《高考备考指南 物理 》课件-第2讲　固体、液体与气体

热学第十三章

第2讲固体、液体与气体栏目导航01知识

梳理查漏02题点

各个击破03配套训练知识梳理查漏1知识一

固体、液体1.晶体(1)固体分为________和________两类.石英、云母、明矾、食盐、味精、蔗糖等是________；玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是________.

(2)单晶体具有规则的几何形状，多晶体和非晶体没有规则的几何形状；晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点.(3)有些晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，有些晶体沿不同方向的光学性质不同，这类现象称为____________.非晶体和多晶体在各个方向的物理性质都是一样的，这叫作__________.

各向同性各向异性非晶体晶体非晶体晶体2.液体(1)液体的表面张力①作用：液体的表面张力使液面具有______的趋势.

②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直.(2)毛细现象：指浸润液体在细管中______的现象，以及不浸润液体在细管中______的现象.毛细管越细，毛细现象越明显.

下降收缩上升3.液晶(1)具有液体的________性.

(2)具有晶体的光学各向异性.(3)从某个方向看其分子排列比较整齐，但从另一方向看分子的排列是____________的.

流动杂乱无章【自测1】(多选)下列说法正确的是()A.液晶显示器利用液晶的光学各向异性显示不同颜色B.气体温度升高时，气体热运动变得剧烈，气体的压强一定增大C.萘的熔点为80℃.质量相等的80℃的固态萘和80℃的液态萘具有不同的分子势能D.若附着层的液体分子比液体内部的分子分布稀疏，则液体和固体之间表现为浸润AC【解析】液晶既具有流动性，又具有光学各向异性.液晶显示器利用液晶的光学各向异性显示不同颜色，A正确.气体温度升高，气体热运动变得剧烈，但气体的体积变化未知，所以压强无法判断，B错误.萘的熔点为80

℃，晶体在熔化过程中吸热，但温度不变，故分子平均动能不变.吸热后内能增大，所以分子势能变大，C正确.若附着层的液体分子比液体内部的分子分布得更稀疏，分子间表现为引力，则液体与固体之间表现为不浸润，D错误.知识二

气体1.气体的状态参量(1)温度：在宏观上表示物体的________程度；在微观上是分子平均动能的________.

(2)体积：气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的________.

(3)压强：气体的压强是由于气体分子________________器壁而产生的.

频繁碰撞容积标志冷热2.气体分子动理论(1)气体分子运动的特点：①气体分子除了相互碰撞或碰撞器壁外，__________的作用.

②每个气体分子的运动是___________的，但对大量分子整体来说，分子的运动是_________的.

(2)气体压强的微观意义：气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的.压强的大小跟两个因素有关：①气体分子的_____________；②分子的___________.密集程度平均动能有规律杂乱无章不受力(3)大量气体分子运动速率统计分布：①气体分子沿各个方向运动的机会均等；②各种速率的分子数目所占总分子数的百分比按照“中间多、两头少”的规律分布，如图所示；③温度越高，速率大的分子数越多，分布图线越扁，曲线最高点往右移动，如图所示；④任意温度下，无论是高速运动的分子还是低速运动的分子都存在，只是所占比例不同.

反比

正比

正比pV【自测2】在冬季，剩有半瓶热水的老式暖水瓶经过一个夜晚后，第二天拔瓶口的软木塞时觉得很紧，不易拔出来.其主要原因是()A.软木塞受潮膨胀B.瓶口因温度降低而收缩变小C.白天气温升高，大气压强变大D.瓶内气体因温度降低而压强减小D题点各个击破2命题点一晶体和非晶体［自修掌握类］晶体与非晶体的比较

分类晶体非晶体单晶体多晶体外形规则不规则熔点确定不确定分类晶体非晶体单晶体多晶体物理性质各向异性各向同性微观粒子排列有规则，但多晶体每个晶粒间的排列无规则无规则形成与转化有的物质在不同条件下能够形成不同的形态，同一物质可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现；有些非晶体，在一定的条件下也可转化为晶体典型物质石英、云母、食盐、硫酸铜玻璃、蜂蜡、松香例1

