第55讲 固体、液体和气体（复习讲义）（广东专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

该高中物理高考复习讲义围绕固体液体性质、气体实验定律及状态变化图像三大高考核心考点，按“命题透视-思维建模-考点精讲-真题溯源”逻辑架构系统整合知识，通过知识点解构梳理晶体非晶体区别、表面张力成因等基础内容，结合思维建模归纳气体压强计算、图像分析等解题方法，配套真题及变式训练助力学生突破难点。 讲义注重科学思维与物理观念培养，如考向1通过对比单晶体、多晶体、非晶体的外形及物理性质建立晶体模型，考向2结合露珠呈球形等生活实例解析表面张力微观成因。设置基础巩固与能力提升分层练习，采用“知识点+考向+变式”三步突破策略，帮助学生高效掌握气体实验定律应用，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第55讲 固体、液体和气体 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 固体和液体 知识点1 固体 知识点2 液体 考向1 晶体与非晶体 【思维建模】区别晶体和非晶体的方法 考向2 液体性质的理解 【思维建模】表面张力的理解 考向3 液晶的特性 考点二 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 知识点2 解题的基本思路 考向1 气体压强及微观解释 考向2 气体实验定律的应用 考点三 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 考向1 气体的p-V图像 考向2 气体的 V-T图像 考向3 气体的 P-T图像 考向4 气体的p-图像 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 固体液体 气体实验定律 √ √ √ 考情分析 题型与考向：高考对这部分知识的考查较少，题目难度要求大多不是太高，较为基础。 情境与立意： 生活实践类：解释露珠呈球形、硬币浮水面、毛细现象（如毛巾吸水）。 学习探究类：新材料研发（纳米材料、非晶态合金），精密温度测量与控制，重原理应用（新材料、热机、制冷）。 复习目标 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。了解表面张力现象和毛细现象，知道它们的产生原因。 2、掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。 能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图像问题。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 固体和液体 知识点1 固体 知●识●解●构 一、固体 1、分类 固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又可以分为单晶体与多晶体，如下表所示。 分类 比较　　 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 不规则 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 有确定的熔点，导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性 有确定的熔点，导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向同性 没有确定的熔化温度，导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性各向同性 原子排列 规则 多晶体的每个晶体间排列不规则 不规则 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香 2、晶体的微观结构 在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 下图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况，在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少。在不同方向上物质微粒的排列情况不同导致单晶体在不同方向上物理性质的不同。 一些单晶体各向异性的例子：①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性（沿不同方向传热的快慢不同）；②方解石晶体在光的折射上表现出各向异性（沿不同方向的折射率不同）；③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性（沿不同方向的弹性不同）；④方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性（沿不同方向电阻率不同）。 同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。 晶体具有确定熔点的原因：晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。 知识点2 液体 知●识●解●构 一、液体 1、表面张力 表面层：液体表面跟气体接触的薄层。 定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫做液体的表面张力。 作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小。 方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直，如下图所示。 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引力。 表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜。 影响因素：边界线长度、液体的种类、温度。 例子：球形液滴、肥皂泡、毛细现象、浸润等。 2、浸润和不浸润 附着层分子受力：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。原因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。 不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。原因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。 3、毛细现象 浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。 原因：如下图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低。 4、液晶 介于固态和液态之间的一种物质状态。 特点：具有液体的流动性，在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质；具有晶体的光学各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。 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。 液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。 考●向●破●译 考向1 晶体与非晶体 例1 （2026·浙江·一模）尼科尔棱镜是利用方解石双折射特性制造的偏振器件。其原理是一束单色自然光入射到第一块棱镜端面上，进入棱镜后分为o光和e光，o光以入射到树胶等厚薄层，恰好发生全反射，其光路如图所示。而e光会经树胶薄层从第二块棱镜端面射出，得到纯度极高的线偏振光。下列说法正确的是（     ） A．方解石晶体属于多晶体 B．o光光子能量大于e光光子能量 C．o光在方解石晶体中传播速度为 D．e光从偏振器件右端出射方向与左端入射方向平行 【答案】D 【详解】A．方解石是光学各向异性晶体，具有双折射现象，这说明它属于单晶体，故A错误； B．o光、e光是同一束单色自然光分解出来的，频率相同；光子能量，所以光子能量相等。故B错误； C．o光在树胶层界面恰好全反射，入射角等于临界角C，所以 o光在方解石晶体中传播速度为 故C错误； D．树胶层是等厚平行薄层，前后两个界面互相平行。