第十一章 气体、液体和固体（复习课件）物理沪科版选择性必修第三册

该高中物理课件系统梳理了气体实验三定律、液体和固体基本性质及新材料特性，通过“宏观现象-微观结构-技术应用”的逻辑脉络，结合核心公式汇总构建完整知识网络，体现各节次从规律探究到实际应用的内在联系。 其亮点在于以科学思维和科学探究为核心，设计“实验情境分析-典型案例解读-高考真题演练”的复习活动，如通过玻意耳定律实验装置理解控制变量法，30道分层习题覆盖基础概念与综合应用，帮助学生深化物理观念，教师可精准把握复习重点。

第十一章 气体、液体和固体 全章知识体系复习与总结 物理选择性必修第三册 沪教版 1.7.2013 同学们好，欢迎来到今天的物理复习课。今天我们将全面回顾《气体、液体和固体》这一整章的知识。这一章内容丰富，从我们身边最常见的物质状态，到高科技的新材料，都有所涉及。我们将按照“气体-液体-固体”的顺序，系统地梳理知识点，构建一个清晰的知识网络，帮助大家更好地理解和掌握这部分内容。 ‹#› 本章学习目标 物理观念 掌握气体实验三定律、液体和固体的基本性质，建立宏观现象与微观结构的联系，理解物质状态背后的物理规律。 理解半导体、超导、纳米材料的核心特性，形成对现代功能材料的基本认知，建立物质性质与应用的关联。 科学思维 学会运用控制变量法探究物理规律，在实验分析中提升逻辑推理与模型建构能力，掌握科学探究的核心方法。 尝试从微观角度解释宏观物质现象，深入理解“结构决定性质”的核心物理思想，培养科学的分析与思辨能力。 科学探究与责任 通过动手实验探究和典型案例分析，亲身体验科学发现的过程，激发对物理世界的好奇心与探索热情。 感受材料科学对科技发展和社会进步的推动作用，增强民族自豪感，树立服务社会的科学责任感。 1.7.2013 在开始我们的探索之前，让我们先明确本节课的学习目标。我们将从三个维度来构建我们的知识体系：首先是物理观念，我们要掌握物质三态的基本性质和规律；其次是科学思维，我们将学习如何运用科学方法分析问题；最后是科学探究与责任，激发我们对科学的热情，并认识到科学技术对社会的重要影响。 ‹#› 物态变化与新材料：课程内容概览 01. 气体篇 深入探究气体三大实验定律，通过定量分析，系统理解压强、体积与温度（p-V-T）之间的内在关联与变化规律。 02. 液体篇 揭开液体表面张力的微观机制，探索浸润与不浸润现象，解析生活中常见的毛细现象背后的物理奥秘。 03. 固体篇 精准分辨晶体与非晶体的结构差异，从微观原子排列出发，洞悉“结构决定性质”这一核心物理思想。 04. 材料篇 走进前沿材料科学领域，探索半导体、超导体与纳米材料的特性，了解这些新材料对现代科技发展的深远影响。 课程核心目标：构建从宏观物态现象到微观结构原理的完整认知体系，建立“结构决定性质，性质应用于技术”的科学思维。 1.7.2013 本次课程将分为四个部分。首先，我们将深入研究气体的状态变化，学习著名的三大气体定律。接着，我们将探索液体的奇妙性质，如表面张力。然后，我们会分析固体的结构与分类。最后，我们将一同走进令人兴奋的新材料世界，了解半导体、超导等前沿科技。 ‹#› CHAPTER 01 / 第一章 气体的状态变化 从看不见的空气到多变的气压，探索气体温度、体积与压强的内在联系，揭开物质状态变化的科学规律。 1.7.2013 现在，让我们进入第一章的学习：气体的状态变化。我们每天都生活在空气的包围中，但你是否想过，这些看不见摸不着的气体，它们的行为遵循着怎样的规律？这一章，我们将揭开气体的神秘面纱。 ‹#› 1.1 气体的等温变化与玻意耳定律 图示：水下气泡从深海向水面上升时，受到的水压逐渐减小，气泡体积随之膨胀变大，这是生活中典型的气体状态变化现象。 情景思考：气泡为何上升时变大？ 现象表明，气泡在上升过程中体积逐渐增大。这一现象背后，隐藏着气体压强与体积的什么定量关系？又需要满足什么前提条件？ 气体的状态参量 描述气体状态的核心物理量包含：压强(p)、体积(V)和温度(T)。这三个量共同决定了气体的宏观状态。 等温变化的定义 指一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，其压强与体积发生变化的过程。 1.7.2013 我们先来看一个常见的现象：水下的气泡。大家观察过吗？当气泡从深海向水面上升时，它会变得越来越大。这是为什么呢？这其实就涉及到了气体的压强和体积的关系。我们把这种温度不变的情况下，气体压强和体积的变化过程，称为等温变化。 ‹#› 实验探究：气体等温变化的规律 图示为玻意耳定律演示器，通过透明气缸和压力表，可直观观测气体体积与压强的变化关系，是验证气体等温变化规律的经典实验装置。 核心方法：控制变量法 在实验过程中，严格控制气体的质量(m)和温度(T)保持不变，只改变气体的体积(V)，以此探究压强(p)与体积(V)之间的定量关系。 关键实验装置 主要由注射器（密封气体）、压强传感器（精准测压）以及配套的数据采集系统（实时记录与分析数据）组成。 01 准备与连接 用注射器密封一定质量的空气，连接好压强传感器与数据采集系统，检查气密性。 02 操作与分析 缓慢改变活塞位置，记录多组(V, p)数据；绘制p-V与V-1/p图像，分析变化规律。 1.7.2013 为了精确地研究这个规律，我们需要进行实验。在物理学中，当一个物理量受多个因素影响时，我们常用控制变量法。在这里，我们控制气体的质量和温度不变，只改变它的体积，来观察压强的变化。这个实验装置就是我们常用的玻意耳定律演示器。 ‹#› 玻意耳定律 (Boyle's Law) 图像解读：p-V图像为双曲线（等温线），离原点越远温度越高；而V-1/p图像是过原点的直线，直观验证了体积与压强的倒数成正比的关系。 核心定义 一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，气体的压强与体积成反比。这是气体实验定律中最基础的定律之一。 数学表达形式 公式：pV = C（C为与温度、质量有关的常数）；状态变化时：p₁V₁ = p₂V₂。 关键适用条件 ① 气体的质量保持一定；② 气体的温度保持不变；③ 适用于理想气体（实际气体在压强不太大、温度不太低时近似成立）。 1.7.2013 通过实验数据，我们发现了一个重要的规律：在温度不变时，一定质量的气体，压强和体积的乘积是一个常数。这就是著名的玻意耳定律。我们可以用公式 pV = C 来表示。从p-V图像上看，它是一条双曲线，我们称之为等温线。 ‹#› 1.2 气体的等容变化与查理定律 情景思考：暴晒为何导致轮胎爆胎？ 夏季高温下，轮胎体积基本不变，内部气体温度升高，压强随之急剧增大，最终超出轮胎承受极限而爆裂。这揭示了压强与温度的紧密联系。 