2027届高三物理一轮复习讲义:第二章 气体、固体、液体
2026-09-05
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摘要:
该高中物理复习讲义聚焦气体、固体、液体核心考点,覆盖高考选择辨析、图像分析、状态方程计算等高频题型。以状态参量-实验定律-微观解释为逻辑主线,通过考点分层拆解、公式全推导、图像专项总结及分层刷题,帮助学生突破定律适用条件混淆等难点,构建系统复习框架。
讲义创新采用“模型建构-科学推理-实战应用”教学策略,如通过活塞模型推导压强计算方法,总结p-T图像斜率与体积关系培养科学思维。设置二级秒杀结论和易错汇总,配合基础到综合分层练习,确保学生快速掌握关键规律,为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
第二章 气体、固体、液体全套超精细复习讲义
前言:本讲义为高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体与液体专属终极完整版复习资料本章承接第一章分子动理论,是热学宏观规律核心章节,也是高考热学板块分值最高、题型最固定、计算最集中的章节。高考高频考查:选择概念辨析、气体图像分析、气体状态方程计算、实验填空题、物态现象应用题。本章公式多、图像多、状态变化复杂,多数失分源于定律适用条件混淆、图像斜率面积理解错误、宏观规律与微观本质脱节、饱和汽湿度概念模糊。本讲义通过超细逐层拆解、公式全推导、图像专项总结、易混点对标清零、分层梯度刷题,实现零基础吃透、细节零失误、计算不丢分。
第一部分 核心基础知识点
知识点1 气体的状态参量
描述气体宏观状态的三个核心物理量:压强p、体积V、热力学温度T,任意一个参量变化,气体状态即发生改变。
1 气体体积V
气体无固定形状、无固定体积,会充满整个容器,因此气体体积等于容器容积。
国际单位:,常用换算:,。
2 热力学温度T
热学计算必须使用热力学温度,严禁直接用摄氏温度计算气体定律。
换算公式:(高中统一近似)
温度变化量:,数值相等、单位不同。
核心限定:气体实验定律、理想气体状态方程,全部只适用于热力学温度。
3 气体压强p
气体压强本质:大量气体分子频繁、持续碰撞器壁产生的平均作用力,与分子平均动能、分子数密度有关。
国际单位:,常用单位:标准大气压
常见封闭气体压强计算方法
(1)水平活塞:
(2)竖直活塞(质量为m):(向上加压取加,向下减压取减)
(3)液柱封闭气体:等高压强相等,液面差,
技巧点拨
1.活塞模型
如图所示是最常见的封闭气体的两种方式.
图
求气体压强的基本方法:先对活塞进行受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.
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+.
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,
则气体压强为p=p0-=p0-ρ液gh.
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.
图
则有pB+ρgh2=pA,
而pA=p0+ρgh1,
所以气体B的压强为
pB=p0+ρg(h1-h2).
3.气体压强的微观解释
(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
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.
例题精练
1.关于气体状态参量,下列说法正确的是()
A. 气体体积由气体分子本身体积决定
B. 气体定律计算可用摄氏温度
C. 气体压强由分子碰撞器壁产生
D. 密闭容器气体分子数密度一定不变
答案:C
解析:气体体积为容器容积,A错;热学计算必须用热力学温度,B错;气体体积变化会改变数密度,D错;气体压强的微观本质是分子频繁碰撞器壁,C正确。
2.如图中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下.两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压强为p0,重力加速度为g,活塞与缸壁之间无摩擦,求封闭气体A、B的压强各多大?
图
答案 p0+ p0-
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+;
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-.
3.(多选)对于一定质量的理想气体,下列论述正确的是( )
A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
B.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变
C.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数一定增加
D.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数可能不变
答案 AC
解析 气体的压强由气体的温度和单位体积内的分子个数共同决定,故A正确;单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,单位面积上的碰撞次数和碰撞的平均力都增大,因此这时气体压强一定增大,故B错误;若气体的压强不变而温度降低,则气体的体积减小,则单位体积内分子个数一定增加,故C正确,D错误.