光线穿过平行的薄层介质：入射面与出射面平行，出射光线和入射光线互相平行，只发生侧移，传播方向不变。左边入射端面、右边出射端面也是平行的，所以e光从器件右端出射方向，与左端入射方向平行。故D正确。 故选D。 【思维建模】 区别晶体和非晶体的方法 (1)要判断一种物质是晶体还是非晶体，关键是看有无确定的熔点，有确定熔点的是晶体，无确定熔点的是非晶体。 (2)几何外形是指自然生成的形状，若形状规则，是单晶体；若形状不规则，有两种可能，即为多晶体或非晶体，凭此一项不能最终确定物质是否为晶体。 (3)从导电、导热等物理性质来看，物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的可能是多晶体，也可能是非晶体。 【变式训练1·变载体】（25-26高三上·宁夏银川·期中）对下列现象分析正确的是（　　） A．悬浮在空气中的PM2.5颗粒做布朗运动，说明颗粒内分子在做无规则热运动 B．一块固体，其各个方向的导热性都相同，则它一定不是单晶 C．对于一定质量的气体，当分子热运动变剧烈时，其压强可以不变 D．正在消融的雪，其内能不变 【答案】C 【详解】A．布朗运动是悬浮在空气中的PM2.5固体颗粒的无规则运动，反映的是空气分子的无规则热运动，不能说明颗粒内分子的运动情况，故A错误； B．单晶体的各向异性是指部分物理性质在不同方向存在差异，并非所有物理性质都表现为各向异性，存在导热性各向同性的单晶体，因此导热性各向相同不能说明该固体一定不是单晶体，故B错误； C．对于一定质量的气体，分子热运动变剧烈说明温度升高，根据理想气体状态方程，若气体体积同时随温度成比例增大，压强可以保持不变（如等压膨胀过程），故C正确； D．雪消融是熔化过程，温度不变则分子平均动能不变，但熔化过程需要吸热，分子势能增大，因此内能增大，故D错误。 故选C。 ▶新情境◀【变式训练2·日常情景结合】（20-21高三下·江苏徐州·阶段检测）石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则（　　） A．石墨中的碳原子静止不动 B．碳原子的直径大约为3×10-9m C．石墨烯碳原子间只存在分子引力 D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变 【答案】D 【详解】A．石墨中的碳原子是运动的，A错误； B．由题意可得碳原子的直径大约为，B错误； C．石墨烯碳原子间不仅存在分子引力，同时也存在分子斥力，C错误； D．石墨烯是晶体，在熔解过程中，温度不变，故碳原子的平均动能不变，D正确。 故选D。 考向2 液体性质的理解 例2 （2025·广东汕头·模拟预测）下列有关分子动理论和物质结构的认识正确的是（     ） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 【答案】B 【详解】A．布朗运动是液体中悬浮微粒的无规则运动，它是液体分子无规则运动的反映，故A错误； B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故B正确； C．物体内热运动速率的分布情况随着温度的不同而不同，故C错误； D．晶体包含单晶体和多晶体，单晶体的物理性质是各向异性，而多晶体的物理性质各向同性，故D错误。 故选B。 【思维建模】 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小 【变式训练1·变考法】（2026·广东茂名·模拟预测）某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴在其表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。下列说法正确的是（     ） A．水能浸润该“自清洁玻璃” B．水滴呈球形是因为分子斥力的作用 C．水滴表面的水分子间只存在分子引力 D．用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面低 【答案】D 【详解】A．如果水能浸润该 “自清洁玻璃”，水在玻璃表面应该是铺展开的，而不是形成接近球形的液滴，所以水不能浸润该 “自清洁玻璃”， 故A错误； B．液体表面张力会使液体表面有收缩的趋势，使得水滴呈球形，故B错误； C．分子间引力和斥力是同时存在的，在水滴表面的水分子间也不例外，只是分子引力大于分子斥力，表现为引力，故C错误； D．因为水不能浸润该玻璃，用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面应该比水面低，故D正确。 故选D。 【变式训练2·变考法】（2026·江苏南京·一模）人类对物质的认识不断发展，下列判断正确的是（　　） A．农民锄地截断土壤中的毛细管结构可减少土壤中的水分蒸发 B．荷叶上小水珠呈扁球状是由于失重而使液体表面收缩 C．晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性 D．液晶是液体和晶体的混合物，具有光学各向异性 【答案】A 【详解】A．给农田松土的目的是破坏土壤里的毛细管，使地下的水分不会被快速引上来而蒸发掉，A正确； B．荷叶上小水珠呈球状是由于液体表面张力使其表面积具有收缩到最小的趋势，B错误； C．晶体具有确定的熔点，单晶体的物理性质呈现各向异性，多晶体呈现各向同性，C错误； D．液晶像液体一样具有流动性，并不是液体和晶体的混合物，而其光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，D错误。 故选A。 考点二 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 知●识●解●构 一、气体实验定律 1、玻意耳定律 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。 适用条件：①气体质量不变、温度不变；②气体温度不太低、压强不太大。 2、查理定律 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 公式：p＝CT或＝。 适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变。 3、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V与热力学温度T成正比。 公式：V＝CT或＝。 适用条件：气体质量一定；气体压强不变。 2、三个气体实验定律的微观解释 玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内，单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。 【注意】宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。 查理定律：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。 【注意】宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。 盖—吕萨克定律：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。 【注意】宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。 五、理想气体 1、定义 在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 【注意】理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点。它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在。 2、理想气体与实际气体 在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理。 【注意】理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力。理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关。 3、理想气体的状态方程 内容：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管压强p、体积V、温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保持不变。 