第14章 第2讲 固体和液体 气体压强计算及图像分析 课件 -2027届高考物理一轮复习考点精讲

该高中物理高考复习课件聚焦热学核心考点，涵盖固体液体性质、理想气体模型、气体压强计算及图像分析等高考必备内容。依据高考评价体系梳理晶体与非晶体比较、表面张力成因等物理观念，通过公式推导（如压强计算的力平衡法）和典例归纳选择、计算题等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考点内化+科学思维训练”，如气体压强计算的连通器法、牛顿第二定律应用，图像分析中斜率比较法（V-T图斜率与体积关系），培养模型建构与科学推理素养。结合教材改编典例及高考真题练习，帮助学生掌握解题技巧，教师可据此系统推进复习，助力高效备考。

第十四章　热学 第2讲　固体和液体　 气体压强计算及图像分析 -- 第十四章　热学 1．知道固体及晶体和非晶体的特点。 2．知道液晶在显示技术中的应用。 3．知道液体的表面张力。 4．知道理想气体模型。 5．会计算气体压强。 6．会分析气体图像问题。 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 AC -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 C -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 AC -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 AC -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 BD -- 第十四章　热学 AC -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 -- 第十四章　热学 谢谢观看 -- 第十四章　热学 考点一　固体和液体 【考点内化】 1．晶体(单晶体、多晶体)与非晶体宏观性质的比较。 要点 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 几何性质 具有规则的几何形状 没有规则的几何形状 物理性质 各向异性 各向同性 熔点 有一定熔点 无一定熔点 实例 石英、明矾、食盐 各种金属 玻璃、松香、沥青 2．液体表面层的特点及表面张力的成因(如图)。 (1)表面层(A)中分子有效作用距离的数量级约为10-9 m。 (2)表面层(A)中的分子要比液体内部(B)稀疏些，即表面层(A)中分子间的距离比液体内部(B)的大一些，在表面层(A)中的分子间的相互作用表现为引力。 (3)表面层(A)中的分子和内部(B)分子相比，缺少了一些能吸引它的分子(图中阴影部分)，处于表面层(A)中的分子受到分子力的合力f垂直液面指向液体内部。 (4)分子力的合力f使液体表面层(A)变成曲线MN，液体表面张力的方向自然就是沿液面切线指向容器的两侧，如图中的F。 3．液晶。 (1)定义：由固态向液态转化的中间态液体具有和晶体相似的性质，称为液晶。 (2)性质：液晶在力学性质上与液体相同，具有流动性、连续性，可以形成液滴。在光学性质、电学性质等方面又具有明显的各向异性，因此又具有晶体的某些性质。 (3)应用：利用液晶在外加电压的影响下，会由透明状态变成混浊状态而不透明，去掉电压后，又会恢复透明的特性可以做成显示元件，如图所示。可利用液晶温度改变时会改变颜色，随着温度的上升，液晶按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序改变颜色，温度降低，又按相反顺序改变颜色的特性来探测温度。 【考教衔接】 　(多选)(教材改编)如图，分别表示金刚石、石墨、富勒烯和石墨烯的微观结构，下列判断正确的是(　　) A．它们的物理性质有很大的差异 B．金刚石是单晶体，富勒烯是多晶体 C．它们是同一物质，只是内部微粒的排列不同 D．由于它们内部微粒排列规则不同，所以金刚石是晶体，石墨烯是非晶体 解析：它们是同素异形体，即由相同元素组成的不同形态的单质，它们内部微粒排列都有各自的规律，故C正确，BD错误；同素异形体由于结构不同，彼此间物理性质有差异，故A正确。故选AC。 【练习1】　(单选)在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是(　　) 　 甲　　 　乙　　　　丙　　　　丁　 A．甲一定是单晶体 B．乙可能是金属薄片 C．丙在一定条件下可能转化成乙 D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的 考点二　理想气体及气体压强的计算 【考点内化】 1．