知识点2 气体三大实验定律
三大定律适用条件:一定质量的理想气体、温度不太低、压强不太大。
1 玻意耳定律(等温变化:T不变)
内容:一定质量的理想气体,温度不变时,压强与体积成反比。
公式: 或 (C为常量,仅与质量、温度有关)
2等温图像规律
图像:反比例双曲线,温度越高,图像离原点越远;
图像:过原点倾斜直线,斜率越大,温度越高。
3 查理定律(等容变化:V不变)
内容:一定质量的理想气体,体积不变时,压强与热力学温度成正比。
公式:或
4等容图像规律
图像:过原点倾斜直线(等容线),斜率越大,体积越小。
易错警示:绝对不能用摄氏温度代入公式!
5 盖-吕萨克定律(等压变化:p不变)
内容:一定质量的理想气体,压强不变时,体积与热力学温度成正比。
公式: 或
6等压图像规律
图像:过原点倾斜直线(等压线),斜率越大,压强越小。
知识点3气体状态变化的图象
1.四种图象的比较
类别
特点(其中C为常量)
举例
p-V
pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远
p-
p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高
p-T
p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小
V-T
V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小
2.处理气体状态变化的图象问题的技巧
(1)首先应明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态量;图象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.看此过程属于等温、等容还是等压变化,就用相应规律求解.
(2)在V-T图象(或p-T图象)中,比较两个状态的压强(或体积)时,可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大.
3.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比
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
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
表达式
p1V1=p2V2
=
拓展:Δp=ΔT
=
拓展:ΔV=ΔT
图象
4.理想气体状态方程
(1)理想气体:在任何温度、任何压强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温度决定.
(2)理想气体状态方程:=或=C.(质量一定的理想气体)
5.解题基本思路
6.分析气体状态变化的问题要抓住三点
(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段.
(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的.
(3)明确哪个阶段应遵循什么实验定律.
6.三大定律终极对比表(考场速查)
变化类型
不变量
公式
核心图像特征
等温变化
温度T
p-V双曲线,T越高越外移
等容变化
体积V
p-T过原点直线,斜率大V小
等压变化
压强p
V-T过原点直线,斜率大p小
例题精练
1、一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,则气体()
A. 压强减小
B. 压强增大
C. 内能减小
D. 分子平均动能不变
答案:B
解析:等容变化,,T升高p增大;温度升高分子平均动能增大,内能增大。
知识点4 理想气体状态方程
1 理想气体定义
严格遵守三大实验定律的气体,微观特征:无分子势能、分子间无相互作用力,内能仅由温度和质量决定,与体积、压强无关。
真实气体近似:常温常压下的气体均可视为理想气体。
2 通用状态方程
一定质量理想气体:
3 普适气体方程
高考变质量、充气、抽气、分装问题通用公式:
R为普适气体常量,变质量问题核心:拆分气体、等效质量不变,统一状态参量后代入计算。
例题精练
1、一定质量理想气体,初态,末态温度加倍、体积减半,则末态压强为()
A. B. C. D.
答案:C
解析:由,,,代入得。
知识点5 气体实验定律的微观解释
气体压强微观决定因素:①分子平均动能(温度);②分子数密度(体积)。
1 等温变化微观解释
温度不变→分子平均动能不变;体积减小→分子数密度增大→单位时间碰撞器壁次数变多→压强增大。
2 等容变化微观解释
体积不变→数密度不变;温度升高→分子平均动能增大→碰撞力度、频率均增大→压强增大。
3 等压变化微观解释
温度升高→分子平均动能增大,压强有增大趋势;体积膨胀→数密度减小,压强减小,二者抵消,压强保持不变。
例题精练
1、一定质量理想气体等温压缩,压强增大的微观原因是()
A. 分子平均动能增大
B. 分子数密度增大
C. 分子斥力增大
D. 气体内能增大
答案:B
解析:等温过程温度不变,平均动能、内能不变;理想气体无分子力,压缩后数密度增大,压强升高。
知识点6 固体的分类与性质
1 晶体与非晶体终极对比
类别
微观结构
物理性质
熔点
常见例子
单晶体
分子规则有序排列
各向异性
固定熔点
云母、石英、金刚石、雪花
多晶体
大量单晶体杂乱聚合
各向同性
固定熔点
金属、食盐晶粒
非晶体
分子无序排列
各向同性
无固定熔点
玻璃、沥青、松香、橡胶
2 核心必考结论
有无固定熔点是区分晶体与非晶体的唯一本质依据;各向异性/同性不能作为唯一判断依据(多晶体为各向同性)。
例题精练
下列关于固体说法正确的是()
A. 玻璃有固定熔点
B. 单晶体各向异性
C. 金属属于单晶体
D. 非晶体分子排列规则
答案:B
解析:玻璃是非晶体无熔点,金属是多晶体,非晶体分子无序排列,ACD错误。
知识点7 液体的表面现象
1.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.