表达式：①＝；②＝C。 成立条件：一定质量的理想气体。 单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位。 【注意】该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关；公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。 二、气体压强 1、产生原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强。 2、决定因素 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密集程度。 知识点2 解题思路 知●识●解●构 一、解题思路 选对象：根据题意，选出所研究的某一部分一定质量的气体。 找参量：分别找出这部分气体状态发生变化前后的p、V、T，其中压强的确定是关键。 认过程：认清变化过程，正确选用物理规律。 列方程：选用理想气体状态方程或某一气体实验定律列式求解，必要时讨论结果的合理性。 【注意】解题是要理清一个物理过程分为哪几个阶段，找出几个阶段之间联系的物理量是什么，明确每个阶段应遵循什么实验定律。 考●向●破●译 考向一 气体压强及微观解释 例1 （24-25高三下·河南焦作·阶段检测）图甲所示的空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体。已知胆内初始气体压强为，温度为。现启动加热模式使气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为。内胆中气体的体积不变，0℃取273K。则下列说法正确的是（　　） A．升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了 B．升温到t时胆中气体的压强为 C．此过程胆中气体的内能增加量为 D．此过程中由于气体对外界做功大于气体吸收的热量，则气体内能增加 【答案】C 【详解】A．气体体积不变，则单位气体体积的分子数不变；升温后气体分子平均速率变大，可知压强增大不是由于单位体积的分子数增多了，而是气体分子的平均动能增大了，A错误； B．封闭气体等容变化，根据查理定律 其中， 代入数据解得 B错误； CD．根据热力学第一定律有 由于气体的体积不变，气体做功 气体吸收的热量 解得 C正确，D错误。 故选C。 【变式训练1·变载体】（24-25高三上·山东潍坊·阶段检测）一定质量的理想气体，由状态开始，经历了的过程，该过程的图像如图所示。已知气体在、、三个状态的体积分别为、、，下列说法正确的是（　　） A． B．由状态到状态，气体吸收热量 C．由状态到状态，外界对气体做的功为 D．气体在状态下单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数大于在状态下的次数 【答案】B 【详解】A．根据理想气体状态方程有 根据图中数据，求得 故A错误； C．气体由状态到状态，根据 可得 气体体积增大，气体对外界做正功，则外界对气体做负功，为 故C错误； B．由状态到状态，气体等压变化，温度升高，体积增大，即，，根据热力学第一定律可知，，气体吸收热量，故B正确； D．由前面分析可知，由状态到状态，气体压强不变，温度升高，则气体分子的平均动能增大，由气体压强微观解释可知气体在状态下单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数小于在状态下的次数，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变载体】（2026·江苏南京·三模）“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　 ） A．玻璃盖碗是晶体 B．水温越高，每个水分子运动的速率越大 C．温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水能浸润茶托 【答案】D 【详解】A．玻璃内部微粒排列无规则，没有固定的熔点，属于非晶体，故A错误； B．温度越高，水分子的平均动能越大，根据可知，水分子的平均速率增大，但由于分子运动具有无规则性，并非每个水分子的速率都增大，故B错误； C．密封空气可视为一定质量的理想气体，玻璃盖碗内气体体积近似不变，根据理想气体状态方程 温度降低时气体压强减小，而压强等于气体分子对容器壁单位面积的平均作用力，因此该平均作用力减小，故C错误； D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，说明水能附着并铺展在茶托表面，即水能够浸润茶托，故D正确。 故选D。 考向二 气体实验定律的应用 例2 （25-26高三上·辽宁本溪·期末）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长25cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高15cm，大气压强为75cmHg，现移动右侧玻璃管，使两侧管内水银面相平，此时气体柱的长度为（     ） A．25cm B．20cm C．45cm D．40cm 【答案】B 【详解】设玻璃管的横截面积为，则初始状态下气体的压强为 体积为 当两侧管内水银面相平时，设气体柱的长度为，则此时气体体积为 压强为 则由玻意耳定律可得 代入数据解得 故选B。 【变式训练1·变载体】（25-26高三上·天津·阶段检测）“拔火罐”时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上，如图所示。小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变，若罐中气体可视为理想气体。设加热后小罐内的空气温度为，当时的室温为。下列说法正确的是（     ） A．冷却过程中气体对外做负功 B．冷却过程气体内能减小 C．冷却后每个分子的运动速率均减少 D．冷却后罐内气体压强约为原来的 【答案】B 【详解】A．冷却过程中气体体积不变，气体不对外做功，故A错误； B．冷却过程中气体体积不变温度降低，内能减小，故B正确； C．冷却后温度降低，分子平均动能减小，分子质量不变，平均速率减小，但并非每个分子的运动速度均减少，故C错误； D．由查理定律得 可知 即冷却后罐内气体压强变化量为原来的，故冷却后罐内气体压强约为原来的，故D错误。 故选B。 【变式训练2·变载体】（24-25高三上·甘肃白银·阶段检测）如图所示，某同学用一标有刻度的均匀玻璃管制成一个温度计，玻璃管中封有一定量的气体。该同学用此温度计测量某容器中水的温度，发现当容器中水温为77℃时，玻璃管中空气柱的长度为35cm；若经过一段时间后玻璃管中空气柱长度变为29cm，则此时容器中水温为（　　） A．60℃ B．25℃ C．17℃ D．10℃ 【答案】C 【详解】设玻璃管横截面积为，当水温为77℃时，，密封气体的体积；经过一段时间后，密封气体的体积，由盖－吕萨克定律得 解得，即此时容器中水温为 故选C。 考点三 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知●识●解●构 一、一定质量的气体不同图像的比较 1、三个气体实验定律的图像 类别 图象 特点 其他图象 玻意耳定律（等温线） pV＝CT(其中C为恒量)，pV之积越大，等温线温度越高，线离原点越远 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 查理定律（等容线） p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 盖—吕萨克定律（等压线） V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 知●识●解●构 一、图像分析思路 1、明确点、线的物理意义 求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 2、明确图像斜率的物理意义 在V­T图像(p­T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。 3、明确图像面积物理意义 在p­V图像中，p­V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。 考●向●破●译 考向一 气体的p-V图像 例1 （2026·天津河北·三模）水中小气泡内气体可视为质量不变的理想气体，气体从状态Q等温膨胀至状态R，再绝热收缩至状态S，其图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．