查理定律的核心定义 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。 数学表达式与推论 公式：p/T = C（C为常量）； 推论：p₁/T₁ = p₂/T₂。表明压强随温度的升高而增大。 p-T 图像的物理意义 p-T图像是过坐标原点的倾斜直线，也称为“等容线”，直线的斜率反映了气体体积的大小。 1.7.2013 接下来，我们来看另一种情况。夏天把车停在太阳下，轮胎为什么容易爆胎？这是因为轮胎内的气体体积基本不变，但温度升高了，导致压强急剧增大。这个现象背后的规律就是查理定律：在体积不变时，一定质量的气体，压强与温度成正比。 ‹#› 1.3 气体的等压变化与盖-吕萨克定律 热气球通过加热空气改变气体密度获得浮力，是气体等压变化最直观的生活应用实例。 情景思考：热气球升空的奥秘 气囊中的空气被加热后，体积膨胀，密度减小，从而使气球受到的浮力大于重力。这一过程发生在大气压强基本不变的条件下，揭示了气体体积与温度的内在联系。 定律内容：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。 数学表达： V/T = C 或 V₁/T₁ = V₂/T₂ 图像特征： V-T图像为过原点的倾斜直线，这类直线也被称为“等压线”。 1.7.2013 我们再来看一个浪漫的例子——热气球。热气球为什么能飞起来？关键在于加热气囊里的空气。加热后，空气体积膨胀，密度变小，从而获得浮力。这个过程就是在压强不变的情况下，气体体积随温度升高而增大。这就是盖-吕萨克定律。 ‹#› 02 / CHAPTER 液体的基本性质 1.7.2013 好的，气体的世界我们暂时告一段落。现在，让我们把目光转向液体。液体，如水，看似普通，却隐藏着许多奇妙的特性。这一章，我们将探索液体的奥秘。 ‹#› 2.1 表面张力及其现象 情景思考：失重环境下的“完美水球” 在太空中，水不再受重力主导，会自发聚集成完美的球形。这股让水“抱团”、使液体表面绷紧的神秘力量，就是液体的表面张力。 什么是表面张力？ 表面张力是使液体表面绷紧的力，本质是液体表面各部分之间相互吸引的分子力。它广泛存在于各类液体与空气的交界面上。 核心作用：收缩表面积 表面张力会使液体表面积有收缩到最小的趋势。对于给定体积的液体，球形的表面积是最小的，这正是太空水球呈球形的原因。 微观视角：表面的“弹性薄膜” 液体表面层的分子受到内部分子的吸引力大于外部气体分子的吸引力，合力指向液体内部，仿佛在表面形成了一层绷紧的弹性薄膜。 1.7.2013 还记得王亚平老师在太空授课时那个晶莹剔透的水球吗？为什么在失重环境下，水会自发地形成一个完美的球形？这就是液体表面张力在起作用。表面张力是液体表面分子间的吸引力，它总是试图把液体的表面积收缩到最小。对于给定体积，球形的表面积是最小的。 ‹#› 表面张力的应用实例 01. 露珠呈球形 在相同体积下，球形的表面积是最小的。露珠在表面张力的作用下，会自动收缩成表面积最小的球形，以降低能量。 02. 水黾的“水上轻功” 水的表面张力形成了一层弹性薄膜，足以支撑水黾的体重，让它在水面上自如行走而不会沉入水中，这是表面张力最直观的体现。 03. 有孔雨伞不漏水 伞布的纤维缝隙间，表面张力使水形成一层连续的水膜，这层膜能够承受一定的压力，从而有效阻止雨水渗透过伞面的小孔。 1.7.2013 表面张力的现象在生活中随处可见。荷叶上滚动的露珠，为什么总是圆滚滚的？水面上的“轻功高手”水黾，为什么能站在水面上而不沉下去？这些都是表面张力的杰作。它就像给液体表面穿上了一层看不见的紧身衣。 ‹#› 2.2 浸润、不浸润与毛细现象 01 浸润与不浸润：分子力的宏观表现 浸润现象 当液体与固体分子间的附着力大于液体分子间的内聚力时，液体在固体表面铺展开，形成凹液面。例如：水在干净的玻璃表面。 不浸润现象：若附着力小于内聚力，液体在固体表面收缩成珠状，形成凸液面。典型例子是水在石蜡、荷叶表面的表现，这也是“疏水”的物理本质。 02 毛细现象：生活中的物理机制 现象定义 浸润液体在细管里上升的现象，以及不浸润液体在细管里下降的现象，统称为毛细现象。这是自然界和工程中非常普遍的现象。 原理与应用：本质是表面张力和浸润/不浸润共同作用的结果。植物根系吸水、毛巾吸水、砖块吸水等都是毛细现象的应用，在医学、材料等领域也有广泛用途。 1.7.2013 液体和固体接触时，会出现两种有趣的现象：浸润和不浸润。水在干净的玻璃上会散开，这是浸润；而在蜡纸上会缩成一团，这是不浸润。这种现象与表面张力结合，就产生了毛细现象。比如，水会沿着细玻璃管自动上升，这就是植物根系吸收水分的原理之一。 ‹#› 03 固体的基本性质 1.7.2013 告别了流动的液体，我们来到了形态稳定的固体世界。固体是我们世界的基础，从坚硬的金属到美丽的宝石，它们的性质千差万别。这一章，我们将探究固体的分类和特性。 ‹#› 3.1 固体的分类：晶体与非晶体 01 晶体：长程有序的空间点阵 内部原子、离子等微粒在三维空间里呈周期性重复排列，形成规则的空间点阵结构，具有天然的、规则的几何外形。 常见的食盐、金属、雪花等都属于晶体，它们的微粒排列就像纪律严明的军队，整齐划一。 02 非晶体：长程无序的微观结构 内部微粒的排列没有固定的规律，不存在空间点阵结构，也没有天然的、规则的几何外形，仅具有短程有序的特点。 玻璃、塑料、沥青等都是非晶体，其内部微粒的排列如同拥挤的人群，杂乱无章，没有固定的秩序。 判断金标准：有无固定熔点。晶体有固定的熔化温度；非晶体没有固定熔点，加热时会先变软、再变稠、最后变成液体，过程是渐进的。 1.7.2013 固体可以分为两大类：晶体和非晶体。它们最根本的区别在于内部结构。晶体内部的原子排列非常规整，像一支纪律严明的军队，比如雪花，总是呈现出美丽的六角形。而非晶体内部的原子排列则杂乱无章，像拥挤的人群，比如玻璃。我们可以通过一个简单的方法来区分它们：晶体有固定的熔点，而非晶体没有。 ‹#› 3.2 结构决定性质：同素异形体 直观可见石墨的层状外观与金刚石的立体晶面差异，这种宏观的视觉区别，本质上源于微观原子排列方式的不同。 同素异形体是指由同种元素组成，但因内部晶体结构不同，导致物理性质出现巨大差异的单质。这一现象揭示了“结构决定性质”的化学核心规律。 石墨 (Graphite) 结构：层状平面结构，层间作用力微弱。 性质：质软易滑动、可导电，常用作铅笔芯与电极。 金刚石 (Diamond) 结构：正四面体网状结构，原子间结合力极强。 性质：天然存在的最硬物质，绝缘、折光性强，用于切割与饰品。 核心结论：尽管石墨与金刚石的组成元素完全相同，但微观晶体结构的差异，直接导致了它们在硬度、导电性等宏观性质上的天壤之别。 