高考物理一轮复习第十四章第二节气体液体固体课件

这是一份高考物理一轮复习第十四章第二节气体液体固体课件，共60页。PPT课件主要包含了气体的性质，平均动能，频繁碰撞，气体分子动理论，它能达到的整个空间，中间多，两头少，密集程度，气体实验定律，p1V1＝p2V2等内容，欢迎下载使用。

1.气体的状态参量.(1)温度：在宏观上表示物体的冷热程度；在微观上是分子____________的标志.(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.
(1)气体分子运动的特点.
①气体分子间距较______，分子力可以忽略，因此分子间除碰撞外不受其他力的作用，故气体能充满_____________________.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“__________，__________”的规律分布.③温度升高时，速率小的分子数________，速率大的分子数________，分子的平均速率将________，但速率分布规律不变.
(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气体分子的_________.
4.理想气体的状态方程.
一定质量的理想气体的状态方程：_______＝C(恒量).
注意：多晶体没有确定的几何形状，且多晶体是各向同性的.
(1)液体的表面张力.液体表面各部分间相互________的力叫表面张力.表面张力使液体自动收缩，液体表面有收缩到最小的趋势.表面张力的方向和液面相切；其大小除了跟边界线的长度有关外，还跟液体的种类、温度有关.
①液晶分子既保持排列有序而显示各向______性，又可以自由移动位置，保持了液体的____________.②液晶分子的位置无序使它像_______，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，从另一个方向看则是杂乱无章的.④液晶的物理性质很容易在外界的影响下发生改变.
【基础自测】1.判断下列题目的正误.(1)晶体有天然规则的几何形状，是因为晶体的物质微粒是规
(2)单晶体的所有物理性质都是各向异性的.(
(3)多晶体和非晶体的物理性质都是各向同性的.(
(4)液晶是液体和晶体的混合物.(
(5)小船浮于水面上不是由于液体的表面张力.(
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2.2021 年，“嫦娥五号”探测器顺利完成月球采样任务并返回地球.探测器上装有用石英制成的传感器，其受压时表面会产生大小相等、符号相反的电荷——压电效应.如图 14-2-1 所示，石英晶体沿垂直于 x 轴晶面上的压电效应最显著.下列
关于石英晶体说法正确的是(A.没有确定的熔点B.具有各向同性的压电效应C.没有确定的几何形状D.是单晶体答案：D
3.对一定质量的气体，若用 N 表示单位时间内与器壁单位面
积碰撞的分子数，则下列说法正确的是(
A.当体积减小时，N 必定增加B.当温度升高时，N 必定增加C.当压强不变而体积和温度变化时，N 必定变化D.当体积不变而压强和温度变化时，N 可能不变
解析：气体的体积减小或温度升高时，压强和温度是怎样变化的并不清楚，不能判断 N 是必定增加的，A、B 错误.当压强不变而体积和温度变化时，存在两种变化的可能性：一是体积增大时，温度升高，分子的平均动能变大，即分子对器壁碰撞的力度增大，因压强不变，因此对器壁碰撞的频繁度降低，就是 N 减小.二是体积减小时，温度降低，同理可推知 N 增大，C 正确，D 错误.
4.一定质量的气体在温度保持不变的情况下，压强增大到原来
的 4 倍，则气体的体积变为原来的(
热点 1 固体与液体的性质考向 1 固体的性质[热点归纳]
(1)单晶体具有各向异性，但不是在各种物理性质上都表现出
(2)只要是具有各向异性的物体必定是晶体，且是单晶体.(3)只要是具有确定熔点的物体必定是晶体，反之，必是非晶
(4)晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化.
【典题 1】(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
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.
考向 2 液体的性质[热点归纳]
【典题 2】往两个玻璃杯中分别注入水和水银，液面出现如图
14-2-2 所示现象，下列说法正确的是(
A.水不浸润玻璃B.水银浸润玻璃C.玻璃分子对附着层内水分子的吸引力大于水内部分子之间的吸引力D.玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力
大于水银内部分子之间的吸引力
解析：水浸润玻璃，水银不浸润玻璃，浸润与否关键看附着层的分子间距与液体分子间距比较，如果附着层中的分子密度大( 即容器壁对液体分子的吸引力大于液体分子对液体分子的吸引力)，则表现为附着层中的分子作用力表现为斥力，使得液面张开，表现为浸润现象，反之相
同分析，可以如图 D70 所示理解.答案：C
热点 2 气体压强的产生与计算考向 1 压强的产生[热点归纳]
1.产生的原因：气体的压强是大量分子频繁地碰撞器壁而产生的，单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但大量分子频繁地碰撞器壁，对器壁就产生了持续、平均的作用力，数值上气体压强等于大量分子作用在器壁单位面积的平均作用力.
(1)从宏观上看，气体压强由体积和温度决定.
(2)从微观上看，气体压强由气体分子的密集程度和平均动能
A.是由气体分子间的相互作用力(吸引和排斥)产生的B.是由大量气体分子频繁地碰撞器壁所产生的C.是由气体受到的重力所产生的D.当容器自由下落时将减小为零
解析：气体压强产生的原因：大量做无规则热运动的分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强，A、C 错误，B 正确.当容器自由下落时，虽然处于失重状态，但分子热运动不会停止，故压强不会减小为零，D 错误.
(1)气体压强与大气压强不同，大气压强由重力而
产生，随高度增大而减小，气体压强由大量气体分子频繁碰撞器壁而产生，大小不随高度而变化.(2)容器内气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁而产生的，并非因其重力而产生.
考向 2 压强的计算[热点归纳]
1.封闭气体压强的求法.
2.气体压强计算的两类模型.(1)活塞模型.图 14-2-3 所示是最常见的封闭气体的两种方式.
对“活塞模型”类求压强的问题，其基本的方法就是先对“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.
如图 14-2-4 所示，“U”形管竖直放置.根据帕斯卡定律可知，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所示的等高线联系起来.则有 pB＋ρgh2＝pA.
而 pA＝p0＋ρgh1，
所以气体 B 的压强为pB＝p0＋ρg(h1－h2).
其实该类问题与“活塞模型”并没有什么本质的区别.熟练后以上压强的关系式均可直接写出，不一定都要从受力分析入手.
【典题 4】(2021年山东淄博段考)如图14-2-5所示，一个横截面积为 S 的圆筒形容器竖直放置，容器上端放一金属圆板，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为 M，不计圆板与容器内壁的摩擦.若大气压强为p0，则被圆板封闭在容器
中的气体的压强为下列选项中的(
·cs θ＝Mg＋p0S
解析：圆板的下表面是倾斜的，气体对其产生的压力应与该面垂直.为求气体的压强，应以封闭气体的金属圆板为研究对象，其受力分析如图 D71 所示.
由物体的平衡条件得 p
热点 3 气体实验定律和理想气体状态方程[热点归纳]1.理想气体.
(1)宏观上讲，理想气体是指在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体，实际中气体在压强不太大、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.理想气体状态方程与气体实验定律的关系.
考向 1 等温变化【典题 5】(2023 年湖北卷)如图 14-2-6所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通.两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连.初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为 H，弹簧长度恰好为原长.现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降
汽缸足够长，汽缸内气体温度始终不变，弹簧始终在弹性限度内.求：
(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.
解：(1)对左右气缸内所封的气体，初态压强为 p1＝p0，体积为V1＝SH＋2SH＝3SH末态压强为 p2，体积为
(2)设添加的沙子质量为 m，对右边活塞受力分析可知mg＋p0·2S＝p2·2S对左侧活塞受力分析可知
考向 2 等容变化【典题 6】(2023 年海南卷)如图 14-2-7 所示，某饮料瓶内密封一定质量的理想气体，t＝27 ℃时，压强 p＝1.050×105 Pa，则(1)t′＝37 ℃时，气压是多大？(2)保持温度不变，挤压气体，使之压强与(1)
相同时，气体体积变为原来的多少倍？
解：(1)瓶内气体的始末状态的热力学温度分别为T＝(27＋273) K＝300 KT′＝(37＋273) K＝310 K
解得 p′＝1.085×105 Pa.
(2)保持温度不变，挤压气体，等温变化过程，由玻意耳定律
解得 V′≈0.97V
即气体体积为原来的 0.97 倍.
考向 3 等压变化
【典题 7】(2023年河南联考)航天员出舱活动前要在节点舱(做出舱准备的气闸舱)穿上特制的航天服，航天服内密封有一定质量的气体(视为理想气体)，密封气体的体积V1＝2.4 L，压强 p1＝1.0×105 Pa，温度 t1＝27 ℃.航天服内气体的平均摩尔质量 M＝29 g/ml.已知在压强 p0＝1×105 Pa、温度 t0＝0 ℃时，气体的摩尔体积均为V0＝22.4 L/ml.估算航天服内密封气体的质量 m(计算结果保留 3位有效数字).
T1＝273 K＋27 K＝300 KT0＝273 K
解得 V2＝2.184 L
解得 m≈2.83 g.
考向 4 理想气体状态方程【典题 8】(多选，2023 年新课标卷)如图 14-2-8 所示，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为 f、g、h 三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦.初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等.现通过电阻丝对 f 中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后，下列
A.h 中的气体内能增加
B.f 与 g 中的气体温度相等C.f 与 h 中的气体温度相等D.f 与 h 中的气体压强相等
解析：当电阻丝对 f 中的气体缓慢加热时，f 中的气体内能增大，温度升高，根据理想气体状态方程可知 f 中的气体压强增大，会缓慢推动左边活塞，可知 h 的气体体积也被压缩，压强变大，外界对气体做正功，因为活塞和汽缸绝热，由热力学第一定律可知，h 中的气体内能增加，A 正确.未加热前，三部分中气体的温度、体积、压强均相等，当系统稳定时，活塞受力平衡，可知弹
错误.在达到稳定过程中 h 中的气体体积变小，压强变大，f 中的气体体积变大.由于稳定时弹簧保持平衡状态，故稳定时 f、h 中的气联立可得 Tf >Th，C 错误，D 正确.