②方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直.
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引力.
④现象:露珠球形、肥皂泡球形、针浮水面、水面波纹收缩。
2.液晶
(1)液晶的物理性质
①具有液体的流动性.
②具有晶体的光学各向异性.
(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
2 浸润与不浸润
浸润:液体附着固体表面,接触面扩大(水&玻璃);
不浸润:液体收缩脱离固体,接触面缩小(水银&玻璃);
本质:液体与固体分子作用力的强弱差异。
3 毛细现象
浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降;管子越细,升降高度越明显。
应用:纸巾吸水、植物输水、毛巾吸汗。
例题精练
1.露珠呈球形的直接原因是()
A. 重力作用
B. 液体表面张力
C. 大气压力
D. 分子斥力
答案:B
解析:表面张力使液体表面积最小,露珠自然收缩为球形。
知识点8 饱和汽、饱和汽压与湿度
1 饱和汽与未饱和汽
密闭容器中,液体蒸发与蒸汽液化达到动态平衡时的蒸汽为饱和汽;未达平衡的为未饱和汽。
2 饱和汽压核心规律
饱和汽压只与温度有关,温度越高,饱和汽压越大;与体积、压强无关。
饱和汽不遵循理想气体状态方程。
3 空气湿度
绝对湿度:空气中水汽的实际压强;
相对湿度:;
相对湿度越大,空气越潮湿,越难蒸发。
例题精练
1.关于饱和汽压,下列说法正确的是()
A. 体积越大饱和汽压越大
B. 温度越高饱和汽压越大
C. 饱和汽遵循理想气体定律
D. 压强越大饱和汽压越大
答案:B
解析:饱和汽压仅由温度决定,与体积、外界压强无关,饱和汽是非理想气体。
第二部分 本章高考必考二级秒杀结论
1. 气体计算万能前提:所有公式必须代入热力学温度T;
2. 等温变化pV恒定,p-V图像越外温度越高;等容p-T、等压V-T均过原点直线;
3. 理想气体内能只看温度,升温内能必增,降温内能必减;
4. 气体压强微观双因素:温度(动能)、体积(数密度);
5. 晶体/非晶体唯一判别标准:有无固定熔点;
6. 单晶体各向异性,多晶体、非晶体各向同性;
7. 液体表面张力效果:表面积最小,与重力无关;
8. 浸润升、不浸润降,毛细管越细现象越明显;
9. 饱和汽压只与温度有关,温度升高饱和汽压一定增大;
10. 变质量气体问题统一解法:等效封闭、质量复原、状态方程统一计算。
第三部分 全章节高频易错终极汇总
1. 易错:气体公式可用摄氏温度计算(正解:必须热力学温度);
2. 易错:体积不变分子数密度一定不变(正解:变质量气体数密度可变);
3. 易错:各向同性一定是非晶体(正解:多晶体也各向同性);
4. 易错:饱和汽压随体积增大而增大(正解:仅与温度有关);
5. 易错:液体球形是重力导致(正解:表面张力收缩最小面积);
6. 易错:理想气体体积变大内能一定减小(正解:内能只由温度决定);
7. 易错:等压变化温度升高,体积减小(正解:盖-吕萨克定律正比增大);
8. 易错:毛细现象中所有液体都会上升(正解:不浸润液体下降);
9. 易错:气体压强增大一定是温度升高(正解:压缩体积也可增压);
10. 易错:饱和汽遵循理想气体状态方程(正解:饱和汽是非理想气体)。
第四部分 分层专项练习题
1一定质量理想气体等温压缩,不变的物理量是()
A. 压强
B. 体积
C. 分子平均动能
D. 分子数密度
答案:C
解析:等温过程温度不变,分子平均动能、内能不变;压缩体积减小、数密度增大、压强增大。
2下列物质中具有固定熔点的是()
A. 玻璃
B. 沥青
C. 石英
D. 松香
答案:C
解析:石英为晶体有固定熔点,其余均为非晶体无固定熔点。
3下列现象不属于表面张力应用的是()
A. 水面浮针
B. 肥皂泡呈球形
C. 瀑布水流下落
D. 露珠圆润
答案:C
解析:瀑布下落是重力作用,其余均为液体表面张力效果。
4升高温度,密闭容器内液体的饱和汽压将()
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增后减