1.7.2013 晶体世界里有一个非常有趣的现象叫做同素异形体。最经典的例子就是石墨和金刚石。它们都由碳原子组成，但性质却天差地别。石墨很软，可以做铅笔芯；而金刚石是自然界最硬的物质。为什么呢？因为它们的内部晶体结构完全不同。这完美地印证了物理学中的一个核心思想：结构决定性质。 ‹#› 04 材料及其应用简介 1.7.2013 了解了物质三态的基本性质后，我们将视野投向更前沿的领域——新材料。材料是人类文明的基石，从石器时代到信息时代，每一次重大进步都离不开新材料的发明。这一章，我们将走进新材料的世界。 ‹#› 4.1 半导体：信息时代的基石 01. 什么是半导体？ 导电能力介于导体与绝缘体之间的特殊材料，常见的有硅(Si)、锗(Ge)等。它是现代电子设备运行的物理基础，其导电性可通过外界条件精确调控。 02. 核心技术：精准“掺杂” N型半导体：掺入磷等五价元素，产生大量带负电的自由电子，导电性增强。 P型半导体：掺入硼等三价元素，形成大量空穴（正电荷载体），成为导电主要粒子。 03. PN结：芯片的“细胞” P型与N型半导体结合形成PN结，具有单向导电性。它是二极管、三极管的核心，而数十亿个微型PN结集成后，就构成了我们使用的集成电路芯片。 1.7.2013 我们现在身处信息时代，而这个时代的基石就是半导体。半导体的导电能力可以通过一种叫做“掺杂”的技术来精确控制。通过掺杂，我们可以得到N型和P型半导体。将它们结合，就形成了具有单向导电性的PN结。而无数个PN结组成了我们电脑和手机里的核心——芯片。 ‹#› 4.2 前沿材料：超导与纳米材料 01 超导材料 在特定低温环境下呈现零电阻效应，同时具备完全抗磁性，能彻底排斥磁场干扰，是能源传输与高端交通领域的革命性基础材料。 磁悬浮交通 实现无接触超高速行驶 医疗MRI成像 高分辨率人体影像诊断 无损耗输电 大幅提升电力传输效率 02 纳米材料 尺度介于1-100纳米，因表面原子占比激增产生显著的表面效应，导致材料物理与化学性质发生剧变，展现出宏观物质不具备的特性。 纳米催化 提升化学反应效率与精度 纳米药物 靶向输送，降低毒副作用 自清洁材料 仿生结构实现疏水自洁 前沿材料正从实验室走向生活，超导与纳米技术的突破，持续重塑能源、医疗、交通等关键领域的发展格局。 1.7.2013 除了半导体，还有许多激动人心的前沿材料。比如超导材料，它在极低温下电阻会消失，能让列车悬浮起来，实现超高速行驶。还有纳米材料，当物质小到纳米尺度，它的性质会变得非常奇特，在催化、医药等领域有巨大的应用潜力。这些新材料正在深刻地改变着我们的世界。 ‹#› 核心公式与数据汇总 01 玻意耳定律 条件：等温过程，气体质量m一定 p₁V₁ = p₂V₂（pV = C，C为常量） 02 查理定律 条件：等容过程，气体质量m一定 p₁/T₁ = p₂/T₂（p/T = C，C为常量） 03 盖-吕萨克定律 条件：等压过程，气体质量m一定 V₁/T₁ = V₂/T₂（V/T = C，C为常量） 04 理想气体状态方程 条件：气体质量m一定，综合三大实验定律 p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂（pV/T = C） 05 克拉珀龙方程 pV = nRT（R为普适气体常量，R=8.31 J/(mol·K)） 06 绝对零度（理论极限） 0 K = -273.15 ℃（自然界中无法达到的最低温度，热力学温标的零点） 07 纳米尺度界定 0.1 ~ 100 nm（纳米材料的尺寸范围，处于微观与宏观的过渡区域） 1.7.2013 课程的最后，我们来回顾一下今天学习的核心公式和数据。从描述气体行为的三大定律，到理想气体状态方程，再到一些关键的物理常数，这些都是我们理解物质世界的重要工具。希望大家能够熟练掌握和运用它们。 ‹#› 习题 1/30 【来源】2026届上海市青浦区高三上学期期末物理试题，考查气体绝热过程与分子速率分布规律。 题目描述： 汽车行驶发生剧烈颠簸时，充满某种气体的轮胎体积快速变化。观察某次快速压缩过程，则压缩前后轮胎内气体分子热运动的速率分布曲线分别为Ⅰ和Ⅱ，则下图中可能正确的是（ ）。 （注：选项为四条不同的Maxwell速率分布曲线，核心判断依据为温度变化对分布曲线峰值位置和形态的影响。） 正确答案：C 压缩过程为绝热过程，气体内能增加、温度升高，分子平均速率增大，对应曲线特征符合选项C。 深度解析： 1.绝热过程判断：快速压缩无热量交换（Q=0），外界对气体做功（W>0），由热力学第一定律 ΔU=Q+W 可知，内能 ΔU>0，气体温度升高。 2.速率分布规律：温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均速率增大，速率分布曲线的峰值向速率增大的方向（右）移动，且曲线会变得更“矮胖”（峰值降低，分布更分散）。 1.7.2013 我们来看第一道题，这是一道关于气体绝热压缩和分子速率分布的选择题。快速压缩轮胎内的气体，这是一个绝热过程，气体内能增加，温度升高。温度升高意味着分子的平均速率增大，所以速率分布曲线的峰值会右移，并且曲线会变得更平缓。所以正确答案是C。 ‹#› 习题 2/30 来源：2025-2026学年上海市黄浦区高三上期末 · 考察知识点：分子动理论与分子速率分布 一定质量的水蒸气在高温和低温时，下列关于分子速率分布、分子间作用力及布朗运动的说法正确的是（ ） A.高温分布的分子速率分布范围更大，速率大的分子所占比例更高。 B.高温分布的分子速率分布曲线下的面积更大，代表分子总数更多。 C.两个分子间距离小于10⁻¹⁰m数量级时，分子间只存在斥力，引力消失。 D.布朗运动实验中，可通过显微镜直接观察到液体分子的无规则运动。 正确答案：A 本题核心考察分子动理论的基本概念与速率分布规律。 A 正确 · 温度与速率分布：温度是分子平均动能的标志。高温下分子平均动能增大，速率大的分子比例显著增多，导致速率分布范围更广，曲线更“矮胖”。 B 错误 · 概率归一性：分子速率分布曲线下的总面积恒等于1，代表所有分子速率的概率总和为1，与温度高低无关。 C 错误：分子间引力与斥力同时存在，距离小于r₀时斥力大于引力，表现为斥力，并非引力消失。 D 错误：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的间接反映，无法直接观察到分子。 1.7.2013 第二题考察分子动理论的基本概念。选项A正确，因为温度越高，分子的速率分布范围越广。选项B错误，因为速率分布曲线下的面积总是1。选项C错误，分子间引力和斥力是同时存在的。选项D错误，布朗运动观察的是微粒，不是分子本身。 ‹#› 习题 3/30 填空题 2025-2026学年上海市崇明区高三下二模 为了方便对气体的研究，科学家们建立了一种理想化模型——理想气体。实际气体在温度不太_____（选填“高”或“低”）、_____不太大的情况下，可以近似看作理想气体。 答案：低，压强 核心提示：抓住“理想气体”模型的核心条件——高温、低压，是解题的关键切入点。 解析：理想气体模型忽略了分子本身的体积和分子间的相互作用力。实际气体在高温、低压条件下，分子间距离较大，分子本身的体积和分子间的相互作用力都可以忽略，因此其行为接近理想气体。题目中“不太_____”，应填“低”（即温度处于较高状态）；第二个空描述的是气体的受力相关条件，应填“压强”。 规律总结：判断实际气体能否近似为理想气体，主要看分子间作用力和分子体积是否可忽略。温度越高、压强越小，越接近理想气体。 1.7.2013 第三题是填空题，考察理想气体的模型条件。记住这个关键点：高温、低压。所以第一个空填“低”，表示温度不太低，也就是高温；第二个空填“压强”。 ‹#› 习题 4/30 ▍填空题 · 上海市青浦区高三二模真题 某学生小组用气缸充气的方法检测不规则容器的容积。将该瓶与一个带活塞的气缸相连，初始气缸和瓶内气体压强均为p₀，气缸内封闭气体体积为V₀，推动活塞将气缸内所有气体缓慢推入瓶中，测得此时瓶中气体压强为p，此过程气体温度保持不变。则空瓶容积V = __________。 参考答案 V = (p₀ · V₀) / (p - p₀) 思路解析：等温变化与玻意耳定律 本题研究对象为瓶内原有气体 + 气缸内气体的整体，全过程温度不变，遵循玻意耳定律 (p₁V₁ = p₂V₂)。 -初状态：压强 p₀，总体积为 V(瓶) + V₀(气缸)； -末状态：压强 p，总体积为 V(仅瓶的容积)。 代入公式化简后即可解得空瓶容积 V。 1.7.2013 第四题是一道玻意耳定律的应用题。关键是选择正确的研究对象。我们把瓶子里原有的空气和气缸里的空气看作一个整体，这个整体经历了一个等温压缩过程。根据玻意耳定律列方程，就可以解出瓶子的容积V。 ‹#› 习题 5/30 【2025-2026学年上海市崇明区高三下二模】如图所示是一种研究气球内体积和压强变化规律的装置。 初始时气球内无空气，注射器内气体体积为V₀，压强为p₀。缓慢向右推动活塞，注射器内部分气体进入气球。稳定后，读出注射器内剩余气体的体积为 V₀/3，压强传感器读数为 p₁，则此时气球体积为_____。 参考答案： V = (2p₀V₀) / (3p₁) 思路解析：玻意耳定律的等温变化应用 01. 确定研究对象：进入气球的气体。初始状态在注射器中，体积 V₁ = V₀ - V₀/3 = 2V₀/3，压强 p₁ = p₀。 02. 应用玻意耳定律：缓慢推动活塞，温度不变，满足 p₀V₁ = p₁V₂。代入数据 p₀·(2V₀/3) = p₁·V_balloon，整理后即可得到气球体积的表达式。 核心考点：气体实验定律（玻意耳定律），关键在于准确选取研究对象并分析初末状态的参量。 1.7.2013 第五题也是玻意耳定律的应用。这次我们的研究对象是被推入气球的那部分气体。它在注射器里的初始状态和进入气球后的末状态，压强和体积都发生了变化，但温度不变。应用玻意耳定律即可求解。 ‹#› 习题 6/30 01 计算题 · 2024上海高三下期末 热等静压设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中。一台设备的炉腔剩余容积为0.13 m³，抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。已知每瓶氩气的容积为3.2×10⁻² m³，使用前瓶中气体压强为1.5×10⁷ Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×10⁶ Pa；室温温度为27 ℃，氩气可视为理想气体。 (1) 求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强； (2) 将压入氩气后的炉腔加热到227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。 参考答案：(1) 3.2×10⁷ Pa； (2) 5.33×10⁷ Pa。解题关键在于合理选取研究对象，区分变质量与等容变化过程。 【解析 (1)】利用玻意耳定律分态式 将10瓶气体视为整体，初态：p₁=1.5×10⁷ Pa，V总=0.32 m³；末态分为瓶内剩余(p₁'=2.0×10⁶ Pa, V总)和炉腔气体(p₂, V₂=0.13 m³)。由 p₁V总 = p₁'V总 + p₂V₂，代入数据计算得炉腔室温压强 p₂ = 3.2×10⁷ Pa。 【解析 (2)】应用查理定律（等容变化） 炉腔内气体体积不变，温度从 T₂=300 K 升至 T₃=500 K。根据查理定律 p₂/T₂ = p₃/T₃，代入数值计算得加热后的压强 p₃ = 3.2×10⁷ × (500/300) ≈ 5.33×10⁷ Pa。注意计算时需将摄氏温度转换为开尔文温度。 1.7.2013 第六题是一道综合性计算题，考察了变质量气体问题和查理定律。第一问，我们可以把所有气体看作一个整体，利用玻意耳定律的分态式来解。第二问是等容变化，直接应用查理定律即可。解题时注意单位的统一，温度要转换成开尔文温度。 ‹#› 习题 7/30 题目来源：2026届上海市青浦区高三上学期期末 物理情境： 如图是一个内部呈不规则形状的导热花瓶，为测量花瓶内部容积，在花瓶上插入一根两端开口的玻璃管，接口处密封。玻璃管竖直放置，其内部横截面积为S，质量为m的水银柱将一定质量的理想气体封闭在花瓶内，水银柱静止时玻璃管中的空气柱长度为L，此时外界温度为T。 现把花瓶浸在温度为T'的热水中，水银柱再次静止时下方的空气柱长度变为2L。假设实验中环境温度和大气压不变且水银未流出。求花瓶内部的容积V。 最终答案 V = LS(T' - 2T) / (T - T') 核心考点与解析思路 考点：盖-吕萨克定律（等压变化），水银柱的受力平衡保证了封闭气体的压强始终保持恒定。 过程分析：明确初状态体积V₁=V+LS、温度T₁=T；末状态体积V₂=V+2LS、温度T₂=T'。将初末状态参量代入盖-吕萨克定律公式 V₁/T₁ = V₂/T₂，整理方程即可解出花瓶的内部容积V。 1.7.2013 第七题考察盖-吕萨克定律。这是一个等压变化过程，因为水银柱的存在保证了封闭气体的压强始终不变。我们写出初末状态的体积和温度，代入盖-吕萨克定律的公式，解方程即可得到花瓶的容积V。 ‹#› 习题 8/30 【2025-2026学年上海市崇明区高三下二模 · 物理】 将两个系有松弛棉线的铁丝环浸入肥皂液中再轻轻提起来，环上结成一层薄薄的肥皂膜。现用热针分别刺破a中棉线上侧和b中棉线圈内的薄膜，则最后a与b中呈现的肥皂膜形状最接近于（ ） A.a图棉线下垂，b图棉线被拉成圆形。 B.a图棉线上拱，b图棉线呈现不规则的形状。 C.a图棉线被拉成直线，b图棉线被拉成圆形。 D.a图棉线不规则，b图棉线被拉成圆形。 正确答案：A 核心原理：液体的表面张力具有使液体表面积收缩到最小的趋势，这是判断肥皂膜形状的关键依据。 a图现象分析 刺破棉线上侧薄膜后，下侧肥皂膜的表面张力会拉动棉线，使其自然下垂，以此方式减小剩余薄膜的表面积，符合表面张力的收缩趋势。 b图现象分析 刺破棉线圈内薄膜后，外部肥皂膜的表面张力会均匀地向各个方向牵拉棉线圈。在周长相等的平面图形中，圆形的面积最大，因此棉线圈会被拉成圆形，使外部薄膜的面积最小。 1.7.2013 第八题考察表面张力的现象。记住核心原理：表面张力总是试图使液体的表面积最小。对于a图，刺破上侧，下侧的膜会收缩，拉着棉线下垂。对于b图，刺破内部，外部的膜会收缩，把棉线拉成圆形，因为这样剩下的膜面积最小。所以选A。 ‹#› 习题 9/30 （原创）下列现象中，与液体表面张力无关的是（ ） A.荷叶上的小水珠呈球形，这是表面张力使液体表面积趋向最小的典型表现。 B.缝衣针漂浮在水面上，是表面张力的作用力支撑了针的重量，未使其下沉。 C.粉笔吸干纸上的墨水，看似与表面有关，实则核心是毛细现象。 D.肥皂泡能保持球状形态，是表面张力在起主导作用。 正确答案：C 粉笔吸墨水的核心物理机制为毛细现象，而非单纯的表面张力主导。 A、B 选项解析 水珠成球和缝衣针漂浮，均是表面张力使液体表面收缩、产生拉力，从而维持形态或支撑物体的结果。 C 选项解析 粉笔多孔结构与墨水间的附着力引发毛细作用，使墨水上升，这是毛细现象的体现，与表面张力关联非核心。 D 选项解析 肥皂泡的薄膜由表面张力维持其球状，上升是浮力作用，下降是重力影响，但其形态保持的根本原因是表面张力。 1.7.2013 第九题让我们找出与表面张力无关的现象。A、B、D都是典型的表面张力现象。而C选项，粉笔吸墨水，虽然也与表面张力有关，但更核心的物理原理是毛细现象。因此，相比之下，C是最佳答案。 ‹#› 习题 10/30 (原创) 关于浸润和不浸润现象，下列说法正确的是（ ） 浸润与不浸润现象由附着层内分子的相互作用力决定，核心在于附着力与内聚力的大小关系对比。 A.水可以浸润玻璃，也可以浸润石蜡。 B.浸润现象中，附着层内分子间表现为引力。 C.不浸润现象中，附着层内分子间表现为斥力。 正确答案：D 鸭子的羽毛上有一层油脂，使水不能浸润羽毛，便于其在水中游动。 核心考点解析 浸润 vs 不浸润的本质 浸润时附着力大于内聚力，附着层分子力表现为斥力；不浸润时附着力小于内聚力，分子力表现为引力。水可浸润玻璃但不能浸润石蜡。 生活中的应用实例 鸭子羽毛上的油脂使水与羽毛不浸润，水会形成水珠滚落，保持羽毛内部干燥，同时空气被保留在羽毛间，起到保暖和增大浮力的作用。 1.7.2013 第十题考察浸润和不浸润。关键是理解附着力和内聚力的关系。浸润时，附着力大于内聚力，附着层分子力表现为斥力；不浸润时则相反。鸭子羽毛上的油脂就是利用不浸润原理，让水无法沾湿羽毛。所以D正确。 ‹#› 习题 11/30 【2026届上海市青浦区高三下二模 · 物理选修】 若该空瓶用玻璃制成，玻璃属于__________（“晶体”或“非晶体”）；玻璃_________（“能”或“不能”）被水浸润。 参考答案：非晶体，能 本题核心考察物质的结构属性与液体的浸润现象，属于基础概念辨析题。 晶体判定 玻璃内部原子排列无序，没有固定的熔点，在熔化过程中温度持续上升，因此属于典型的非晶体。 浸润现象 当水与干净的玻璃表面接触时，附着力大于内聚力，液面会沿管壁扩展形成下凹的弯月面，说明水能浸润玻璃。 💡 总结：判断晶体与非晶体的关键是有无固定熔点；浸润与否取决于固液间的附着力与液体的内聚力大小关系。 1.7.2013 第十一题很简单，考察基本概念。玻璃是非晶体，因为它没有固定熔点。水能够浸润玻璃，这是我们生活中的常见现象。 ‹#› 习题 12/30 (2026届上海市浦东新区高三二模) 有一种靶材材料为碳化硅（SiC），其具有规则的空间点阵结构，据此分析以下说法： A. SiC是非晶体 SiC具有规则的空间点阵结构，是典型的原子晶体，并非非晶体。 B. SiC结构很不稳定 SiC为原子晶体，原子间通过牢固的共价键结合，硬度极高，化学性质和结构都非常稳定。 D. C原子在点阵中固定不动，分子动能为零 晶体中的原子并非静止，而是在其平衡位置附近做永不停息的热振动，因此分子动能不为零。 正确答案：C 破坏晶体的点阵结构，需打破原子间的共价键，此过程必然吸收能量（热量）。 考点深度解析 本题核心考察晶体的结构与性质。碳化硅（SiC）具有空间点阵结构，属于原子晶体，原子间通过强共价键结合，结构稳定、硬度大。破坏晶体结构时，必须提供能量克服化学键的作用，因此会吸收热量；同时要注意，晶体中的微粒始终处于热振动状态，并非静止。 1.7.2013 第十二题考察晶体的性质。碳化硅有规则的空间点阵，是晶体，而且是非常稳定的原子晶体。破坏晶体结构需要吸热。晶体中的原子并非静止，而是在振动。所以正确答案是C。 ‹#› 习题 13/30 （原创）关于晶体和非晶体，下列说法中正确的是（ ） A. 单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有确定的几何形状。 B. 晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，这是二者最本质的区别。 C. 晶体的物理性质都是各向异性的，非晶体则是各向同性的。 D. 同一种物质在不同条件下，不可能既可以是晶体又可以是非晶体。 正确答案：B 核心解析： 晶体（单晶体和多晶体）都有固定熔点，非晶体没有，这是判断的“金标准”。单晶体有规则外形且各向异性，多晶体和非晶体则是各向同性；同一种物质（如二氧化硅）可形成晶体（水晶）或非晶体（玻璃）。 考点速记：有无固定熔点是区分晶体与非晶体的关键；单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性；同一种物质可在不同条件下呈现晶体或非晶体状态。 1.7.2013 第十三题是对晶体和非晶体性质的综合考察。请记住几个关键点：只有单晶体有规则外形；晶体（包括单晶体和多晶体）都有固定熔点，这是判断的金标准；单晶体各向异性，多晶体和非晶体各向同性。所以B是正确的。 ‹#› 习题 14/30 (原创) 下列生活中常见的物质中，内部微粒按一定规律周期性排列，属于晶体的是（ ） A.沥青 无固定熔点，受热逐渐软化，属于典型的非晶体。 B.食盐 (NaCl) 由钠离子和氯离子按一定规律构成的离子晶体，有固定熔点。 C.橡胶 高分子聚合物，内部粒子排列无规则，属于非晶体。 D.玻璃 属于玻璃态物质，没有固定的熔点和规则的几何外形。 正确答案：B 食盐是日常生活中最常见的离子晶体之一，具有规则的立方体几何外形。 核心解析：晶体与非晶体的区别 晶体具有固定的熔点和规则的微观结构（长程有序）；非晶体则没有固定熔点，微观结构无序。沥青、橡胶、玻璃均属于非晶体，在受热时会逐渐变软、熔化，而食盐有明确的熔点（801℃）。 1.7.2013 第十四题是常识题，考察常见物质的分类。食盐是晶体，而沥青、橡胶、玻璃都是非晶体。 ‹#› 习题 15/30 来源：2026届上海市青浦区高三下二模物理卷 半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，其导电性可以通过掺杂来精确控制。关于半导体，下列说法正确的是（ ） A.半导体的电阻随温度升高而增大，这一特性与金属导体完全一致。 B.在纯净的半导体中掺入微量的杂质，其内部载流子数目大幅增加，导电性会显著增强。 C/D.P型半导体主要靠空穴导电，N型半导体主要靠自由电子导电。 正确答案：B 掺杂是改变半导体导电性能的核心技术手段，通过引入杂质原子改变载流子浓度。 误区纠正：温度对电阻的影响 半导体与金属导体相反，其电阻随温度升高而减小。温度升高，半导体内部的热激发增强，产生更多的自由电子和空穴，导电能力提升。 关键机制：掺杂改性的本质 纯净半导体（本征半导体）载流子极少。掺入微量杂质后，会产生大量的多余电子（N型）或空穴（P型），使导电性能呈数量级提升。 核心结论：P型靠空穴导电，N型靠电子导电；掺杂是半导体技术的基础。 1.7.2013 第十五题考察半导体的基本性质。半导体的电阻随温度升高而减小，这和金属正好相反。掺杂可以显著改变其导电性。P型半导体靠空穴导电，N型靠电子导电。所以B正确。 ‹#› 习题 16/30 （原创）关于超导材料，下列说法错误的是（ ） A.超导材料的直流电阻为零，电流流经时不会产生焦耳热损耗。 B.超导材料具有完全抗磁性，即迈斯纳效应，能将磁场完全排斥在体外。 C.超导体的转变温度都很低，必须在液氦温度（约4.2K）环境下才能工作。 D.超导材料可用于制造高场强超导磁体、无损耗输电线路等高科技设备。 正确答案：C 高温超导体的临界温度已突破液氮温区，无需依赖液氦。 零电阻与迈斯纳效应 零电阻是超导体的核心电学特性，而迈斯纳效应是其重要的磁学特性，这两者共同定义了超导态。 关于临界温度的误区 传统超导体需液氦冷却，但高温超导体（如铜氧化物超导体）临界温度已超过77K（液氮沸点），大幅降低了制冷成本。 广泛的应用前景 除了超导磁体和输电，还可用于核磁共振成像、粒子加速器及量子计算等领域。 1.7.2013 第十六题考察超导材料。超导体有两大特性：零电阻和完全抗磁性。虽然传统超导体需要极低温，但高温超导体已经可以在液氮温度下工作，所以C选项错误。 ‹#› 习题 17/30 原创题 纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）的材料。关于纳米材料，下列说法正确的是（ ） A.纳米材料的基本单元是单个分子或原子，是微观粒子的直接应用。 B.纳米材料的物理、化学性质与普通的宏观材料完全相同，无特殊之处。 C.纳米铜有超塑延展性，室温下可拉长50多倍无裂纹。 D.材料颗粒越小，其表面积与体积之比就越小，性能越稳定。 正确答案：C 纳米材料因表面效应、量子尺寸效应等展现出独特的物理化学特性。 A 错误：纳米材料的基本单元是纳米颗粒，由大量原子或分子聚集而成，并非单个原子或分子。 B 错误：纳米材料在力、热、声、光、电等方面表现出许多与宏观材料截然不同的特殊性质。 D 错误：颗粒越小，其表面积与体积之比（比表面积）就越大，表面原子所占比例越高。 1.7.2013 最后一题，关于纳米材料。纳米材料的性质和宏观材料有很大不同，这是因为表面效应。纳米铜具有超塑延展性就是一个例子。颗粒越小，比表面积越大。所以正确答案是C。 ‹#› 习题 18/30 关于理想气体状态变化，下列说法正确的是（ ） A.一定质量的理想气体，若压强不变，体积增大，则内能一定减小。 B.一定质量的理想气体，若温度不变，体积减小，则气体一定向外放热。 C.体积不变压强增大时，每个气体分子的动能都增大。 D.理想气体经历等温压缩后，其密度保持不变。 正确答案：B 本题核心考察理想气体状态方程与热力学第一定律的综合应用。 选项 A 解析：压强不变体积增大，由盖-吕萨克定律知温度升高，理想气体内能仅与温度有关，故内能增大。A错误。 选项 B 解析：温度不变则ΔU=0；体积减小，外界对气体做功(W>0)。由ΔU=Q+W得Q<0，气体向外放热。B正确。 选项 C：温度升高是分子平均动能增大，并非每个分子动能都增大，分子动能有大有小。 选项 D：等温压缩体积V减小，质量m不变，由ρ=m/V可知，气体的密度必然增大。 1.7.2013 第十八题综合考察理想气体状态方程和热力学第一定律。A选项，压强不变体积增大，温度必然升高，内能增大。B选项，等温压缩，外界做功，内能不变，故气体必放热。C选项，平均动能增大不代表每个分子动能都增大。D选项，体积减小，密度必然增大。所以选B。 ‹#› 习题 19/30 一定质量的理想气体经历了如图所示的一系列过程，ab、bc、cd和da这四个过程在p-T图上都是直线段，其中ab的延长线通过坐标原点O。由图可以判断（ ） 图示为p-T图像，a在右下，b在a正上方，c在b右侧，d在c下方，且d、a在同一双曲线上。解题关键在于判断各点与原点连线的斜率变化。 A.ab过程中气体体积不断减小。 B.bc过程中气体体积不断减小。 C.cd过程中气体体积不断增大。 D.da过程中气体体积不断增大。 正确答案：BC 解题核心：p-T图像中，等容线为过原点的直线，连线斜率越大，气体体积越小。 选项A 分析 ab过程的延长线过原点，说明此过程为等容过程，气体体积始终不变。因此A选项错误。 选项B、C 分析 bc过程中，各点与原点连线的斜率逐渐变大，体积减小（B正确）；cd过程中斜率逐渐变小，体积增大（C正确）。 选项D 分析 da为双曲线，pT=常数，从d到a，pT值减小。由理想气体状态方程pV/T=C可知，V必然减小，故D错误。 1.7.2013 第十九题考察p-T图像的解读。记住，p-T图上的等容线是过原点的直线，斜率越大，体积越小。ab是等容线。