2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）第2讲　固体、液体和气体

第2讲固体、液体和气体CONTENTS考点一01考点二0203考点三04考点四05跟踪训练·巩固提升01考点一固体和液体性质的理解1.固体（1）分类：固体分为

和

⁠两类。晶体又分

为

和

⁠。晶体非晶体单晶体多晶体（2）晶体和非晶体的比较

分类比较

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

⁠确定

各向同性

转化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（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

⁠。上升下降3.液晶（1）液晶的物理性质①具有液体的

⁠。②具有晶体的

⁠。流动性光学各向异性（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。1.【晶体和非晶体】（多选）固体甲和固体乙在一定压强下的熔化曲

线如图所示，横轴表示时间t，纵轴表示温度T。下列判断正确的有

（

）A.固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体B.固体甲不一定有确定的几何外形，固体乙一定没有确定的几何外形C.在热传导方面固体甲一定表现出各向异性，固体乙一定表现出各向同性D.甲的图线中ab段温度不变，所以甲的内能不变解析：

晶体具有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，所以

固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，故A正确；固体甲若是

多晶体，则没有确定的几何外形，固体乙是非晶体，一定没有确定

的几何外形，故B正确；在热传导方面，固体甲若是多晶体，则可

能表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；晶体

在熔化时具有一定的熔点，温度不变，但晶体一直在吸收热量，内

能在增大，故D错误。2.【液体】关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（

）A.甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果B.乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用

的结果C.丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的D.丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润解析：

因为液体表面张力的存在，水黾才能在水面上行走自

如，故A错误；将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面

张力作用的结果，故B正确；液晶显示器是利用液晶光学性质具有

各向异性的特点制成的，故C错误；从题图丁中可以看出酱油与左

边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球

形），故D错误。3.【液晶】液晶在现代生活中扮演着重要的角色，下列对于液晶的认

识正确的是

（

）A.液晶是固态和液态的混合物B.液晶具有各向同性的性质C.液晶既有液体的流动性，又有晶体的各向异性D.电子手表中的液晶在外加电压的影响下，本身能够发光解析：C

液晶是介于液态与固态之间的一种物质状态，不是固态

和液态的混合物，故A错误；液晶既具有液体的流动性，又具有与

某些晶体相似的性质，如具有光学各向异性等，故B错误，C正

确；电子手表中的液晶本身不能发光，故D错误。02考点二气体压强的计算1.气体压强（1）产生的原因由于大量气体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

⁠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

⁠。②微观上：决定于分子的平均动能和分子的

⁠。单位面积上体积密集程度2.气体分子运动速率分布图像气体分子间距离大约是分子直径的10倍，分子间作用力十分微弱，

可忽略不计；分子沿各个方向运动的机会均等；分子速率的分布规

律按“中间多、两头少”的统计规律分布，且这个分布状态与温度

有关，温度升高时，平均速率会增大，如图所示。▢判断小题1.气体的压强是由气体的重力产生的。

（

×

）2.分子的密集程度增大，压强一定增大。

（

×

）3.温度升高，速率大的分子占比增大。

（

√

）××√1.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2.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。1.【气体分子的运动特点】（2023·北京高考1题）夜间由于气温降

低，汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比，夜间轮胎内的气体

（

）A.分子的平均动能更小B.单位体积内分子的个数更少C.所有分子的运动速率都更小D.分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大解析：

夜间气温低，分子的平均动能更小，但不是所有分子的

运动速率都更小，故A正确，C错误；由于汽车轮胎内的气体压强

变低，轮胎会略微被压瘪，则单位体积内分子的个数更多，故B错

误；轮胎内气体温度降低，气体分子剧烈程度降低，压强减小，故

气体分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力变小，故D错误。2.【液柱封闭气体压强的计算】若已知大气压强为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。

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所以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所以p乙＝p0－ρgh。

题图丁中，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。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）。3.【活塞封闭气体压强的计算】如图所示，内壁光滑的圆柱形汽缸竖

直放置，汽缸上、下两部分的横截面积分别为2S和S。在汽缸内有

A、B两活塞封闭着一定质量的理想气体，两活塞用一根细轻杆连

接，已知活塞A的质量是m，活塞B的质量是0.5m。当外界大气压强

为p0时，两活塞静止于如图所示位置。重力加速度为g。求这时汽

缸内气体的压强。

解析：取两活塞整体为研究对象，设此时汽缸内气体压强为p1，由

平衡条件有p1S＋p0·2S＋mg＋0.5mg＝p1·2S＋p0S，

03考点三气体实验定律及应用1.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，

⁠与体

积成

⁠一定质量的某种气

体，在体积不变的

情况下，压强

与

⁠

成正比一定质量的某种气

体，在压强不变的

情况下，其

⁠

⁠与热力学温度

成

⁠压强反比热力学温度体

积正比玻意耳定律查理定律盖－吕萨克定律表

达

式p1V1＝

⁠图

像

p2V2

①宏观上讲，理想气体是指在任何温度、任何压强下始终遵

从气体实验定律的气体。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微观上讲，理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，分