Q→R过程中，气体放出热量 B．Q→R过程中，气体对外做功 C．R→S过程中，气体内能不变 D．R→S过程中，气体温度降低 【答案】B 【详解】AB．Q→R过程中，温度不变，则内能不变；体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知气体吸收热量。故A错误，B正确； CD．R→S过程中，绝热收缩，说明气体和外界没有热传递，体积减小，外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高。故CD错误。 故选B。 【变式训练1·变载体】（25-26高二下·重庆沙坪坝·期中）一定质量的理想气体压强为p、体积为，从状态经状态变化到状态，其图像如图所示，该过程中（     ） A．气体放出热量 B．气体吸收热量 C．气体放出热量 D．气体吸收热量 【答案】B 【详解】由图像知气体状态到状态为等压膨胀，对气体而言 从状态到状态为等容变化，做功为零，故从状态经状态变化到状态， 又图像中到， 即为等温变化，故从状态经状态变化到状态，气体内能不变，根据热力学第一定律 则 即气体吸收热量 故选B。 【变式训练2·变载体】（2026·湖北襄阳·三模）如图所示，一定质量的理想气体，从状态a分别经历a→b和a→c→b两个变化过程，其中a→b为双曲线，状态b、c的体积相同，则（     ） A．状态a的温度高于状态c B．状态a的内能大于状态b C．a→c过程中气体放出热量 D．a→b过程中气体对外界做功比a→c→b过程做功少 【答案】D 【详解】A．由于状态b和状态c体积相同，且，根据理想气体状态方程 可知，又因为，故，故A错误； B．气体从为双曲线，是等温变化，则状态a的内能等于状态b，故B错误； C．因为a→c过程气体体积增大，气体对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据，可知气体吸收热量，故C错误； D．根据，可知图像与坐标轴所围面积表示气体做功，因此由图可知过程中气体对外界做功比过程做功少，故D正确。 故选D。 考向二 气体的V-T图像 例2 （25-26高三上·江苏宿迁·阶段检测）一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．的过程中，体积增大 B．的过程中，气体对外做的功等于气体所吸收的热量 C．过程中，气体吸收的热量在数值上等于三角形abc的面积 D．的过程中，单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数逐渐减少 【答案】B 【详解】A．根据可知图像上的点与绝对零点连线的斜率倒数反映体积大小，则a→b的过程中，图像上的点与绝对零点连线的斜率不变，则体积不变，故A错误； B．b→c的过程中，气体压强减小，图像斜率变小，气体体积变大，对外做功，即W<0；气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知，气体对外做的功等于气体所吸收的热量，故B正确； C．过程中，总的，由热力学第一定律可知，气体对外做的功等于气体吸收热量； 因图像为p-t图像不是p-V图像，所以其△abc的面积并不等于气体对外做功的数值，故C错误； D．c→a的过程中，温度逐渐降低，分子平均速率逐渐减小，又气体压强不变，可知单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数逐渐增加，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变载体】（2025·辽宁朝阳·模拟预测）一定质量的理想气体从状态A→B→C→A的V-T图像如图，则（    ）   A．A→B所有气体分子的速率均增加 B．B→C气体对外做功 C．全过程吸热为2×105 J D．全过程气体吸热大于放热 【答案】D 【详解】A．A→B气体温度升高，气体分子平均速率变大，但并非所有气体分子的速率均增加，A错误； B．B→C气体体积不变，则气体不对外做功，外界也不对气体做功，B错误； CD．全过程气体内能不变∆U=0，但因气体压强值不能确定，则不能计算气体做功，因此不能计算吸热或放热的值；从A→B气体对外做功大于C→A过程中外界对气体做的功，可知整个过程中气体对外做功，即W<0，根据∆U=W+Q可知，Q>0，即整个过程中气体吸热，气体吸热大于放热，C错误，D正确。 故选D。 【变式训练2·变载体】（2025·四川绵阳·三模）一定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其p-t图像如图所示，图中ba的延长线过原点，bc平行于t轴，ca的延长线过点（－273.15℃，0）。下列判断正确的是（　　） A．过程ab中气体体积不变 B．过程ca中气体体积不变 C．过程ca中气体吸收热量 D．过程bc中气体放出热量 【答案】B 【详解】A．延长线过原点，不是绝对零度点，因此不是等容过程。 由图可知，又，代入状态方程 整理得 ，过程升高，减小，故A错误； B．延长线过，说明与成正比，满足，因此体积不变，故B正确； C．过程，降低，理想气体内能仅与温度有关，因此 体积不变，气体不做功， 根据热力学第一定律 可得，气体放出热量，故C错误； D．过程，不变，升高，升高，因此 由盖-吕萨克定律，升高则增大，气体对外做功， 根据热力学第一定律 可得，气体吸收热量，故D错误。 故选 B。 考向三 气体的P-T图像 例3 （2026·云南保山·模拟预测）一定质量理想气体体积V随摄氏温度t变化的V—t图像如图所示，过程A→B→C→D→A，B→C图线与D→A图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（    ） A．从A到B过程，气体压强减小 B．从B到C过程，气体放出热量等于外界对气体做功 C．从C到D过程，所有气体分子的动能增大 D．从D到A过程，气体分子数密度增大 【答案】B 【详解】A．对一定质量的理想气体，根据理想气体状态方程有 在图像中，等压线的延长线均通过、的点，图中AB所在直线符合等压线特征，因此从到过程中气体压强不变，故A错误； B．从到过程中温度不变，理想气体的内能只与温度有关，因此 该过程中气体体积减小，外界对气体做正功，设气体吸收的热量为，外界对气体做功为，根据热力学第一定律有 代入解得 因此气体放出的热量等于外界对气体所做的功，故B正确； C．从到过程中气体温度升高，气体分子的平均动能随温度升高而增大，但分子做无规则运动，各分子的动能并不都增大，故C错误； D．从到过程中温度不变，气体体积增大。气体分子数不变，分子数密度为 因此分子数密度减小，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变载体】（24-25高三·福建·三轮复习）某容器密封着一定质量的理想气体，这部分气体经历了A→B→C→D的变化过程，已知A→B过程气体发生等容变化，B→C过程单位时间内与单位面积容器壁碰撞的气体分子数减小，C→D过程气体从外界吸收热量。该过程中气体的图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】B．A→B过程气体发生等容变化，由理想气体状态方程可知图像为一条反向延长线过原点的直线，B错误； C．C选项所示图像中，B→C过程气体温度降低，即气体分子平均动能减小，又气体压强增大，可知单位时间内与单位面积容器壁碰撞的气体分子数增加，C错误； D．D选项所示图像中，C→D过程，气体温度减小，内能减小，压强增大，由理想气体状态方程可知气体体积减小，外界对气体做正功，由热力学第一定律可知，气体向外界放热，D错误。 A．A→B过程气体发生等容变化，由理想气体状态方程可知图像为一条反向延长线过原点的直线，B→C过程气体温度升高，即气体分子平均动能增大，又气体压强减小，可知单位时间内与单位面积容器壁碰撞的气体分子数减少，C→D过程，气体温度升高，内能增大，压强不变，由理想气体状态方程可知气体体积增大，外界对气体做负功，由热力学第一定律可知，气体向外界吸热，A正确。 故选A。 【变式训练2·变载体】（2026·山西忻州·模拟预测）如图所示，、、、表示一定质量的理想气体循环过程中的四个状态，其中的延长线过原点，平行于轴，平行于轴，下列说法正确的是（    ） A．从状态到，可能在绝热条件下进行 B．从状态到，气体对外做的功等于气体吸收的热量 C．从状态到，气体体积不变 D．从状态到，气体对外做功，吸收热量 【答案】B 【详解】A．