(多选)关于晶体，以下说法不正确的是()A.晶体一定有规则的几何外形B.晶体一定具有各向异性，只有非晶体显示各向同性C.晶体熔化时具有一定的熔点D.晶体熔化时吸收热量，分子平均动能一定增大【解析】多晶体属于晶体，没有规则的几何外形，A错误.多晶体属于晶体，显示各向同性，B错误.晶体熔化时具有固定的熔点，C正确.晶体熔化时吸收热量，温度不升高，则分子的平均动能不增大，D错误.ABD1.(多选)固体甲和固体乙在一定压强下的熔解曲线如图所示.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.固体甲和固体乙的化学成分有可能相同ABD2.(多选)玻璃的出现和使用在人类生活中已有四千多年的历史，它是一种非晶体.下列关于玻璃的说法正确的有()A.没有固定的熔点B.天然具有规则的几何形状C.沿不同方向的导热性能相同D.分子在空间上周期性排列AC【解析】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体，它没有一定规则的外形，它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”，它没有固定的熔点，故A、C正确，B、D错误.命题点二液体和液晶［自修掌握类］

1.液体由于液体分子排列的特点，使得液体具有一些特有的物理性质：(1)液体和气体没有一定的形状，是流动的；(2)液体和固体具有一定的体积，而气体的体积变化不定；(3)液体和固体都很难被压缩，而气体可以很容易被压缩；(4)液体在物理性质上表现为各向同性.2.液体的特性(1)作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势.(2)方向：表面张力跟液面相切，且跟这部分液面的分界线垂直.(3)浸润和不浸润附着层内液体分子间距比液体内部小，表现为浸润；附着层内液体分子间距比液体内部大，表现为不浸润.(4)毛细现象一种现象是浸润液体在细管中上升，另一种现象是不浸润液体在细管中下降.3.液晶(1)液晶分子既保持排列有序显示各向异性，又可以自由移动位置保持液体的流动性.(2)液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体.(3)液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的.1.(多选)下列说法正确的是()A.液晶是一种晶体，液晶的光学性质随温度的变化而变化B.液晶分子没有固定的位置，但排列有大致相同的取向C.生物膜的主要构成部分是某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶D.有些物质在适当的溶剂中溶解时，在一定的浓度范围内具有液晶态BCD【解析】液晶是一种晶体，液晶的光学性质随电场的变化而变化，与温度无关，A错误.液晶具有流动性，故其分子没有固定的位置，但排列有大致相同的取向，因而其光学性质表现为各向异性，B正确.生物膜的主要构成部分是某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶，C正确.当有些物质的溶解度达到饱和时，溶解会达到平衡.所以有些物质在适当溶剂中溶解时会在一定浓度范围内具有液晶态，D正确.2.(2024年茂名一中模拟)两端开口的洁净玻璃管竖直插入液体中，管中液面如图所示，则()A.该液体对玻璃是不浸润的B.玻璃管竖直插入任何液体中，管中液面都会下降C.减小管的直径，管中液面会上升D.液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用强A【解析】根据图像可知，液体与玻璃的附着层沿固体表面收缩，则该液体对玻璃是不浸润的，A正确.玻璃管与其他液体有可能浸润，管中液面会上升，B错误.不浸润液体中，减小管的直径，管中液面会进一步下降，C错误.在不浸润现象中，液体和玻璃间的相互作用比液体分子间的相互作用弱，D错误.3.(2023年中山统考)如图，航天员王亚平在中国空间站“天宫课堂”授课活动中，演示了液桥实验：用两滴水珠在两个板间，搭起一座约10cm的液体桥.关于液桥现象，下列说法正确的是()A.液桥现象与重力有关B.液体表面张力的方向跟液面相切C.液体表面层的分子间距小于液体内部的分子间距D.表面张力使液体表面有扩张到最大面积的趋势B【解析】水珠处于完全失重状态，液桥现象与重力无关，A错误.液体表面张力的方向跟液面相切，B正确.液体表面层的分子间距大于液体内部的分子间距，分子力表现为引力，C错误.表面张力使液体表面有收缩到最小面积的趋势，D错误.命题点三气体的状态参量［自修掌握类］