热点 4 用图像法分析气体的状态变化[热点归纳]
1.利用垂直于坐标轴的线作辅助线去分析同质量、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：在图 14-2-9 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.
又如图乙所示，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 V22.关于一定质量的气体的不同图像的比较：
【典题 9】(2022 年天津卷)某同学探究一封闭汽缸内理想气体的状态变化特性，得到压强 p 随温度 t 的变化如图 14-2-10 所示.已知图线Ⅰ描述的是体积为 V1 的等容过程，当温度为 t1 时气体的压强为 p1.图线Ⅱ描述的是压强为 p2 的等压过程.取 0 ℃为 273 K，求：(1)等容过程中，温度为 0 ℃时气体的压强.
(2)等压过程中，温度为 0 ℃时气体的体积.
方法总结 气体状态变化的图像的应用技巧
(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)明确斜率的物理意义：在 V-T 图像(或 p-T 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.
热点 5 “两团气”模型[热点归纳]
(1)分析“两团气”初状态和末状态的压强关系.(2)分析“两团气”的体积及其变化关系.
(3)分析“两团气”状态参量的变化特点，选取合适的实验定
【典题 10】(2022 年全国甲卷)如图 14-2-11，容积均为 V0、缸壁可导热的 A、B 两汽缸放置在压强为 p0 、温度为 T0 的环境中.两汽缸的底部通过细管连通，A 汽缸的顶部通过开口 C 与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其
活塞的质量和体积，忽略摩擦.
(1)将环境温度缓慢升高，求 B 汽缸中的活塞刚到达汽缸底部
(2)将环境温度缓慢改变至 2T0，然后用气泵从开口 C 向汽缸内缓慢注入气体，求 A 汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B 汽缸内第Ⅳ部分气体的压强.
解：(1)因两活塞的质量、体积不计，则当环境温度升高时，Ⅳ内的气体压强总等于大气压强，则该气体进行等压变化，则当 B
(2)设当 A 中的活塞到达汽缸底部时Ⅲ中气体的压强为 p，则此时Ⅳ内的气体压强也等于 p，设此时Ⅳ内的气体的体积为 V，则Ⅱ、Ⅲ两部分气体被压缩的体积为 V0－V，则对气体Ⅳ
热点 6 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
注意事项：(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的
主要措施是注射器活塞上涂润滑油.
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是
移动活塞要缓慢和不能用手握住注射器封闭气体部分.
【典题 11】(2023 年山东卷)利用如图 14-2-12 甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系.将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连.活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强 p 和体积 V(等于注射器示数 V0与塑料管容积ΔV 之和)，逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示.
B.p 与 成正比
(1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体________(填字母).
A.p 与 V 成正比
(2)若气体被压缩到 V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强
为__________Pa(保留 3 位有效数字).
(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算 pV 乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随 p 的增大而__________(填“增大”或“减小”).
解析：(1)在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条
由图乙可读出封闭气体压强为 p＝2.04×105 Pa.(3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算 pV 乘积时，根据 p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随 p 的增大而增大.答案：(1)B (2)2.04×105 (3)增大
1.充气(打气)问题：在充气(打气)时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体作为研究对象时，这些气体的质量是不变的.这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题.
2.抽气问题：在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气(打气)问题类似——假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把“变质量”问题转化为“定质量”的问题.
3.灌气(气体分装)问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是“变质量”问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题.
【典题 12】(2023 年山东烟台二模)舱外航天服有一定的伸缩性，能封闭一定的气体，提供人体生存的气压.2021 年 11 月 8 日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性(如图 14-2-13 所示).王亚平先在节点舱(出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服，若航天服内密闭气体的体积为 V1＝2 L，压强 p1＝5.0×104 Pa，温度 t1＝27 ℃.然后把节点舱的气压不断降低，到能打开舱门时，航天服内密闭气体的体积膨胀到 V2＝2.5 L，温度为 t2＝－3 ℃，压强为 p2(未知).为便于舱外活动，宇航员出舱前将一部分气体缓慢放出，使航天服内密闭气
体的体积变为 V1，气压降到 p3＝3.0×104 Pa，假设释放气体过程中温度不变.求：图 14-2-13(1)压强 p2.(2)航天服需要放出的气体与原来航天服内密闭气体的质量之
解：(1)由题意可知，密闭航天服内气体初、末状态温度分别
为 T1＝273＋t1＝300 K，T2＝273＋t2＝270 K
解得 p2＝3.6×104 Pa.