答案:A
解析:饱和汽压随温度升高单调增大,与体积无关。
5一定质量理想气体p-T图像为过原点直线,则该过程为()
A. 等温变化
B. 等容变化
C. 等压变化
D. 任意变化
答案:B
解析:p-T正比图像为等容线,对应查理定律等容变化。
6下列说法正确的是()
A. 多晶体具有各向异性
B. 毛细现象与表面张力无关
C. 浸润液体在细管中上升
D. 非晶体一定可以转化为晶体
答案:C
解析:多晶体各向同性,毛细现象由表面张力与浸润共同导致,非晶体不一定能转化为晶体。
7密闭固定容器内理想气体升温,压强增大的微观原因是()
A. 分子数密度增大
B. 分子平均动能增大
C. 分子斥力变
D. 分子体积变大
答案:B
解析:等容过程数密度不变,升温使分子平均动能增大,碰撞器壁力度频率增加,压强升高。
8一定质量的气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中,其温度( )
A.保持不变 B.逐渐升高
C.逐渐降低 D.先升高后降低
【分析】根据理想气体方程知,即,其图象上点到原点连线斜率反映温度的高低进行分析。
【解答】解:根据理想气体方程知,即,其图象上点到原点连线斜率反映温度的高低,如图知A点温度大于B点的温度,由A到B温度降低,故C正确,ABD错误。
故选:C。
9(多选)关于气体、固体、液体性质,下列说法正确的是()
A. 理想气体温度不变,内能一定不变
B. 单晶体物理性质各向异性
C. 饱和汽压随温度升高而增大
D. 气体体积增大,分子势能一定增大
答案:ABC
详细解析:理想气体无分子势能,D错误;ABC均为核心必考结论。
10(多选)一定质量理想气体,先等温膨胀、再等容降温,下列判断正确的是()
A. 等温过程压强减小
B. 等温过程内能不变
C. 等容过程压强减小
D. 全过程内能持续减小
答案:ABC
详细解析:等温阶段内能不变,等容降温内能减小,并非持续减小,D错误;ABC正确。
11一定质量理想气体,温度27℃、体积10L,等压升温至127℃,求末态体积。
解析解答
热力学温度:
等压变化:
12氧气瓶容积20L,内部氧气压强,温度27℃,恒温放气后压强变为,求放出气体在1atm下的体积。
解析解答
等温变化,适用玻意耳定律,等效全部气体膨胀:
剩余气体20L,放出气体在5atm下体积20L;
再次等温换算1atm:
答案:放出气体体积为100L
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第二章 气体、固体、液体全套超精细复习讲义
前言:本讲义为高中物理选择性必修第三册第二章气体、固体与液体专属终极完整版复习资料本章承接第一章分子动理论,是热学宏观规律核心章节,也是高考热学板块分值最高、题型最固定、计算最集中的章节。高考高频考查:选择概念辨析、气体图像分析、气体状态方程计算、实验填空题、物态现象应用题。本章公式多、图像多、状态变化复杂,多数失分源于定律适用条件混淆、图像斜率面积理解错误、宏观规律与微观本质脱节、饱和汽湿度概念模糊。本讲义通过超细逐层拆解、公式全推导、图像专项总结、易混点对标清零、分层梯度刷题,实现零基础吃透、细节零失误、计算不丢分。
第一部分 核心基础知识点
知识点1 气体的状态参量
描述气体宏观状态的三个核心物理量:压强p、体积V、热力学温度T,任意一个参量变化,气体状态即发生改变。
1 气体体积V
气体无固定形状、无固定体积,会充满整个容器,因此气体体积等于容器容积。
国际单位:,常用换算:,。
2 热力学温度T
热学计算必须使用热力学温度,严禁直接用摄氏温度计算气体定律。
换算公式:(高中统一近似)
温度变化量:,数值相等、单位不同。
核心限定:气体实验定律、理想气体状态方程,全部只适用于热力学温度。
3 气体压强p
气体压强本质:大量气体分子频繁、持续碰撞器壁产生的平均作用力,与分子平均动能、分子数密度有关。
国际单位:,常用单位:标准大气压
常见封闭气体压强计算方法
(1)水平活塞:
(2)竖直活塞(质量为m):(向上加压取加,向下减压取减)
(3)液柱封闭气体:等高压强相等,液面差,
技巧点拨
1.活塞模型
如图所示是最常见的封闭气体的两种方式.
图
求气体压强的基本方法:先对活塞进行受力分析,然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程.
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+.
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,
则气体压强为p=p0-=p0-ρ液gh.
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.
图
则有pB+ρgh2=pA,
而pA=p0+ρgh1,
所以气体B的压强为
pB=p0+ρg(h1-h2).
3.气体压强的微观解释
(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
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.
例题精练
1.关于气体状态参量,下列说法正确的是()
A. 气体体积由气体分子本身体积决定
B. 气体定律计算可用摄氏温度
C. 气体压强由分子碰撞器壁产生
D. 密闭容器气体分子数密度一定不变
2.如图中两个汽缸质量均为M,内部横截面积均为S,两个活塞的质量均为m,左边的汽缸静止在水平面上,右边的活塞和汽缸竖直悬挂在天花板下.两个汽缸内分别封闭有一定质量的空气A、B,大气压强为p0,重力加速度为g,活塞与缸壁之间无摩擦,求封闭气体A、B的压强各多大?
图
3.(多选)对于一定质量的理想气体,下列论述正确的是( )
A.气体的压强由温度和单位体积内的分子个数共同决定
B.若单位体积内分子个数不变,当分子热运动加剧时,压强可能不变
C.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数一定增加
D.若气体的压强不变而温度降低,则单位体积内分子个数可能不变
知识点2 气体三大实验定律
三大定律适用条件:一定质量的理想气体、温度不太低、压强不太大。
1 玻意耳定律(等温变化:T不变)
内容:一定质量的理想气体,温度不变时,压强与体积成反比。
公式: 或 (C为常量,仅与质量、温度有关)
2等温图像规律
图像:反比例双曲线,温度越高,图像离原点越远;
图像:过原点倾斜直线,斜率越大,温度越高。
3 查理定律(等容变化:V不变)
内容:一定质量的理想气体,体积不变时,压强与热力学温度成正比。
公式:或
4等容图像规律
图像:过原点倾斜直线(等容线),斜率越大,体积越小。
易错警示:绝对不能用摄氏温度代入公式!
5 盖-吕萨克定律(等压变化:p不变)
内容:一定质量的理想气体,压强不变时,体积与热力学温度成正比。
公式: 或
6等压图像规律
图像:过原点倾斜直线(等压线),斜率越大,压强越小。
知识点3气体状态变化的图象
1.四种图象的比较
类别
特点(其中C为常量)
举例
p-V
pV=CT,即pV之积越大的等温线温度越高,线离原点越远
p-
p=CT,斜率k=CT,即斜率越大,温度越高
p-T
p=T,斜率k=,即斜率越大,体积越小
V-T
V=T,斜率k=,即斜率越大,压强越小
2.处理气体状态变化的图象问题的技巧
(1)首先应明确图象上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态,它对应着三个状态量;图象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.看此过程属于等温、等容还是等压变化,就用相应规律求解.
(2)在V-T图象(或p-T图象)中,比较两个状态的压强(或体积)时,可比较这两个状态到原点连线的斜率的大小,斜率越大,压强(或体积)越小;斜率越小,压强(或体积)越大.
3.气体实验定律
玻意耳定律
查理定律
盖—吕萨克定律
内容
一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比
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
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
表达式
p1V1=p2V2
=
拓展:Δp=ΔT
=
拓展:ΔV=ΔT
图象
4.理想气体状态方程
(1)理想气体:在任何温度、任何压强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温度决定.
(2)理想气体状态方程:=或=C.(质量一定的理想气体)
5.解题基本思路
6.分析气体状态变化的问题要抓住三点
(1)弄清一个物理过程分为哪几个阶段.
(2)找出几个阶段之间是由什么物理量联系起来的.
(3)明确哪个阶段应遵循什么实验定律.
6.三大定律终极对比表(考场速查)
变化类型
不变量
公式
核心图像特征
等温变化
温度T
p-V双曲线,T越高越外移
等容变化
体积V
p-T过原点直线,斜率大V小
等压变化
压强p
V-T过原点直线,斜率大p小
例题精练
1、一定质量的理想气体保持体积不变,温度升高,则气体()
A. 压强减小
B. 压强增大
C. 内能减小
D. 分子平均动能不变
知识点4 理想气体状态方程
1 理想气体定义
严格遵守三大实验定律的气体,微观特征:无分子势能、分子间无相互作用力,内能仅由温度和质量决定,与体积、压强无关。
真实气体近似:常温常压下的气体均可视为理想气体。
2 通用状态方程
一定质量理想气体:
3 普适气体方程
高考变质量、充气、抽气、分装问题通用公式:
R为普适气体常量,变质量问题核心:拆分气体、等效质量不变,统一状态参量后代入计算。
例题精练
1、一定质量理想气体,初态,末态温度加倍、体积减半,则末态压强为()
A. B. C. D.
答案:C
解析:由,,,代入得。
知识点5 气体实验定律的微观解释
气体压强微观决定因素:①分子平均动能(温度);②分子数密度(体积)。
1 等温变化微观解释
温度不变→分子平均动能不变;体积减小→分子数密度增大→单位时间碰撞器壁次数变多→压强增大。
2 等容变化微观解释
体积不变→数密度不变;温度升高→分子平均动能增大→碰撞力度、频率均增大→压强增大。
3 等压变化微观解释
温度升高→分子平均动能增大,压强有增大趋势;体积膨胀→数密度减小,压强减小,二者抵消,压强保持不变。
例题精练
1、一定质量理想气体等温压缩,压强增大的微观原因是()
A. 分子平均动能增大
B. 分子数密度增大
C. 分子斥力增大
D. 气体内能增大
知识点6 固体的分类与性质
1 晶体与非晶体终极对比
类别
微观结构
物理性质
熔点
常见例子
单晶体
分子规则有序排列
各向异性
固定熔点
云母、石英、金刚石、雪花
多晶体
大量单晶体杂乱聚合
各向同性
固定熔点
金属、食盐晶粒
非晶体
分子无序排列
各向同性
无固定熔点
玻璃、沥青、松香、橡胶
2 核心必考结论
有无固定熔点是区分晶体与非晶体的唯一本质依据;各向异性/同性不能作为唯一判断依据(多晶体为各向同性)。
例题精练
下列关于固体说法正确的是()
A. 玻璃有固定熔点
B. 单晶体各向异性
C. 金属属于单晶体
D. 非晶体分子排列规则
知识点7 液体的表面现象
1.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.
②方向:表面张力跟液面相切,跟这部分液面的分界线垂直.
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引力.
④现象:露珠球形、肥皂泡球形、针浮水面、水面波纹收缩。
2.液晶
(1)液晶的物理性质
①具有液体的流动性.
②具有晶体的光学各向异性.
(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
2 浸润与不浸润
浸润:液体附着固体表面,接触面扩大(水&玻璃);
不浸润:液体收缩脱离固体,接触面缩小(水银&玻璃);
本质:液体与固体分子作用力的强弱差异。
3 毛细现象
浸润液体在细管中上升,不浸润液体在细管中下降;管子越细,升降高度越明显。
应用:纸巾吸水、植物输水、毛巾吸汗。
例题精练
1.露珠呈球形的直接原因是()
A. 重力作用
B. 液体表面张力
C. 大气压力
D. 分子斥力
知识点8 饱和汽、饱和汽压与湿度
1 饱和汽与未饱和汽
密闭容器中,液体蒸发与蒸汽液化达到动态平衡时的蒸汽为饱和汽;未达平衡的为未饱和汽。
2 饱和汽压核心规律
饱和汽压只与温度有关,温度越高,饱和汽压越大;与体积、压强无关。
饱和汽不遵循理想气体状态方程。
3 空气湿度
绝对湿度:空气中水汽的实际压强;
相对湿度:;
相对湿度越大,空气越潮湿,越难蒸发。
例题精练
1.关于饱和汽压,下列说法正确的是()
A. 体积越大饱和汽压越大
B. 温度越高饱和汽压越大
C. 饱和汽遵循理想气体定律
D. 压强越大饱和汽压越大
第二部分 本章高考必考二级秒杀结论
1. 气体计算万能前提:所有公式必须代入热力学温度T;
2. 等温变化pV恒定,p-V图像越外温度越高;等容p-T、等压V-T均过原点直线;
3. 理想气体内能只看温度,升温内能必增,降温内能必减;
4. 气体压强微观双因素:温度(动能)、体积(数密度);
5. 晶体/非晶体唯一判别标准:有无固定熔点;
6. 单晶体各向异性,多晶体、非晶体各向同性;
7. 液体表面张力效果:表面积最小,与重力无关;
8. 浸润升、不浸润降,毛细管越细现象越明显;
9. 饱和汽压只与温度有关,温度升高饱和汽压一定增大;
10. 变质量气体问题统一解法:等效封闭、质量复原、状态方程统一计算。
第三部分 全章节高频易错终极汇总
1. 易错:气体公式可用摄氏温度计算(正解:必须热力学温度);
2. 易错:体积不变分子数密度一定不变(正解:变质量气体数密度可变);
3. 易错:各向同性一定是非晶体(正解:多晶体也各向同性);
4. 易错:饱和汽压随体积增大而增大(正解:仅与温度有关);
5. 易错:液体球形是重力导致(正解:表面张力收缩最小面积);
6. 易错:理想气体体积变大内能一定减小(正解:内能只由温度决定);
7. 易错:等压变化温度升高,体积减小(正解:盖-吕萨克定律正比增大);
8. 易错:毛细现象中所有液体都会上升(正解:不浸润液体下降);
9. 易错:气体压强增大一定是温度升高(正解:压缩体积也可增压);
10. 易错:饱和汽遵循理想气体状态方程(正解:饱和汽是非理想气体)。
第四部分 分层专项练习题
1一定质量理想气体等温压缩,不变的物理量是()
A. 压强
B. 体积
C. 分子平均动能
D. 分子数密度
2下列物质中具有固定熔点的是()
A. 玻璃
B. 沥青
C. 石英
D. 松香
答案:C
解析:石英为晶体有固定熔点,其余均为非晶体无固定熔点。
3下列现象不属于表面张力应用的是()
A. 水面浮针
B. 肥皂泡呈球形
C. 瀑布水流下落
D. 露珠圆润
4升高温度,密闭容器内液体的饱和汽压将()
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 先增后减
5一定质量理想气体p-T图像为过原点直线,则该过程为()
A. 等温变化
B. 等容变化
C. 等压变化
D. 任意变化
答案:B
解析:p-T正比图像为等容线,对应查理定律等容变化。
6下列说法正确的是()
A. 多晶体具有各向异性
B. 毛细现象与表面张力无关
C. 浸润液体在细管中上升
D. 非晶体一定可以转化为晶体
7密闭固定容器内理想气体升温,压强增大的微观原因是()
A. 分子数密度增大
B. 分子平均动能增大
C. 分子斥力变
D. 分子体积变大
8一定质量的气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中,其温度( )
A.保持不变 B.逐渐升高
C.逐渐降低 D.先升高后降低
9(多选)关于气体、固体、液体性质,下列说法正确的是()
A. 理想气体温度不变,内能一定不变
B. 单晶体物理性质各向异性
C. 饱和汽压随温度升高而增大
D. 气体体积增大,分子势能一定增大
答案:ABC
详细解析:理想气体无分子势能,D错误;ABC均为核心必考结论。
10(多选)一定质量理想气体,先等温膨胀、再等容降温,下列判断正确的是()
A. 等温过程压强减小
B. 等温过程内能不变
C. 等容过程压强减小
D. 全过程内能持续减小
11一定质量理想气体,温度27℃、体积10L,等压升温至127℃,求末态体积。
12氧气瓶容积20L,内部氧气压强,温度27℃,恒温放气后压强变为,求放出气体在1atm下的体积。
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