1.气体的状态参量表征气体状态的物理量称为气体的状态参量.对于一定质量的某种气体，在宏观上常用温度T、体积V和压强p来描述其状态.2.气体的温度(1)温度从宏观上看，表示物体的冷热程度；从微观上看，是物体内大量分子平均动能的标志，反映了气体分子无规则运动的剧烈程度.(2)温标指温度的数值表示法.常用温标有摄氏温标和热力学温标两种，分别对应摄氏温度和热力学温度(绝对温度).3.气体的体积(1)由于气体分子间的平均距离是分子直径的10倍以上，分子间的相互作用力可认为是零，因而极易流动和扩散，最终充满整个容器，故气体的体积等于盛气体的容器的容积.(2)气体的体积用V表示，其国际单位是m3；常用单位有L(dm3)、mL(cm3).换算关系：1m3=103L=106mL.4.气体的压强(1)产生的原因：由于大量分子无规则地运动而碰撞器壁，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，由气体的温度和体积决定.②微观上，由分子的平均动能和分子的密集程度决定.(3)常用单位：帕斯卡(Pa).1Pa=1N/m21atm=760mmHg=1.013×105Pa(4)计算方法：①液体封闭的气体压强的确定：平衡法：选与气体接触的液柱为研究对象进行受力分析，利用它的受力平衡求出气体的压强.取等压面法：根据同种液体在同一水平液面处的压强相等，在连通器内灵活选取等压面，由两侧压强相等建立方程求出压强.液体内部深度为h处的总压强p=p0+ρgh.②固体(活塞或汽缸)封闭的气体压强的确定.由于该固体必定受到被封闭气体的压力，所以可通过对该固体进行受力分析，由平衡条件建立方程来求出气体压强.③加速运动系统中封闭气体压强的计算方法：一般选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.(2021年山东卷)如图所示，密封的矿泉水瓶中距瓶口越近的水温度越高.一开口向下、导热良好的小瓶置于矿泉水瓶中，小瓶中封闭一段空气.挤压矿泉水瓶，小瓶下沉到底部；松开后，小瓶缓慢上浮.上浮过程中，小瓶内气体()A.内能减少B.对外界做正功C.增加的内能大于吸收的热量D.增加的内能等于吸收的热量B

2.(2023年北京汇文中学一模)关于气体压强的说法，下列选项正确的是()A.气体对容器的压强源于气体分子的热运动B.气体对容器的压强源于气体分子受到的重力作用C.气体分子密集程度增大，气体压强一定增大D.气体分子平均动能增大，气体压强一定增大A【解析】气体对容器的压强就是分子的热运动对容器壁的碰撞产生的，所以A正确，B错误.气体的压强在微观上与两个因素有关：一是气体分子的平均动能，二是气体分子的密集程度，密集程度和平均动能增大，都只确定问题的一方面，故不能确定压强一定增大，C、D错误.命题点四理想气体及气体实验定律［师生共研类］

1.气体状态变化的图像问题

比较特点示例等温过程p-VpV=CT(其中C为恒量)，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远

比较特点示例等容过程p-T

等压过程V-T

例2

(2023年辽宁卷)“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图像如右图所示.该过程对应的p-V图像可能是()B

例3

(2023年全国甲卷)一高压舱内气体的压强为1.2个大气压，温度为17℃，密度为1.46kg/m3.(1)升高气体温度并释放出舱内部分气体以保持压强不变，求气体温度升至27℃时舱内气体的密度；(2)保持温度27℃不变，再释放出舱内部分气体使舱内压强降至1.0个大气压，求舱内气体的密度.

1.(2022年广东卷)玻璃瓶可作为测量水深的简易装置.如图所示，潜水员在水面上将80mL水装入容积为380mL的玻璃瓶中，拧紧瓶盖后带入水底，倒置瓶身，打开瓶盖让水进入瓶中，稳定后测得瓶内水的体积为230mL.将瓶内气体视为理想气体，全程气体不泄漏且温度不变.大气压强p0取1.0×105Pa，重力加速度g取10m/s2，水的密度ρ取1.0×103kg/m3.求水底的压强p和水的深度h.解：初状态玻璃瓶中气体体积V0=380

mL-80

mL=300

mL；末状态玻璃瓶中气体体积V=380

mL-230

mL=150

mL.由玻意耳定律有p0V0=pV，解得p=2p0=2.0×105

Pa.由p=ρgh+p0，解得h=10

m.2.(2022年全国卷)如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处.活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m，m，面积分别为2S，S，弹簧原长为l.初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l.活塞Ⅰ，Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0.已知活塞