比较各点与原点连线的斜率，就能判断体积变化。bc过程斜率变大，体积减小。cd过程斜率变小，体积增大。所以选BC。 ‹#› 习题 20/30 【题目背景】 某同学制作水火箭，室温T₀=300K下，封闭气体体积为V₀，压强为p₀。分两个过程研究：充气过程（等温）与发射膨胀过程（绝热）。 问题：（1）充气至压强3p₀，求室温p₀下充入气体的体积；（2）绝热膨胀过程中，分析气体内能、温度、压强的变化。 核心思路：变质量气体问题可将“原有+充入”气体视为整体，利用玻意耳定律求解；绝热过程紧扣能量守恒ΔU=Q+W分析，结合理想气体状态方程判断参量变化。 参考答案 （1）充入气体体积为2V₀；（2）内能减小，温度降低，压强减小。 （1）玻意耳定律的应用： 将原有气体和充入气体视为整体，等温变化满足 p₀(V₀+V) = 3p₀·V₀，约去p₀后解得 V=2V₀。 （2）绝热过程的能量分析： 绝热过程Q=0，气体膨胀对外做功W<0，由ΔU=Q+W知内能ΔU减小；理想气体内能仅与温度有关，故温度降低；结合pV/T=C，V增大、T减小，因此压强p减小。 1.7.2013 第二十题是一道结合了充气和绝热过程的计算题。第一问是典型的变质量问题，把所有气体看作整体，用玻意耳定律解决。第二问是绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，压强也随之减小。 ‹#› 习题 21/30 计算题 · 气体等温变化应用 气压式红酒开瓶器利用压缩空气原理工作。一瓶红酒内封闭气体的体积为 V₀=750 mL，初始压强为 p₀=1.0×10⁵ Pa。用开瓶器每次可将体积为 ΔV=50 mL、压强为 p₀ 的空气打入瓶中。设打气过程在室温下进行，气体温度保持不变。当瓶内气体压强达到 p₁=2.0×10⁵ Pa 时，瓶塞被弹出。求需要打气的次数 n。 解题关键：将n次打入的气体与瓶内原有气体视为一个整体系统，该系统经历等温变化过程，直接应用玻意耳定律列方程求解。 最终答案 n = 15次 注：计算结果取整数，实际操作中需打入15次方可使瓶塞弹出。 ▍ 详细解析过程 步骤1：确定研究对象与状态参量 将瓶内原有气体和n次打入的气体视为整体，初状态压强p₀，总体积V₀ + nΔV；末状态压强p₁，体积V₀。过程为等温变化。 步骤2：应用玻意耳定律列方程并求解 由 p₀(V₀ + nΔV) = p₁V₀，代入数据 1.0×10⁵×(750+50n) = 2.0×10⁵×750，化简得 750+50n=1500，解得 n=15。 1.7.2013 第二十一题也是一个充气问题。同样，把所有气体看作一个整体，这个整体经历了一个等温压缩过程。代入数据，解方程就能得到打气次数。 ‹#› 习题 22/30 变质量气体问题：氧气瓶漏气分析 一个氧气瓶内封闭有压强为p₀ = 150 atm，温度为T₀ = 300 K的氧气。使用后，瓶内氧气的压强降为p₂ = 10 atm，温度恢复到室温 T₀。求此时瓶内剩余氧气的质量与原来总质量的比值。 最终答案：1 / 15 利用“等效法”将变质量问题转化为定质量气体状态变化问题求解。 解题思路与解析 1. 模型构建：将剩余的压强为10 atm的气体，在等温条件下膨胀到压强为150 atm，设此时体积为V'，原瓶体积为V₀。 2. 应用玻意耳定律：等温过程 p₂V₀ = p₀V'，代入数据 10·V₀ = 150·V'，解得 V' = V₀/15。 3. 质量比值：同温同压下，气体质量与体积成正比，故剩余质量与总质量之比等于 V'/V₀，即 1/15。 1.7.2013 第二十二题是漏气问题，也是变质量问题的一种。我们可以用“等效法”来解，想象把剩下的气体膨胀到原来的压强，看它占多大体积。这个体积与原体积的比值，就是剩余质量与总质量的比值。 ‹#› 习题 23/30 下列现象中，不能用液体表面张力解释的是哪一个选项？请结合物理原理进行分析。 A.荷叶上的小水珠呈球形，这是液体表面张力使表面积趋于最小化的典型表现。 B.缝衣针可以漂浮在水面上，是表面张力的合力支撑起了针的重量，而非浮力主导。 C.用吸管喝饮料时，是吸气使管内气压减小，外界大气压强将饮料压入嘴中。 D.肥皂泡总是先上升后下降，其形成的球形轮廓是表面张力作用的直接结果。 正确答案：C 该选项利用大气压强原理，与液体表面张力无关。 核心原理辨析 表面张力是液体表面层分子间的引力，表现为液体表面收缩的趋势。A、B、D均体现了这一特性；而C选项中，吸管喝饮料的关键在于“气压差”——吸气使管内气压低于外界大气压，饮料在大气压力作用下被压入口腔，并非表面张力的作用。 1.7.2013 第二十三题考察表面张力的现象。A、B、D都与表面张力有关。而C选项，用吸管喝饮料，利用的是大气压强，和表面张力无关。 ‹#› 习题 24/30 关于浸润和毛细现象，下列说法正确的是（ ） A.水对玻璃是浸润的，水银对玻璃也是浸润的。 B.浸润现象中，附着层内分子间表现为引力。 C.不浸润现象中，管内液面低于管外液面。 D.毛细管插入浸润液体中，上升高度与内径成正比。 正确答案：C 本题考查浸润现象与毛细现象的核心规律，需准确区分浸润与不浸润的分子力表现及液面变化。 选项A 错误：水银对玻璃表面是不浸润的，这是典型的不浸润现象，而水对玻璃是浸润的。 选项B 错误：发生浸润现象时，附着层内分子间距离小于液体内部分子间距，分子力表现为斥力，使液面扩展。 选项D 错误：根据毛细现象的规律，毛细管内液面上升的高度与毛细管的内径（半径）成反比，内径越小，上升高度越高。 1.7.2013 第二十四题考察浸润和毛细现象。水银对玻璃不浸润，A错。浸润时附着层表现为斥力，B错。毛细上升高度与管径成反比，D错。不浸润时管内液面低于管外，C正确。 ‹#› 习题 25/30 关于晶体和非晶体的物理性质与特性，下列说法中正确的是（ ） A.单晶体具有各向异性，多晶体和非晶体具有各向同性。单晶体内部粒子排列规则，不同方向物理性质不同；而多晶体由许多单晶体杂乱无章排列而成，表现为各向同性。 B.晶体有固定的熔点，在熔化过程中温度保持不变；非晶体没有固定的熔点，加热时会逐渐变软、熔化，温度持续上升，这是二者的根本区别之一。 C.“都”字表述过于绝对。单晶体仅在某些物理性质（如导热、导电、光学性质等）上表现出各向异性，并非所有物理性质都如此，例如单晶体的密度通常是各向同性的。 D.晶体和非晶体在适当条件下可以相互转化。例如天然水晶是晶体，熔化后再凝固成玻璃（非晶体）；一些非晶体在特定条件下也能转化为晶体，这表明二者的区别并非绝对。 正确答案：ABD | 核心考点：晶体与非晶体的物理性质、区别及相互转化。 1.7.2013 第二十五题是对晶体和非晶体性质的综合考察。A、B、D都是正确的基本概念。