适用于新高考新教材广西专版2024届高考物理一轮总复习第14章热学第2节固体液体气体课件

又有光学的各向异性,选项B错误;当某些液晶中掺入少量多色性染料后,在
不同的电场强度下,它对不同颜色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各
种颜色,选项C正确;液晶是介于液态与结晶态之间的一种物质状态,结构与
液体的结构不同,选项D错误。
2.(多选)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种
理量之一,用符号
T
两种温度的每一度大小相同
二、气体
1.气体分子运动的特点
(1)气体分子间距较 大
,分子力可以 忽略
,因此可以认为气体分子
间除碰撞外不受其他力的作用,故气体能充满整个空间。
体积为容器的体积
(2)分子做无规则的运动,速率有大有小,且时而变化,大量分子的速率按“中
间多,两头少”的规律分布。
的是(
)
A.液晶都是人工合成的,天然的液晶并不存在
B.液晶既有液体的流动性,又有光学的各向同性
C.当某些液晶中掺入少量多色性染料后,在不同的电场强度下,它对不同颜
色的光的吸收强度不一样,这样就能显示各种颜色
D.液晶的结构与液体的结构相同
答案 C
解析 液晶有人工合成的,也有天然的,选项A错误;液晶既有液体的流动性,
1 2
体积不变: =
查理定律
1 2
1 2
压强不变: =
盖吕萨克定律
1 2
三、两个重要的推论
1
1.查理定律的推论:Δp= ΔT
1
1
2.盖-吕萨克定律的推论:ΔV= ΔT
1
四、利用气体实验定律及气体状态方程解题的基本思路
【典例突破】
典例1.如图甲所示,一个导热汽缸开口向上竖直放置,汽缸深度为L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)大小:液体的温度越高,表面张力越小;液体中溶有杂质时,表面张力变小;
液体的密度越大,表面张力越大。
2.毛细现象:指浸润液体在细管中 上升 的现象,以及不浸润液体在细管
分子无大小,分子间无作用力
(1)理想气体
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)理想气体的状态方程
第十四章
第2节 固体 液体 气体
内
容
索
引
01
强基础 增分策略
02
增素能 精准突破
强基础 增分策略
一、温度和温标
1.由大量分子组成的 研究对象 叫热力学系统,描述热力学系统的状态
参量有 体积
、 压强 、 温度 等。无外界影响下,
系统内各状态参量稳定 时,系统处于平衡态。
2.当两个系统在接触时,若它们的 状态参量不发生变化 ,则这两个系统处
典型物质
形成与
转化
晶体
非晶体
单晶体
多晶体
不规则
规则
不规则
固定
固定
不固定
异性
同性
各向
各向同性
各向
石英、云母、食盐、硫酸铜
玻璃、蜂蜡、松香
有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体。同种物质可能以晶
体和非晶体两种不同的形态出现,有些晶体在一定条件下可以转化
为非晶体,有些非晶体在一定条件下也可以转化为晶体
四、液体
(2)现给汽缸外部套上绝热泡沫材料(未画出)
且通过电热丝缓慢加热封闭气体,欲使活塞
顶部横杠恰好与汽缸开口脱离,则此时汽缸
内气体的温度T2为多少?
思维点拨 1.选取汽缸内气体为研究对象,选取活塞放入前和最终活塞顶部
横杠卡在汽缸口上为研究过程,初状态气体的压强为p0,体积为LS,末状态
气体的体积为 34 LS,根据等温变化规律求末状态气体的压强。
(3)气体的压强是由气体的自身重力产生的。( × )
(4)液晶是液体和晶体的混合物。( × )
(5)船浮于水面上不是由于液体的表面张力。( √ )
应用提升1.(多选)一定质量的理想气体,经等温压缩,气体的压强增大,用分
子动理论的观点分析,这是因为(
)
A.气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增大
B.单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多
一段气体,右侧开口处与大气相通。ab、cd两处液面高度差分别为h1、h2。
现用一轻质活塞封住开口处一段气体。活塞不计重力且可在弯管内无摩
擦滑动,大气压强为p0,装置气密性良好,右侧开口端与活塞足够远。下列说
法正确的是(
)
A.一定有h1=h2
B.若仅加热右侧轻活塞处封闭的气体,d处液面上升
C.若缓慢向上推动活塞,a处液面上升,a处上方气体
2.选取汽缸内气体为研究对象,选取活塞顶部横杠卡在汽缸口上到顶部横
杠恰好与汽缸开口脱离为研究过程,初状态气体的压强为p1,温度为T0,对活
塞受力分析,根据平衡条件求出末状态气体的压强,根据等容变化规律求末
状态气体的温度。
答案
4
(1) p0
3

)0

3( 0 +
(2)
4 0
解析 (1)汽缸在未放入活塞时,汽缸内气体的压强等于大气压强 p0,体积
于热平衡;如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡,那么这两个系统彼
此之间也必定 处于热平衡 ;一切互为热平衡的系统都具有相同的温度。
温度相同是热平衡的标志
3.热力学温标表示的温度叫作热力学温度,它是国际单位制中七个基本物
表示,单位是 开尔文 ,简称开,符号为K。摄氏
温度t与热力学温度T的关系是:T=t+ 273.15 K。
(3)单晶体具有各向异性,但不是在各种物理性质上都表现出各向异性。
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化。
2.液体表面张力的理解
形成原因
表面特性
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
压强增大
D.若加热a处上方的气体,b、c液面之间气体的体积不变
答案 C
解析 对中间封闭的气体,有p0-ρ液gh2=pa+ρ液gh1,则h1不一定等于h2,故A错
误;当有活塞时,仅加热右侧轻活塞处封闭的空气,由于活塞可无摩擦移动,
则活塞下移,轻活塞处封闭气体压强不变,d处液面也不变,故B错误;缓慢上
子间距离,液体表面层的分子间同时存在相互作用的引力与斥力,但由于分
子间的距离大于分子的平衡距离r0,分子引力大于分子斥力,分子力表现为
引力,即存在表面张力,故B错误;表面张力使液体表面有收缩的趋势,它的
方向跟液面相切,故C错误,D正确。
4.关于浸润与不浸润现象,下面的说法正确的是(
)
A.水是浸润液体
B.水银不是浸润液体
C.同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的
D.只有浸润液体在细管中才会产生毛细现象
答案 C
解析 浸润与不浸润是相对的,水对玻璃来说是浸润液体,但不是对任何固
体都是浸润液体,水银对玻璃不是浸润液体,对铅是浸润液体,故A、B错误;
同一种液体对不同的固体,可能是浸润的,也可能是不浸润的,故C正确;在
3.关于液体的表面张力,下面说法正确的是(
)
A.表面张力是液体各部分间的相互作用
B.液体表面层分子分布比液体内部密集,分子间相互作用表现为引力
C.表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部
D.表面张力的方向总是沿液面分布的
答案 D
解析 表面张力是液体表面层分子间的相互作用,而不是液体各部分间的相
互作用,故A错误;与气体接触的液体表面层的分子间距离大于液体内部分
推活塞,活塞处封闭气体温度不变,根据玻意耳定律可知,活塞处封闭气体
体积减小压强增大,同理a处和b处上方的封闭气体压强增大体积减小,a处