理想气体模型。 (1)宏观模型：在任何条件下始终严格遵守气体实验定律的气体。 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。 (2)微观模型：理想气体的分子有质量而没有体积，分子间除相互碰撞外，没有相互作用力，即分子间无分子势能。 2．气体压强的计算。 方法 情境 具体解法 力平 衡法 　①　　②　　③ 已知大气压强为p0，活塞的质量为m，横截面积为S、水银柱长为l，水银柱的密度为ρ，求p ①　　　②　　　③ ①由pS＝p0S＋mg，得p＝p0＋。 ②由p0S＝pS＋mg，得p＝p0－。 ③由pS＝p0S＋ρglS，得p＝p0＋ρgl 连通 器法 ①　　 　②　 连通器管中水银封闭左、右两管中的气体，已知水银的密度为ρ、水银面高度差为h、大气压强为p2，求p1 ①　　　　② 利用同一水平面的压强相等，得①p1＝p2＋ρgh。②p1＝p2－ρgh 牛顿第二定律法 ①　　　　② 已知大气压强为p0，活塞的质量为m，横截面积为S、匀加速运动的加速度大小为a，求p ①　　　　② 以活塞为研究对象，根据牛顿第二定律，得①由pS－p0S＝ma，得p＝p0＋。 ②由p0S－pS＝ma，得p＝p0－ 3．理想气体状态方程。 (1)当一定质量的理想气体三个状态参量均变化时，三个参量的关系是＝或＝C，这就是理想气体状态方程。 (2)适用条件：一定质量的理想气体。 【考点过关】 已知大气压强为p0，液体密度均为ρ，重力加速度为g，下图各装置均处于静止状态，求各装置中被封闭气体的压强。 　　甲　　　　 　　乙　　 　　　　丙　　 　丁　　　　　　　　戊　　 解析：图甲：以高为h的液柱为研究对象，由平衡条件有p甲S＋ρghS＝p0S，所以p甲＝p0－ρgh； 图乙：以B液面为研究对象，由平衡条件有p乙S＋ρghS＝p0S，所以p乙＝p0－ρgh； 图丙：以B液面为研究对象，由平衡条件有p丙S＋ρgh sin 60°·S＝p0S，所以p丙＝p0－ρgh； 图丁：以A液面为研究对象，由平衡条件有p丁S＝p0S＋ρgh1S，所以p丁＝p0＋ρgh1； 图戊：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)，a气柱的压强为pa＝pb－ρgh3＝p0＋ρg(h2－h1－h3)。 【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) 【考教衔接】 　(教材改编)求气缸中气体的压强。(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，气缸、物块的质量均为M，活塞与气缸间均无摩擦，均处于平衡状态) 甲__________　乙__________　丙________________ 　　甲　　　　　乙　　　 　丙 　 p0＋ p0－ p0＋ 解析：题图甲中选活塞为研究对象，受力分析如图1所示，由平衡条件知pAS＝p0S＋mg，得pA＝p0＋； 　 图1　 　图2 图3 题图乙中选气缸为研究对象，受力分析如图2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3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＋。 【练习2】　如图所示，气缸由两个截面不同的圆筒连接而成，活塞A、B被轻质刚性细杆连接在一起，可无摩擦移动，A、B的质量分别为mA＝12.0 kg、mB＝8.0 kg，横截面积分别为SA＝4.0×10-2 m2、SB＝2.0×10-2 m2，一定质量的理想气体被封闭在两活塞之间，活塞外侧与大气相通，大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g取10 m/s2。 　　甲　　　　　乙 (1)气缸水平放置达到如图甲所示的平衡状态，求气体的压强p1。 (2)将气缸竖直放置，达到平衡，如图乙所示，求气体的压强p2。 解答：(1)气缸处于题图甲所示的位置时，气缸内气体压强为p1，对活塞和杆，由力的平衡条件得p0SA＋p1SB＝p1SA＋p0SB，解得p1＝1.0×105Pa。 (2)气缸处于题图乙所示位置时，气缸内气体压强为p2，对活塞和杆，由力的平衡条件得p0SA＋p2SB＋(mA＋mB)g＝p2SA＋p0SB，解得p2＝1.1×105Pa。 考点三　用图像表述气体状态变化 【考点内化】 1．图像的理解。 