右两管中的水银面相平时,封闭气体的长度 L1=L+=50 cm 以封闭气体为研究对象,根据理想气体状态方程有 = 解得T2≈385 K,即t=112 ℃。 返回导航 第十五章　热学 (2)设注入水银柱使左、右两管中的水银面相平时,封闭气体的长度为L2,根据玻意耳定律有(p0-ρgΔh)L2S=p0L2S 解得L2=39 cm 根据几何关系,有l=Δh+2(L-L') 解得l=22 cm。 返回导航 第十五章　热学 04 考点4　气体状态变化的图像 问题 返回导航 第十五章　热学 图像类别 特点 举例 p-V图像 (等温过程) pV=CT(其中C为恒量),即p、V之积越大的等温线温度越高,线离原点越远   p- 图像 (等温过程) p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高   1.一定质量的理想气体不同图像的比较 返回导航 第十五章　热学 图像类别 特点 举例 p-T图像 (等容过程) p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小   V-T图像 (等压过程) V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小   返回导航 第十五章　热学 2.处理气体状态变化的图像问题的技巧 (1)图像上的某一条直线段或曲线段对应气体状态变化的一个过程,首先要看此过程属于等温、等容还是等压变化,然后用相应规律求解。 (2)在V-T图像(或p-T图像)中,比较两个状态的压强(或体积)时,可直接根据气体实验定律确定两个状态参量的关系,也可根据某点与原点连线斜率的大小确定,斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大。 返回导航 第十五章　热学 一定质量的理想气体经过一系列变化过程,如图所示,下列说法正确的是(　　) A.a→b过程中,气体温度降低,体积增大 B.b→c过程中,气体温度不变,体积减小 C.c→a过程中,气体压强增大,体积不变 D.在c状态时,气体的体积最小 返回导航 第十五章　热学 [解析]　a→b过程中,气体压强不变,温度降低,根据盖-吕萨克定律=C得知,气体体积应减小,故A错误;b→c过程中,气体的温度保持不变,即气体发生等温变化,根据玻意耳定律pV=C得知,由于压强减小,故气体体积增大,故B错误;c→a过程中,由题图可知,p与T成正比,则气体发生等容变化,体积不变,温度升高,则压强增大,故C正确;综上所述可知在b状态时,气体的体积最小,D错误。 返回导航 第十五章　热学 (2026·湖北武汉阶段练习)一定质量的理想气体,在状态变化过程中的p-T图像如图所示。在A状态时的体积为V0。 返回导航 第十五章　热学 (1)求B状态和C状态的体积。 (2)试画出从A状态到B状态,从B状态到C状态,最后回到A状态所对应的V-T图像和p-V图像(不需要解答过程,作图时要用V0、p0、T0标识出坐标轴的标度)。 [答案]　(1)VB=3V0　VC=V0　(2)图见解析 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)对气体A→B的过程,由盖-吕萨克定律得= 解得VB=3V0 B→C的过程,根据玻意耳定律得p0VB=3p0VC 解得VC=V0。 (2)V-T图像和p-V图像分别如图所示。 返回导航 第十五章　热学 课时跟踪练 温馨提示 返回导航 第十五章　热学 $