是等压过程（平行轴，不变），升高，因此 由盖-吕萨克定律，升高则增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律 得，过程必须吸热，不可能绝热，故A错误； B．是等温过程（平行轴，不变），因此 由玻意耳定律，减小则增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律得 得，即气体对外做的功等于吸收的热量，故B正确； C．延长线过原点，说明是等容线，而的斜率小于的斜率，由 得，因此过程体积减小，故C错误； D．在过原点的直线上，斜率不变，因此体积不变，气体做功，并不对外做功；仅温度升高、内能增大、吸热，故D错误。 故选B。 考向四 气体的p-图像 例4 （25-26高三下·天津南开·阶段检测）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后再回到状态A，关于该循环过程，下列说法中正确的是（　　） A．过程中，气体温度升高 B．过程中，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数减少 C．过程中，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数增加 D．过程中，外界对气体做功的值大于气体放热 【答案】B 【详解】A．过程中，与成正比，即为定值，可知气体做等温变化，温度不变，故A错误； B．过程中，气体体积不变，分子数密度不变；压强减小，根据查理定律可知气体温度降低，分子平均动能减小，分子平均速率减小，所以单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数减少，故B正确； C．过程中，压强不变，体积变大，根据可知，气体温度升高，分子平均动能增大，单个分子对器壁的平均撞击力增大；由于压强不变，根据压强的微观解释，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数必然减少，故C错误； D．过程中，气体温度不变，内能不变，可知；体积减小，可知外界对气体做功，有，根据热力学第一定律可知 即气体放出的热量等于外界对气体做的功，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变载体】（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）2026年2月中国科学院工程热物理研究所联合中储国能（北京）技术有限公司，成功研制出国际首套单机功率最大的压缩空气储能压缩机。该机器某段工作过程中会将一定质量的空气（可看作理想气体）从状态A等温压缩到状态B，空气的压强、体积、温度分别记为p、V、T，下列描绘此阶段中各物理量变化的图像，可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】AB．一定质量理想气体的等温压缩过程，满足玻意耳定律，C为常数。可知p与成反比，图中等温线为反比例双曲线，故A正确，B错误； C．p与成正比，图应为过原点的倾斜直线，故C错误； D．该过程为等温过程，始终保持不变，图应为竖直直线，故D错误。 故选A。 【变式训练2·变载体】（25-26高三上·贵州黔南·期末）如图甲是“小型潜艇—浮沉子”的模型。现用手挤压塑料瓶或改变塑料瓶内温度等方式可以使小瓶下沉到底部；然后保持气体温度不变，松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮。假如塑料瓶内液面上方的气体从状态A开始，经历A→B→C→A循环回到A状态，其压强p随体积倒数变化的图像如图乙所示，其中AB的反向延长线过原点O，BC为双曲线，CA与横轴平行。所有气体视为理想气体，下列关于塑料瓶内液面上方气体的分析正确的是（　　） A．A→B过程气体内能增大 B．挤压塑料瓶时，小玻璃瓶下沉的主要原因是塑料瓶中液面上方气体压强减小 C．C→A过程塑料瓶内气体温度升高 D．A→B→C→A全过程气体从外界吸收热量 【答案】C 【详解】A．在A→B过程中，AB的反向延长线过原点O，说明与成正比，即 这是等温过程，理想气体的内能只与温度有关，温度不变，所以内能不变，故A错误； B．挤压塑料瓶时，塑料瓶中气体体积减小，气体压强增大，故B错误； C．由图像可知，过程是等压过程，V与T成正比，气体体积增大，所以气体的温度升高，故C正确； D．在过程中，气体体积减小，外界对气体做功，在过程中，气体体积增大，气体对外界做功。两个过程中气体体积变化量大小相同，且根据图像可知，过程压强大于过程压强，则外界对气体做功大于气体对外界做功，即 全过程回到初始状态A，内能变化 根据热力学第一定律 可得，所以全过程气体放出热量，故D错误。 故选C。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 解答题 1．（2026·广东·高考真题）图（a）所示的空气垫是由多个相连的独立气室构成的包装材料，其简化模型如图（b）。充气前气室内均没有气体，在室温下，将压强、体积的气体通过单向阀充入10个气室（忽略气道内气体），此时每个气室均为圆柱体，横截面半径为 ，长度为 ，当充气后的气室受到挤压变形时，其横截面变成图（c）所示的“跑道”形（两端是直径为 的半圆），且气室长度、横截面周长均保持不变，气室内气体可视为理想气体，充气及挤压变形过程中气体温度始终与室温相同。 (1)求充气后未挤压变形时气室中的压强； (2)求挤压变形后气室中的压强； (3)已知气室中的压强超过时气室会爆破，若气室经如图（c）所示的挤压变形后，体积不变、室温升高，求气室不爆破的最高室温。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）充气过程温度不变，对所有充入气室的气体，由玻意耳定律有 根据题意有 解得充气后未挤压变形时气室中的压强 （2）变形前，气室的体积为 挤压过程温度不变，且横截面周长不变，原圆形横截面周长 变形后跑道形横截面两端半圆合为一个整圆，周长为 剩余直边总长度为 单根直边长 变形后，气室的体积为 对气室气体，等温过程由玻意耳定律 解得挤压变形后气室中的压强 （3）体积不变，气体等容变化，有 解得气室不爆破的最高室温. 2．（2025·广东·高考真题）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强，铸型室底面积，高度，底面与注气前气室内金属液面高度差，柱状气室底面积，注气前气室内气体压强为，金属液的密度，重力加速度取，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。 (1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度和气室内气体压强。 (2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型室内的金属液高度为时，气室内气体压强。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）根据体积关系 可得下方液面下降高度 此时下方气体的压强 代入数据可得 （2）初始时，上方铸型室气体的压强为，体积 当上方铸型室液面高为时体积为 根据玻意耳定律 可得此时上方铸型室液面高为时气体的压强为 同理根据体积关系 可得 此时下方气室内气体压强 代入数据可得。 3．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 A内气体做等压变化，压强保持不变，初态 ， 末态 根据 代入数据可得 由于 假设成立，即 （3）恰好稳定时，A内气体压强为 B内气体压强 此时差压阀恰好关闭，所以有 代入数据联立解得 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $ 第55讲 固体、液体和气体 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 固体和液体 知识点1 固体 知识点2 液体 考向1 晶体与非晶体 【思维建模】区别晶体和非晶体的方法 考向2 液体性质的理解 【思维建模】表面张力的理解 考向3 液晶的特性 考点二 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 知识点2 解题的基本思路 考向1 气体压强及微观解释 考向2 气体实验定律的应用 考点三 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 考向1 气体的p-V图像 考向2 气体的 V-T图像 考向3 气体的 P-T图像 考向4 气体的p-图像 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 固体液体 气体实验定律 √ √ √ 考情分析 题型与考向：高考对这部分知识的考查较少，题目难度要求大多不是太高，较为基础。 