变化 过程 图像 内容 等温 过程 ① ② ①等温过程在p-V图中是双曲线，由pV＝CT知，T越大，pV值越大，所以，越远离原点的等温线的温度越高，即T2>T1。 ②等温过程在p-图中是延长线通过原点的直线，由pV＝CT知T越大，斜率越大，所以T2>T1 等容过程 ① ② ①等容过程在p-T图中是延长线通过原点的直线，由＝得p＝·T，可知体积V越大，斜率越小，所以V1>V2。 ②等容过程在p-t图中是延长线通过t轴上－273.15 ℃的直线，由于在同一温度(如0 ℃)下，同一气体的压强p越大，体积V越小，所以V1>V2 等压过程 ① ② ①等压过程在V-T图中是延长线通过原点的直线，由＝得V＝·T，可见压强p越大，斜率越小，所以p1>p2。 ②等压过程在V-t图中是延长线通过t轴上－273.15 ℃的直线，由于在同一温度(如0 ℃)下，同一气体的体积V越大，压强p越小，所以p1>p2 2．图像的应用。 (1)利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析不同温度的两条等温线、不同体积的两条等容线、不同压强的两条等压线的关系。 (2)如图甲所示，V1对应虚线为等容线，A、B分别是虚线与T2、T1两线的交点，可以认为从B状态通过等容升压到A状态，温度必然升高，所以T2>T1。 甲 (3)如图乙所示，A、B两点的温度相等，从B状态到A状态压强增大，体积一定减小，所以V2<V1。 乙 【考点过关】 (多选)下列关于一定质量的理想气体状态变化图像的描述，正确的是(　　) 　　 　　 甲 乙 丙 丁 A．图甲中理想气体的体积一定不变 B．图乙中理想气体的温度一定不变 C．图丙中理想气体的压强一定不变 D．图丁中理想气体从P到Q，可能经过了温度先降低后升高的过程 解析：由理想气体状态方程＝C可知，故AC正确；若温度不变，p-V图像应该是双曲线的一支，题图乙不一定是双曲线的一支，故B错误；题图丁中理想气体从P到Q，经过了温度先升高后降低的过程，故D错误。故选AC。 【考教衔接】 　(多选)(教材改编)如图表示一定质量理想气体状态变化时的V-T图像，下列p-V图像中AB是双曲线。请你分析下列四个图像中，能反映这个变化过程的有(　　) A　　　　B　　　　C　　　 　D 解析：本题首先要明确题图中从A→B、B→C、C→A三个过程的气体状态变化，再分析A、B、C、D四个选项中从A→B、B→C、C→A三个过程的气体状态变化，为了更准确、快速选择，可采取列表的方式对照判断： 过程 A→B B→C C→A 题图 等温过程 等容过程 等压过程 图A 等温过程 等容过程 等压过程 图B 等温过程 等压过程 等容过程 图C 等温过程 等容过程 等压过程 图D 等压过程 等容过程 等温过程 对照之后发现图A和图C的结果与题图的结果相同。故选AC。 【练习3】　(多选)如图所示，用一绝热的活塞将一定质量的理想气体密封在绝热的气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦)，现通过气缸内一电热丝对气体加热，以下能正确反映气体的状态变化的图像是(　　) 　　　 A　　　　B　　　　C　　　　D 解析：由题意可知气体是做等压变化的，图B、D是等压线，吻合。故选BD。 【练习4】　(多选)一定质量的理想气体经历一系列状态变化，其p- 图像如图所示，变化顺序为a→b→c→d→a，图中ab段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直。则(　　) 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、温度降低、体积减小 D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变 解析：由图像可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；由理想气体状态方程＝C可知＝CT，由图像可知，图像上的各点与坐标原点连线的斜率即为CT，所以b对应的温度最低，b→c过程温度升高，由图像可知，同时压强增大，且体积也增大，故B错误；由图像可知，c→d过程，气体压强p不变，而体积V变小，由理想气体状态方程＝C可知气体温度降低，故C正确；由图像可知，d→a过程，气体体积V不变，压强p变小，由理想气体状态方程＝C可知，气体温度降低，故D错误。故选AC。 1．在V-T图像(p-T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 2．在p-V图像中，p-V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 $