液面上升,故C正确;若加热a处上方的气体,根据

=C可知该处体积增大,a
处液面下降,b处液面上升,若b、c液面之间气体的体积不变,则c处液面上
升,d处液面下降,h2增大,而由于活塞可无摩擦移动,则活塞下移,轻活塞处封
V0=LS
放入活塞后封闭气体的体积
根据玻意耳定律有
解得
4
p1=3p0。
3
V1=4LS
3
LS
p0LS=p1·
4
(2)在活塞未动过程中,对封闭气体加热,发生等容变化,根据查理定律有
1 2
=
0 2
对活塞,设活塞上端横杠刚开始离开汽缸时汽缸中气体压强为 p2,则有
玻璃试管中,不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象,故D错误。
考点二
气体实验定律和理想气体状态方程的应用[师生共研]
一、求解压强问题常用的四种方法
1.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.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
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
答案 AC
解析 玻璃是非晶体,没有固定熔点,分子在空间排列上没有周期性规律,天
然具有不规则的几何形状,选项A正确,B、D错误;非晶体的物理性质是各
向同性的,沿不同方向导热性相同,选项C正确。
到液柱(或活塞)的受力平衡方程,求得气体的压强。
3.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。
4.牛顿第二定律法:选取与气体接触的液体(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。
二、理想气体状态方程与气体实验定律的关系
1 1 2 2
=
1
2
温度不变:1 1 = 2 2 玻意耳定律
的倒“工”字形绝热活塞从汽缸的开口处缓慢放入汽缸中,活塞与汽缸内壁无缝
隙不漏气,最终活塞顶部横杠卡在汽缸口上,如图乙所示。已知活塞下端的横截
面积为S,外界环境的绝对温度恒为T0,大气压强为p0,重力加速度大小为g,不计活

塞与汽缸的摩擦,倒“工”字形绝热活塞高度为 4 。
(1)求此时刻汽缸内气体的压强p1。
中 下降
的现象,毛细管越细,毛细现象越明显。
3.液晶的物理性质
,具有晶体的光学的 各向异性 。在某个方向
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。
具有液体的
流动性
易错辨析 (1)部分晶体有天然规则的几何形状,是因为它们的物质微粒是
规则排列的。( √ )
(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的。( × )
表面张力的效果
典型现象
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
球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润
【对点演练】
1.(2023四川攀枝花模拟)液晶显示器是一种采用液晶为材料的显示器,由
于机身薄、省电、低辐射等优点深受用户的青睐,下列关于液晶说法正确
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 比值 保持不变。
1 1 2 2

②公式:
=
或 =C(C 是与 p、V、T 无关的常量)。
1
2

三、固体
1.分类:固体分为 晶体
单晶体 和 多晶体
和 非晶体
两类。晶体分为
。
2.晶体与非晶体的比较
项目
外形
熔点
物理性质
C.气体分子的总数增加
D.单位体积内的分子数目增加
答案 BD
解析 理想气体经过等温压缩,分子平均动能不变,A错误;体积变小,单位体
积内分子数目增加,选项D正确,C错误;单位时间内单位面积器壁上受到分
子碰撞的次数增多,压强增大,选项B正确。
2.(2022浙江丽水期末)如图所示的弯管,左侧a、b两处液面上方分别封闭
答案 7.76×106 Pa
解析 钢瓶内气体发生等容变化,由
1 2
= 解得p2=7.76×106
1 2
Pa。
增素能 精准突破
考点一
固体和液体的性质[自主探究]
1.晶体和非晶体的理解
(1)凡是具有确定熔点的物体必定是晶体,反之,必是非晶体。
(2)凡是具有各向异性的物体必定是晶体,且是单晶体。
闭气体压强不变,则pbc=p0-ρ液gh2,可见b、c液面之间气体的压强减小,而温
度不变,则b、c液面之间气体的体积不可能不变,故D错误。
3.(人教版教材选择性必修第三册P30习题改编)装有氧气的钢瓶,在27 ℃的
室内测得钢瓶内的压强是9.31×106 Pa。当钢瓶搬到-23 ℃的工地上时,瓶
内的压强变为多少?
(3)温度升高时,速率小的分子数 减少
的平均速率将
增大 ,但速率分布规律
,速率大的分子数 增多
不变 。
,分子
2.气体实验定律
定律
条件
表达式
图像
玻意耳定律
质量一定,
温度
不变
p1V1=p2V2
查理定律
质量一定,
体积
不变
p1 T1
=
p2 T2
盖-吕萨克定律
质量一定,
压强 不变
V1 T1
=
V2 T2
3.理想气体状态方程