子本身没有体积，即它所占据的空间认为都是可以被压缩的

空间。2.理想气体及理想气体的状态方程（1）理想气体（2）理想气体的状态方程①内容：一定质量的某种理想气体发生状态变化时，压强跟

体积的乘积与热力学温度的

⁠保持不变。

比值▢判断小题1.压强极大的实际气体不遵从气体实验定律。

（

√

）2.一定质量的理想气体，当温度升高时，压强一定增大。

（

×

）3.一定质量的理想气体，温度升高，气体的内能一定增大。

（

√

）√×√

1.解题基本思路2.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。“汽缸”类问题

（1）最终汽缸内气体的压强；

（2）弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。

“液柱”类问题【例2】

（2024·云南丽江模拟）把上端A封闭，下端B开口的玻璃管

插入水中，放掉部分空气后放手，玻璃管可以竖直地浮在水中（如图

所示）。设玻璃管的质量m＝40g，横截面积S＝2cm2，玻璃管露出水

面以上部分的长度b＝2cm，大气压强p0＝105Pa，水的密度ρ＝1

g/cm3，玻璃管厚度和管内空气质量不计，g取10m/s2。（1）求玻璃管内空气柱的长度；答案：22cm

解析：玻璃管漂浮时，浮力与重力平衡。设管内外水面高

度差为h，则V排＝hS，根据阿基米德原理，有mg＝ρghS

（2）用手拿住玻璃管缓慢地竖直压入水中，若水足够深，则当A

端在水面下超过某一深度H时，放手后玻璃管不再浮起，求H

的大小。答案：1.02m解析：玻璃管全部没入水中一定深度H后，浮力与重力再次平

衡，同样根据阿基米德原理，可知空气柱的长度为h'＝h＝20cm＝0.2m初态有p1＝p0＋ρgh，V1＝（h＋b）S末态有p2＝p0＋ρgH＋ρgh'，V2＝h'S对封闭气体，根据玻意耳定律有p1V1＝p2V2联立解得H＝1.02m。关联气体问题【例3】（2023·全国乙卷33题节选）如图，竖直放置的封闭玻璃管

由管径不同、长度均为20cm的A、B两段细管组成，A管的内径是B管

的2倍，B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开，水银柱在两管中的

长度均为10cm。现将玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管内的空气柱长度改变1cm。求B管在上方时，玻璃管内两部分气体的压强。（气体温度保持不变，以cmHg为压强单位）答案：54.36cmHg

74.36cmHg解析：B管在上方时，设B管中气体的压强为pB，长度lB＝10cm则A管中气体的压强为pA＝pB＋20cmHg，长度lA＝10cm倒置后，A管在上方，设A管中气体的压强为pA'，A管内空气柱长度lA'

＝11cm已知A管的内径是B管的2倍，则水银柱长度为h＝9cm＋14cm＝23cm则B管中气体压强为pB'＝pA'＋23cmHgB管内空气柱长度lB'＝40cm－11cm－23cm＝6cm对A管中气体，由玻意耳定律有pAlASA＝pA'lA'SA对B管中气体，由玻意耳定律有pBlBSB＝pB'lB'SB联立解得pB＝54.36cmHgpA＝pB＋20cmHg＝74.36cmHg。04考点四气体状态变化的图像问题1.四种图像的比较类别特点（其中C为常量）举例p－VpV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线

离原点越远

类别特点（其中C为常量）举例p－T

V－T

2.分析技巧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。例如：（1）在图甲中，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。（2）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。1.【P－T图像】（2023·江苏高考3题）如图所示，密闭容器内一定质

量的理想气体由状态A变化到状态B。该过程中

（

）A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小

A.a→b过程，压强减小，温度不变，体积增大B.b→c过程，压强增大，温度降低，体积减小C.c→d过程，压强不变，温度升高，体积减小D.d→a过程，压强减小，温度升高，体积不变

3.【图像转换】（2023·辽宁高考5题）“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p－T图像如图所示。该过程对应的p－V图像可能是（

）

05跟踪训练·巩固提升1.（多选）关于晶体和非晶体的性质，下列说法正确的是（

）A.可以利用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体B.晶体在熔化时要吸热，说明晶体在熔化过程中分子动能增加C.单晶体和多晶体都表现为各向异性，非晶体则表现为各向同性D.液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各

向异性12345678910解析：

晶体和非晶体的区别就是有无固定熔点，因此可以利

用有无固定熔点来判断物质是晶体还是非晶体，故A正确；晶体在

熔化时要吸热，分子势能增加，但在熔化过程中温度不变，分子动

能不变，故B错误；多晶体表现为各向同性，故C错误；液晶像液

体一样具有流动性，而其光学性质和单晶体相似，具有各向异性，

故D正确。123456789102.下列说法中正确的是

（

）A.液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起光学性质的

改变B.在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴水银会呈球状，这是因为液

体内分子间有相互吸引力C.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不

能，这是因为油脂使水的表面张力增大D.当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻

璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力12345678910解析：

液晶的分子排列会因所加电压的变化而变化，由此引起

光学性质的改变，A正确；在处于失重状态的宇宙飞船中，一大滴

水银会呈球状，是表面张力的原因，B错误；水在涂有油脂的玻璃

板上能形成水珠，这是不浸润的结果，而在干净的玻璃板上不能形

成水珠，这是浸润的结果，C错误；夹有水膜的玻璃板在垂直于玻

璃板方向很难被拉开是分子引力和大气压的作用，D错误。123456789103.（多选）密闭容器内有一定质量的理想气体，如果保持气体的压强

不变，气体的温度升高，下列说法中正确的是

（

）A.气体分子的平均速率增大B.器壁单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力变大C.气体分子对器壁的平均作用力变大D.气体的密度减小12345678910解析：

气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，气体分

子对器壁的平均作用力变大，故A、C正确；气体压强是器壁单位

面积上受到大量气体分子频繁地碰撞而产生的平均作用力的结果，

气体压强不变，单位面积受到气体分子碰撞的平均作用力不变，故

B错误；气体的温度升高，气体分子平均动能增大，压强不变，则

气体分子的密集程度减小，故气体体积增大，容器容积变大，气体

密度减小，故D正确。123456789104.如图，汽缸放置在水平地面上，用质量为m1、截面积为S的活塞封

闭一定质量的气体。活塞上放置一个质量为m2的重物，不计摩擦，

重力加速度为g，大气压强为p0，平衡时缸内气体的压强为（

）A.p012345678910

123456789105.（2024·云南昆明模拟）如图所示，两端开口的“U”形玻璃管竖直

放置，其右侧水银柱之间封住一段高h＝5cm的空气柱。空气柱下

方的水银面与玻璃管左侧水银面的高度差也为h。已知大气压强为

75cmHg，空气柱中的气体可视为理想气体，周围环境温度保持不变，玻璃管的导热性良好且玻璃管粗细均匀。下列说法正确的是（

）A.右侧玻璃管中空气柱上方的水银柱高度小于5cmB.封闭空气柱中气体的压强为70cmHgC.从玻璃管右侧管口缓慢注入少量水银，空气柱的压强一定变大D.从玻璃管左侧管口缓慢注入少量水银，空气柱的压强一定变大12345678910解析：

同一液体深度处压强相等，则封闭气体的压强为p＝75

cmHg＋5cmHg＝80cmHg，所以右侧玻璃管中空气柱上方的水银

柱高度等于5cm，故A、B错误；从玻璃管右侧管口缓慢注入少量

水银，右侧空气柱上方的水银柱的长度增加，水银柱对空气柱产生

的压强增大，则空气柱的压强一定变大，故C正确；从玻璃管左侧

管口缓慢注入少量水银，右侧空气柱上方的水银柱的长度不变，气

体做等压变化，即空气柱的压强不变，故D错误。123456789106.（2024·上海统考模拟）一定质量的理想气体，经历如图过程，其

中ab、cd分别为双曲线的一部分。ad与bc都与p坐标轴平行，下列

对a、b、c、d四点温度大小比较正确的是

（

）A.Ta＞TbB.Tb＞TcC.Tc＞TdD.Td＞Ta12345678910

123456789107.（多选）如图所示，一定质量的理想气体，从A状态开始，经历了

B、C状态，最后达到D状态，下列判断正确的是（

）A.A→B过程温度升高，压强不变B.B→C过程体积不变，压强变小C.B→C过程体积不变，压强不变D.C→D过程体积变小，压强变大12345678910

123456789108.（2024·九省联考贵州）如图是一个简易温度计示意图，左边由固

定的玻璃球形容器和内径均匀且标有刻度的竖直玻璃管组成，右边

是上端开口的柱形玻璃容器，左右两边通过软管连接，用水银将一

定质量的空气封闭在左边容器中。已知球形容器的容积为530cm3，左边玻璃管内部的横截面积为2cm2。当环境温度为0℃且左右液面平齐时，左管液面正好位于8.0cm刻度处。设大气压强保持不变。12345678910答案：向下

（1）当环境温度升高时，为使左右液面再次平齐，右边柱形容器

应向上还是向下移动？解析：当环境温度升高时，假设右边容器不动，由于左侧气体体积变大，则右侧管中液面将高于左侧管中液面，则为使左