情境与立意： 生活实践类：解释露珠呈球形、硬币浮水面、毛细现象（如毛巾吸水）。 学习探究类：新材料研发（纳米材料、非晶态合金），精密温度测量与控制，重原理应用（新材料、热机、制冷）。 复习目标 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。了解表面张力现象和毛细现象，知道它们的产生原因。 2、掌握气体压强的计算方法及气体压强的微观解释。 能用气体实验定律解决实际问题，并会分析气体图像问题。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 固体和液体 知识点1 固体 知●识●解●构 一、固体 1、分类 固体可以分为晶体和非晶体两类，晶体又可以分为单晶体与多晶体，如下表所示。 分类 比较　　 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 不规则 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 有确定的熔点，导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向异性 有确定的熔点，导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向同性 没有确定的熔化温度，导电、导热、光学等物理性质表现为各向同性各向同性 原子排列 规则 多晶体的每个晶体间排列不规则 不规则 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香 2、晶体的微观结构 在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性。 下图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况，在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少。在不同方向上物质微粒的排列情况不同导致单晶体在不同方向上物理性质的不同。 一些单晶体各向异性的例子：①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性（沿不同方向传热的快慢不同）；②方解石晶体在光的折射上表现出各向异性（沿不同方向的折射率不同）；③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性（沿不同方向的弹性不同）；④方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性（沿不同方向电阻率不同）。 同一种物质也可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现，有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体。 有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，因为组成它们的微粒能够按照不同规则在空间分布。 晶体具有确定熔点的原因：晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。 知识点2 液体 知●识●解●构 一、液体 1、表面张力 表面层：液体表面跟气体接触的薄层。 定义：在表面层，分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，这种力使液体表面绷紧，叫做液体的表面张力。 作用效果：液体的表面张力使液面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形表面积最小。 方向：总是跟液体相切，且与分界面垂直，如下图所示。 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引力。 表面特性：表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜。 影响因素：边界线长度、液体的种类、温度。 例子：球形液滴、肥皂泡、毛细现象、浸润等。 2、浸润和不浸润 附着层分子受力：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。 浸润：一种液体会润湿某种固体并附着在固体的表面上的现象。原因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。 不浸润：一种液体不会润湿某种固体，不会附着在这种固体的表面上的现象。原因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。 3、毛细现象 浸润液体在细管中上升的现象，以及不浸润液体在细管中下降的现象。 原因：如下图所示，甲是浸润情况，此时管内液面呈凹形，因为液体的表面张力的作用，液体会受到向上的作用力，因而管内液面要比管外高；乙是不浸润情况，管内液面呈凸形，表面张力的作用使液体受到向下的力，因而管内液面比管外低。 4、液晶 介于固态和液态之间的一种物质状态。 特点：具有液体的流动性，在一定程度上具有晶体分子的规则排列的性质；具有晶体的光学各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。 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。 液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。 考●向●破●译 考向1 晶体与非晶体 例1 （2026·浙江·一模）尼科尔棱镜是利用方解石双折射特性制造的偏振器件。其原理是一束单色自然光入射到第一块棱镜端面上，进入棱镜后分为o光和e光，o光以入射到树胶等厚薄层，恰好发生全反射，其光路如图所示。而e光会经树胶薄层从第二块棱镜端面射出，得到纯度极高的线偏振光。下列说法正确的是（     ） A．方解石晶体属于多晶体 B．o光光子能量大于e光光子能量 C．o光在方解石晶体中传播速度为 D．e光从偏振器件右端出射方向与左端入射方向平行 【思维建模】 区别晶体和非晶体的方法 (1)要判断一种物质是晶体还是非晶体，关键是看有无确定的熔点，有确定熔点的是晶体，无确定熔点的是非晶体。 (2)几何外形是指自然生成的形状，若形状规则，是单晶体；若形状不规则，有两种可能，即为多晶体或非晶体，凭此一项不能最终确定物质是否为晶体。 (3)从导电、导热等物理性质来看，物理性质各向异性的是单晶体，各向同性的可能是多晶体，也可能是非晶体。 【变式训练1·变载体】（25-26高三上·宁夏银川·期中）对下列现象分析正确的是（　　） A．悬浮在空气中的PM2.5颗粒做布朗运动，说明颗粒内分子在做无规则热运动 B．一块固体，其各个方向的导热性都相同，则它一定不是单晶 C．对于一定质量的气体，当分子热运动变剧烈时，其压强可以不变 D．正在消融的雪，其内能不变 ▶新情境◀【变式训练2·日常情景结合】（20-21高三下·江苏徐州·阶段检测）石墨是碳原子按图甲排列形成的，其微观结构为层状结构。图乙为石墨烯的微观结构，单碳层石墨烯是单层的石墨，厚1毫米的石墨大概包含大约三百万层石墨烯。石墨烯是现有材料中厚度最薄、强度最高、导热性最好的新型材料。则（　　） A．石墨中的碳原子静止不动 B．碳原子的直径大约为3×10-9m C．石墨烯碳原子间只存在分子引力 D．石墨烯的熔解过程中，碳原子的平均动能不变 考向2 液体性质的理解 例2 （2025·广东汕头·模拟预测）下列有关分子动理论和物质结构的认识正确的是（     ） A．液体分子的无规则运动称为布朗运动 B．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C．物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例与温度无关 D．非晶体的物理性质各向同性而晶体的物理性质都是各向异性 【思维建模】 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小 【变式训练1·变考法】（2026·广东茂名·模拟预测）某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴在其表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。