C选项的错误在于“都”字，单晶体并非所有物理性质都各向异性。 ‹#› 习题 26/30 科学家发现了一种新型二维半导体材料——黑磷，其原子按一定规则排列成片状结构。电子在同一片状平层内容易移动，而在不同片状平层间移动时受到较大阻碍。由此可以推断，黑磷（ ） A.是多晶体，内部原子排列无规则，物理性质表现为各向同性。 B.没有固定的熔点，在加热过程中会逐渐软化并最终熔化。 C. 导电性能呈各向异性。 D. 没有天然的规则几何外形。 正确答案：C 黑磷原子排列规则，是典型的单晶体，具有各向异性。 详细解析 选项A、B错误：黑磷原子按一定规则排列，属于单晶体；单晶体有固定的熔点，且天然具有规则的几何外形。 选项C正确：电子在黑磷的片状平层内与平层间移动的难易程度不同，说明其导电性能随方向的不同而不同，体现了单晶体的各向异性。 核心考点：单晶体的原子排列规则，拥有固定熔点、天然规则外形，且物理性质呈各向异性。 1.7.2013 第二十六题考察晶体的特性。题目描述黑磷原子排列规则，所以是单晶体，有固定熔点和规则外形。电子在不同方向移动能力不同，这正是各向异性的体现。所以选C。 ‹#› 习题 27/30 半导体是现代电子技术的核心材料，在集成电路、通信设备、人工智能芯片等领域有着广泛应用。下列关于半导体的说法，正确的是哪一项？ A.半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，且其导电能力是固定的，不可通过任何方式改变。 B.在纯净的半导体材料（如硅、锗）中掺入微量的特定杂质元素，可以使其导电性大大增强，这是半导体技术的关键。 C.半导体材料的导电性能会随环境温度的升高而逐渐减弱，温度越低导电性能越好。 D.二极管是利用半导体的光敏特性制成的电子元件，主要用于将光信号转换为电信号。 正确答案：B 掺杂是半导体工艺的核心，通过精确控制杂质浓度，可获得不同导电性能的半导体材料。 选项 A 错误：半导体的导电性能并非固定不变，它的导电性对温度、光照、杂质等外界因素的变化十分敏感，这正是半导体的重要特性。 选项 C 错误：与金属导体相反，半导体的导电性能随温度升高而增强。温度升高，半导体内部的载流子数目增多，导电能力就会提高。 选项 D 错误：二极管的核心是PN结，它利用的是半导体的单向导电性，而非光敏特性；光敏电阻等元件才是利用半导体的光敏特性。 1.7.2013 第二十七题考察半导体。半导体的导电性可以通过掺杂来精确控制，A错，B对。其导电性随温度升高而增强，C错。二极管利用的是单向导电性，D错。 ‹#› 习题 28/30 超导材料是一种在特定温度下电阻突然降为零的材料。关于超导现象，下列说法正确的是（ ） A.所有超导材料的临界温度都很低，必须在液氦温度下工作。实际上高温超导体的临界温度已突破液氮温区，并非都需要极低温的液氦环境。 B.处于超导状态的导体，无论通过多大的电流，其两端电压都为零。超导体存在临界电流限制，超过该值超导态会被破坏，电压将不再保持为零。 C.利用超导材料输电，可以大大减少输电线上的能量损耗。超导体的零电阻特性使其在通电时不会产生焦耳热，能从根本上降低远距离输电的能量损失。 D.超导磁悬浮列车是利用超导体的完全抗磁性（迈斯纳效应）实现悬浮的。迈斯纳效应会使超导体内部磁场为零，从而与外部磁场产生排斥力，让列车悬浮起来。 正确答案：CD 本题聚焦超导材料的核心特性与应用，需重点区分临界条件限制、零电阻效应及迈斯纳效应的不同应用场景。 核心总结：超导的零电阻效应解决了输电损耗问题，完全抗磁性则是磁悬浮技术的关键；同时要注意，超导体的应用受临界温度和临界电流的双重限制。 1.7.2013 第二十八题考察超导。高温超导体已突破液氦温度，A错。超导体有临界电流，B错。利用零电阻可以实现无损耗输电，C对。磁悬浮利用的是迈斯纳效应，D对。 ‹#› 习题 29/30 纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度（1-100nm）的材料。纳米材料具有许多独特的性质，下列说法与纳米材料的特性无关的是（ ） A.纳米铜具有超塑延展性，是纳米材料的力学特性体现。 B.纳米金的熔点远低于块状金，是纳米材料的热学特性体现。 C.部分纳米材料对光的吸收能力显著增强，属于光学特性。 D.钢铁的机械强度是宏观合金性质，与纳米尺度无关。 正确答案：D 纳米材料的特性源于表面效应与小尺寸效应。 特性关联分析：选项A、B、C分别对应纳米材料的力学、热学和光学特性，均是纳米尺度下材料结构改变所产生的独特物理化学性质。 无关选项辨析：钢铁的良好机械强度是其作为传统合金的宏观固有属性，由其晶体结构和成分决定，与是否达到纳米尺度没有关联。 1.7.2013 第二十九题考察纳米材料。纳米材料的熔点、延展性、光学性质都会发生显著变化。而钢铁的机械强度是其宏观合金特性，与是否为纳米材料无关。所以选D。 ‹#› 习题 30/30 【物理情景与问题】 厚壁粗玻璃管A与毛细管B相连且内部抽真空，玻璃管C封有氡气，体积为V_C。氡气衰变产生的α粒子进入A、B管积累，形成体积为V_AB、压强为p₁的稀薄气体。打开阀门K，缓慢提升水银槽将气体全部压入毛细管B中，此时体积为V_B，温度保持不变。 求：(1) 此时B管中气体的压强p₂；(2) 压缩过程中气体吸热还是放热，并简述理由。 本题综合考察了玻意耳定律的等温变化应用，以及热力学第一定律在气体状态变化过程中的能量分析，注意“缓慢”意味着过程是准静态且等温的。 【参考答案】 (1) 压强：p₂ = p₁V_AB / V_B (2) 过程：气体放热 【详细解析】 （1）玻意耳定律的应用： 气体发生等温压缩，满足玻意耳定律 p₁V₁ = p₂V₂。以A、B管内的气体为研究对象，初态压强p₁、体积V_AB；末态体积V_B，压强p₂。代入定律得 p₁V_AB = p₂V_B，解得 p₂ = p₁V_AB / V_B。 （2）热力学第一定律分析： 压缩过程外界对气体做功(W>0)，温度不变则内能ΔU=0。由ΔU=Q+W，得Q=-W<0，即气体向外界放出热量。 1.7.2013 最后一题，第三十题。第一问是简单的玻意耳定律应用。第二问考察热力学第一定律，等温压缩，外界做功，内能不变，所以气体必须放热。 ‹#› 感谢聆听！ 物理复习课：气体、液体和固体 物理的魅力在于它能解释我们身边的万事万物，从空气的压力到手机的芯片。 希望大家课后多加练习，将所学知识融会贯通，去探索物理世界的无限奥秘！ 1.7.2013 今天的课程到此结束。我们一起从宏观的物态变化，深入到微观的结构世界，又展望了前沿的材料科技。希望这次课程能激发大家对物理学的兴趣，感受到科学的魅力。感谢大家的聆听！ ‹#› $