下列说法正确的是（     ） A．水能浸润该“自清洁玻璃” B．水滴呈球形是因为分子斥力的作用 C．水滴表面的水分子间只存在分子引力 D．用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面低 【变式训练2·变考法】（2026·江苏南京·一模）人类对物质的认识不断发展，下列判断正确的是（　　） A．农民锄地截断土壤中的毛细管结构可减少土壤中的水分蒸发 B．荷叶上小水珠呈扁球状是由于失重而使液体表面收缩 C．晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性 D．液晶是液体和晶体的混合物，具有光学各向异性 考点二 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 知●识●解●构 一、气体实验定律 1、玻意耳定律 内容：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 公式：pV＝C(常量)或p1V1＝p2V2。 适用条件：①气体质量不变、温度不变；②气体温度不太低、压强不太大。 2、查理定律 内容：一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强p与热力学温度T成正比。 公式：p＝CT或＝。 适用条件：气体的质量一定，气体的体积不变。 3、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V与热力学温度T成正比。 公式：V＝CT或＝。 适用条件：气体质量一定；气体压强不变。 2、三个气体实验定律的微观解释 玻意耳定律：一定质量的某种理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的。在这种情况下，体积减小时，分子的数密度增大，单位时间内，单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就增大。 【注意】宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。 查理定律：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变。在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。 【注意】宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。 盖—吕萨克定律：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能增大；只有气体的体积同时增大，使分子的数密度减小，才能保持压强不变。 【注意】宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。 五、理想气体 1、定义 在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。 【注意】理想气体分子本身的大小与分子间的距离相比可忽略不计，分子不占空间，可视为质点。它是对实际气体的一种科学抽象，是一种理想模型，实际并不存在。 2、理想气体与实际气体 在温度不低于零下几十摄氏度、压强不超过大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理。 【注意】理想气体分子除碰撞外，无相互作用的引力和斥力。理想气体分子无分子势能的变化，内能等于所有分子热运动的动能之和，只和温度有关。 3、理想气体的状态方程 内容：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管压强p、体积V、温度T都可能改变，但是压强p跟体积V的乘积与热力学温度T之比保持不变。 表达式：①＝；②＝C。 成立条件：一定质量的理想气体。 单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位。 【注意】该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关；公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。 二、气体压强 1、产生原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强。 2、决定因素 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密集程度。 知识点2 解题思路 知●识●解●构 一、解题思路 选对象：根据题意，选出所研究的某一部分一定质量的气体。 找参量：分别找出这部分气体状态发生变化前后的p、V、T，其中压强的确定是关键。 认过程：认清变化过程，正确选用物理规律。 列方程：选用理想气体状态方程或某一气体实验定律列式求解，必要时讨论结果的合理性。 【注意】解题是要理清一个物理过程分为哪几个阶段，找出几个阶段之间联系的物理量是什么，明确每个阶段应遵循什么实验定律。 考●向●破●译 考向一 气体压强及微观解释 例1 （24-25高三下·河南焦作·阶段检测）图甲所示的空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体。已知胆内初始气体压强为，温度为。现启动加热模式使气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为。内胆中气体的体积不变，0℃取273K。则下列说法正确的是（　　） A．升温后压强增大是由于单位体积的分子数增多了 B．升温到t时胆中气体的压强为 C．此过程胆中气体的内能增加量为 D．此过程中由于气体对外界做功大于气体吸收的热量，则气体内能增加 【变式训练1·变载体】（24-25高三上·山东潍坊·阶段检测）一定质量的理想气体，由状态开始，经历了的过程，该过程的图像如图所示。已知气体在、、三个状态的体积分别为、、，下列说法正确的是（　　） A． B．由状态到状态，气体吸收热量 C．由状态到状态，外界对气体做的功为 D．气体在状态下单位时间内对单位面积器壁碰撞的次数大于在状态下的次数 【变式训练2·变载体】（2026·江苏南京·三模）“工夫茶”是潮汕地区的传统饮茶习俗。如图所示，热水倒入茶托上的玻璃盖碗后盖上杯盖，在水面和杯盖间就封闭了一部分空气（可视为理想气体）。下列说法正确的是（　　 ） A．玻璃盖碗是晶体 B．水温越高，每个水分子运动的速率越大 C．温度降低，玻璃盖碗内壁单位面积所受气体分子的平均作用力变大 D．水滴落在干净的茶托上会自然摊开，这说明水能浸润茶托 考向二 气体实验定律的应用 例2 （25-26高三上·辽宁本溪·期末）如图所示，两根粗细相同的玻璃管下端用橡皮管相连，左管内封有一段长25cm的气体，右管开口，左管水银面比右管内水银面高15cm，大气压强为75cmHg，现移动右侧玻璃管，使两侧管内水银面相平，此时气体柱的长度为（     ） A．25cm B．20cm C．45cm D．40cm 【变式训练1·变载体】（25-26高三上·天津·阶段检测）“拔火罐”时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上，如图所示。小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变，若罐中气体可视为理想气体。设加热后小罐内的空气温度为，当时的室温为。下列说法正确的是（     ） A．冷却过程中气体对外做负功 B．冷却过程气体内能减小 C．冷却后每个分子的运动速率均减少 D．冷却后罐内气体压强约为原来的 【变式训练2·变载体】（24-25高三上·甘肃白银·阶段检测）如图所示，某同学用一标有刻度的均匀玻璃管制成一个温度计，玻璃管中封有一定量的气体。该同学用此温度计测量某容器中水的温度，发现当容器中水温为77℃时，玻璃管中空气柱的长度为35cm；若经过一段时间后玻璃管中空气柱长度变为29cm，则此时容器中水温为（　　） A．60℃ B．25℃ C．17℃ D．10℃ 考点三 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知●识●解●构 一、一定质量的气体不同图像的比较 1、三个气体实验定律的图像 类别 图象 特点 其他图象 玻意耳定律（等温线） pV＝CT(其中C为恒量)，pV之积越大，等温线温度越高，线离原点越远 p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 查理定律（等容线） p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 盖—吕萨克定律（等压线） V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 知●识●解●构 一、图像分析思路 1、明确点、线的物理意义 求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 2、明确图像斜率的物理意义 在V­T图像(p­T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。 3、明确图像面积物理意义 在p­V图像中，p­V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。 考●向●破●译 考向一 气体的p-V图像 例1 （2026·天津河北·三模）水中小气泡内气体可视为质量不变的理想气体，气体从状态Q等温膨胀至状态R，再绝热收缩至状态S，其图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．Q→R过程中，气体放出热量 B．Q→R过程中，气体对外做功 C．R→S过程中，气体内能不变 D．R→S过程中，气体温度降低 【变式训练1·变载体】（25-26高二下·重庆沙坪坝·期中）一定质量的理想气体压强为p、体积为，从状态经状态变化到状态，其图像如图所示，该过程中（     ） A．气体放出热量 B．气体吸收热量 C．气体放出热量 D．气体吸收热量 【变式训练2·变载体】（2026·湖北襄阳·三模）如图所示，一定质量的理想气体，从状态a分别经历a→b和a→c→b两个变化过程，其中a→b为双曲线，状态b、c的体积相同，则（     ） A．状态a的温度高于状态c B．状态a的内能大于状态b C．a→c过程中气体放出热量 D．a→b过程中气体对外界做功比a→c→b过程做功少 考向二 气体的V-T图像 例2 （25-26高三上·江苏宿迁·阶段检测）一定质量的理想气体从状态开始，经历三个过程回到原状态，其图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．的过程中，体积增大 B．的过程中，气体对外做的功等于气体所吸收的热量 C．过程中，气体吸收的热量在数值上等于三角形abc的面积 D．的过程中，单位时间内容器壁单位面积受到的气体分子撞击次数逐渐减少 【变式训练1·变载体】（2025·辽宁朝阳·模拟预测）一定质量的理想气体从状态A→B→C→A的V-T图像如图，则（    ）   A．A→B所有气体分子的速率均增加 B．B→C气体对外做功 C．全过程吸热为2×105 J D．全过程气体吸热大于放热 【变式训练2·变载体】（2025·四川绵阳·三模）一定质量的理想气体从a状态开始，经历三个过程ab、bc、ca回到a状态，其p-t图像如图所示，图中ba的延长线过原点，bc平行于t轴，ca的延长线过点（－273.15℃，0）。下列判断正确的是（　　） A．过程ab中气体体积不变 B．过程ca中气体体积不变 C．过程ca中气体吸收热量 D．过程bc中气体放出热量 考向三 气体的P-T图像 例3 （2026·云南保山·模拟预测）一定质量理想气体体积V随摄氏温度t变化的V—t图像如图所示，过程A→B→C→D→A，B→C图线与D→A图线均与纵轴平行，则下列判断正确的是（    ） A．从A到B过程，气体压强减小 B．从B到C过程，气体放出热量等于外界对气体做功 C．从C到D过程，所有气体分子的动能增大 D．从D到A过程，气体分子数密度增大 【变式训练1·变载体】（24-25高三·福建·三轮复习）某容器密封着一定质量的理想气体，这部分气体经历了A→B→C→D的变化过程，已知A→B过程气体发生等容变化，B→C过程单位时间内与单位面积容器壁碰撞的气体分子数减小，C→D过程气体从外界吸收热量。该过程中气体的图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【变式训练2·变载体】（2026·山西忻州·模拟预测）如图所示，、、、表示一定质量的理想气体循环过程中的四个状态，其中的延长线过原点，平行于轴，平行于轴，下列说法正确的是（    ） A．从状态到，可能在绝热条件下进行 B．从状态到，气体对外做的功等于气体吸收的热量 C．从状态到，气体体积不变 D．从状态到，气体对外做功，吸收热量 考向四 气体的p-图像 例4 （25-26高三下·天津南开·阶段检测）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C后再回到状态A，关于该循环过程，下列说法中正确的是（　　） A．过程中，气体温度升高 B．过程中，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数减少 C．过程中，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数增加 D．过程中，外界对气体做功的值大于气体放热 【变式训练1·变载体】（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）2026年2月中国科学院工程热物理研究所联合中储国能（北京）技术有限公司，成功研制出国际首套单机功率最大的压缩空气储能压缩机。该机器某段工作过程中会将一定质量的空气（可看作理想气体）从状态A等温压缩到状态B，空气的压强、体积、温度分别记为p、V、T，下列描绘此阶段中各物理量变化的图像，可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【变式训练2·变载体】（25-26高三上·贵州黔南·期末）如图甲是“小型潜艇—浮沉子”的模型。现用手挤压塑料瓶或改变塑料瓶内温度等方式可以使小瓶下沉到底部；然后保持气体温度不变，松开塑料瓶后，小瓶缓慢上浮。假如塑料瓶内液面上方的气体从状态A开始，经历A→B→C→A循环回到A状态，其压强p随体积倒数变化的图像如图乙所示，其中AB的反向延长线过原点O，BC为双曲线，CA与横轴平行。所有气体视为理想气体，下列关于塑料瓶内液面上方气体的分析正确的是（　　） A．A→B过程气体内能增大 B．挤压塑料瓶时，小玻璃瓶下沉的主要原因是塑料瓶中液面上方气体压强减小 C．C→A过程塑料瓶内气体温度升高 D．A→B→C→A全过程气体从外界吸收热量 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 解答题 1．（2026·广东·高考真题）图（a）所示的空气垫是由多个相连的独立气室构成的包装材料，其简化模型如图（b）。充气前气室内均没有气体，在室温下，将压强、体积的气体通过单向阀充入10个气室（忽略气道内气体），此时每个气室均为圆柱体，横截面半径为 ，长度为 ，当充气后的气室受到挤压变形时，其横截面变成图（c）所示的“跑道”形（两端是直径为 的半圆），且气室长度、横截面周长均保持不变，气室内气体可视为理想气体，充气及挤压变形过程中气体温度始终与室温相同。 (1)求充气后未挤压变形时气室中的压强； (2)求挤压变形后气室中的压强； (3)已知气室中的压强超过时气室会爆破，若气室经如图（c）所示的挤压变形后，体积不变、室温升高，求气室不爆破的最高室温。 2．（2025·广东·高考真题）如图是某铸造原理示意图，往气室注入空气增加压强，使金属液沿升液管进入已预热的铸型室，待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通，大气压强，铸型室底面积，高度，底面与注气前气室内金属液面高度差，柱状气室底面积，注气前气室内气体压强为，金属液的密度，重力加速度取，空气可视为理想气体，不计升液管的体积。 (1)求金属液刚好充满铸型室时，气室内金属液面下降的高度和气室内气体压强。 (2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封，且注气过程中铸型室内温度不变，求注气后铸型室内的金属液高度为时，气室内气体压强。 3．（2024·广东·高考真题）差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时： （1）求B内气体压强； （2）求A内气体体积； （3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量。 1 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $