2026年高考物理一輪考點復習固體、液體與氣體（學生版+解析）

第32講固體、液體與氣體

學習目標2

1.知道晶體、非晶體的區別.

2.理解表面張力，會解釋有關現象.

3.掌握氣體實驗三定律，會用三定律分析氣體狀態變化問題.

夯實基礎

考點一固體與液體的性質

1.晶體與非晶體

單晶體多晶體非晶體

外形規則不規則不規則

熔點確定確定不確定

物理性質各向異性各向同性各向同性

典型物旗石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蟒、松香

形成與有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態.同一物質可能D，晶體和非晶

轉化體兩種不同的形態出現，有些非晶體在一定條件下可以轉f匕為晶體.

2.液體的表面張力

(D作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢.

(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂直一

3.液晶的物理性質

(1)具有液體的流動性.

⑵具有晶體的光學各向異性.

(3)從某個方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜亂無章的.

考點二氣體壓強的產生與計算

1.產生的原因

由于大量分子無規則運動而碰撞器壁,形成對器壁各處均勻、持續的壓力，作用在器壁單位面積上

的壓力叫做氣體的壓強.

2.決定因素

（1）宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.

（2）微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度.

3.平衡狀態下氣體壓強的求法

（1）液片法：選取假想的液體薄片?（自身重力不計）為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方

程，消去面積，得到液片兩側壓強相等方程，求得氣體的壓強.

（2）力平衡法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象進行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力

平衡方程，求得氣體的壓強.

（3）等壓面法：在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強相等.液體內深力處的總壓強p

=力，網為液面上方的壓強.

4.加速運動系統中封閉氣體壓強的求法

選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.

-“玻璃管液封”模型

在圖甲中，以高為在圖乙中，以8液在圖丙中，仍以3在圖丁中，以液面在圖戊中，從開口

h的液柱為研究面為研究對象，由液面為研究對象，A為研究對象，由端開始計算：右端

對象，由平衡條件平衡條件有心S+有PAS+pg加in平衡條件得〃AS=為大氣壓同種

知PAS=-pghS+pghS=pS得〃乙6O°S=poS,所以So+〃g〃i)S,所以液體同一水平面

立

poS,所以〃甲=PA=PA=p()-pgh；〃丁==po+上的壓強相同，所

P內=〃八=田）一甘PA

=P(Lpgh；Pgk以b氣柱的壓強

Pgh；

為/%=Pf)+pg(/72

一，）,而a氣柱的

壓強為Pu=Pb-

pgh3=po+P^hi

—/Z1—/?3)>

二“汽缸活塞類”模型

質量為機的薄壁導熱柱形汽四，內壁光滑，用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下

述所有過程中，汽缸不漏氣且與活塞不脫離。當汽缸如圖⑶豎直倒立靜置時。缸內氣體體根為V|,

溫度為7|。已知重力加速度大小為g,大氣壓強為

P|SV

lf=i|

P4

'mgmg

圖(a)圖(b)圖(c)91432

⑴圖(a)狀態下，當汽缸按圖(b)方式懸掛時，對汽缸受力分當汽缸按圖(c)的方式水平放置

對汽缸受力分析，析，如圖2所示，則封閉氣體的壓強為〃2=時，封閉氣體的壓強為P3=PO

如圖1所示，則封加_"由理想氣體狀態方程得噌=

閃S/1

閉氣體的壓強為

對封閉氣體由玻意耳定律得尸p2V2P3V3

mg?3

Pf+s解得-嘿等

O解得73=畤"±。

考點三氣體實驗定律的應用

1.氣體實驗定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質量的某種氣體.一定質量的某種氣體.

一定質量的某種氣體，

在體積不變的情況下，在壓強不變的情況下，

內容在溫度不變的情況下，

壓強與熱力學溫度成正其體積與熱力學溫度成

壓強與體積成反比

比正比

匕松一

定一一或

T\Tz

表達式包

邑/

RTz羽一不

PPV

//

圖象

/./

OvOOk-----------y

2.理想氣體的狀態方程

(1)理想氣體

①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、

溫度不太低的條件下，可視為理想氣體.

②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能.

(2)理想氣體的狀態方程

一定質量的理想氣體狀態方程：深=沫或57=6：

/112/

氣體實驗定律可看做一定質最理想氣體狀態方程的特例.

考點四用圖象法分析氣體的狀態變化

1.利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線,

不同壓強的兩條等壓線的關系.

例如：在圖10甲中，匕對應虛線為等容線，力、而別是虛線與a、T\兩線的交點，可以認為從蹴態

通過等容升壓到力狀態，溫度必然升高，所以為7\.

又如圖乙所示，力、曬點的溫度相等，從用犬態到狀態壓強增大，體積?定減小，所以上匕

甲

2.一定質量的氣體不同圖象的比較

類別圖線特點舉例

0/=仃(其中彷恒量)，即夕吆積越大的等溫線溫

p-v

度越高，線離原點越遠:恒；

072＞「

12=為斜率〃=67,即斜率越大，溫度越高

0-7

0

T2>TtV

片夕，斜率〃=，即斜率越大，體積越小

P-T

°%<匕T

斜率〃=￡即斜率越大，壓強越小

V-TV=-T,W

PP0PKPi1

考點五理想氣體實驗定律微觀解釋

1.等溫變化

一定質量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變.在這種情況下，體積減小時，分子的密

集程度增大，氣體的壓強增大.

2.等容變化

一定質量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變.在這種情況下，溫度升高時，分子

的平均動能增大，氣體的壓強增大.

3.等壓變化

一定質量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大.只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程

度減小，才能保持壓強不變.

例題精析‘

［例題1］在“探究氣體等溫變化的規律”的實驗中，實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱

為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是（）

A.把柱塞快速地向下壓

B.把柱塞緩慢地向上拉

C.在橡膠塞處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞

D.在橡膠塞處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞

［例題2］我國科學家把金屬鋅塊熔化成液態鈿，再經擠壓后得到單原子層金屬鈕'片，與錢決相比,

鋅片的導電性能和機械強度顯著增強則（）

A.鈿塊熔化過程中溫度不斷升高B.液態鋅表面分子間作用力表現為引力

C.鈿片中的分子呈無規則排列D.鈿片中的分子在做布朗運動

［例題3］某同學用如圖甲所示裝置做“探究氣體等溫變化的規律”的實驗，下列說法中正確的是

A.為保證封閉氣體的氣密性，應在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油

B.推拉柱塞時，為了穩定，手要握住注射器筒

C.該同學分別在7\及超溫度下實驗并作出圖乙所示p-巳圖，則AVR

D.若某次實驗壓縮氣體時緩慢漏氣，則作出的p-號圖線應為圖丙中的②

［例題4］一定質量的理想氣體從狀態a經過狀態b、c變化到狀態d,其p-T圖像如圖所示。下列說

B.匕TC的過程中，所有氣體分子的動能都增大

C.CTd的過程中，氣體對外界做功

D.QT/JTC的過程中，氣體先吸熱后放熱

［例題5］一端封閉粗細均勻的足夠長導熱性能良好的細玻璃管內，封閉著一定質量的理想氣體，如

圖所示。已知水銀柱的長度/?=5cm,玻璃管開口斜向上，在傾角430。的光滑斜面上以一定的

初速度上滑，穩定時被封閉的空氣柱長為L=40cm,大氣壓強始終為"=75cmHg,取重力加

速度大小O=10m/s2,不計水銀與試管壁間的摩擦力，不考慮溫度變化。下列說法正確的是

B

A.被封閉氣體的壓強為Pi=75cmHg

B.若細玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，則封閉氣體的長度38cm

C.若細玻璃管開口豎直向下靜止放置，由于環境溫度變化，封閉氣體的長度L=40cm,則現在

的溫度與原來溫度之比為14:15

D.若用沿斜面向上的外力使玻璃管以&=Im"的加速度沿斜面加速上滑，則穩定時封閉氣

體的長度G=41.67cm

［例題6］如圖所示，A、B兩容器間用一長、細管道相連接，細管上的閥門可以控制容器間的通

斷。A、B兩容器的容積之比為3:2,均充滿了理想氣體：閥門處于關閉狀態，容器A中氣體壓

強為Po,容器B中氣體壓強為2p0,溫度均為To,現將閥門打開使細管導通，一段時間后氣體狀

態達到平衡，此過程中溫度不變。細管中的氣體可忽略。求：

(1)達到平衡時容器A中氣體與初始時容器A中氣體的質量比；

(2)保持A中氣體溫度不變，對容器B中的氣體進行加熱，使其溫度升至蔡丁。，再次達到平衡時B中氣

體的壓強。

［例題7］如圖所示，氣室1和氣室2為兩個中間接有智能溫控開關(未畫出)的絕熱汽缸，氣室1

內質量用=器的活塞的上方與大氣連通，氣室2的體積不變。當氣室1內氣體溫度比氣室2

內氣體溫度低47=^時，智能溫控開關被打開，氣室2內部分氣體迅速進入氣室1中，最終

兩氣室溫度、壓強均相等時智能溫控開關立即關閉。已知活塞的橫截面積為5,開始時氣室2

內氣體壓強為Po,氣室1和2內的溫度均為7°,體積均為%,重力加速度大小為g,外界大氣

壓強為Po,氣室1、2內的氣體可視為質量不同的同種理想氣體，忽略活塞與汽缸壁間的摩擦

和溫控開關的質量，活塞密封良好。

⑴求氣室1內氣體壓強Pi;

(2)若氣室2內有熱源供熱，使該氣室內氣體溫度上升，壓強變大，智能溫控開關被打開，當兩氣室

內氣體溫度穩定在T=T0+AT時，求氣室I內氣體的體積匕。

［例題8］如圖所示，橫截面積S=200cm2、長度為L=80cm的導熱汽缸水平放置，左端通過開口與

外界相通，汽缸正中間有一卡口，卡口右側有一活塞將氣體分為I、II兩部分，輕彈簧一端固

定在汽缸右缸壁，另一端固定在活塞上，不計活塞的體積，忽略一切摩擦，環境溫度To=

300K,大氣壓強po=1X105pa,初始時活塞與卡口距嗡為：，彈簧無彈力。現用氣泵從開口

向外吸出一定量氣體后封閉開口，此時活塞剛好到達卡口處且對卡口無壓力。已知彈簧的勁度

系數為2=1000N/m,求:

wwwww

I

(1)吸出氣體與II中原有氣體質量的比值；

(2)抽氣并封閉開口后對汽缸加熱，當缸內左右兩部分氣體溫度升高到450K時，卡口對活塞的總彈

力大小F。

題型1晶體與非晶體

石墨是碳原子按圖甲排歹！形成的，其微觀結構為層狀結構。圖乙為石墨烯的微觀結構，單碳層

石墨烯是單層的石墨，厚1亳米的石墨大概包含大約三百萬層石墨烯。石墨烯是現有材料中厚

度最薄、強度最高、導熱性最好的新型材料。則()

甲乙

A.石墨中的碳原子靜止不動

B.碳原子的直徑大約為3x10-9m

C.石墨烯的物理性質沿各個方向一定不同

D.石墨烯的熔解過程中，碳原子的平均動能不變

2.石墨烯是一種由碳原子緊密堆積成單層二維六邊形晶格結構的新材料，一層層疊起來就是石

墨，1亳米厚的石墨約有300萬層石墨烯。下列關于石墨烯的說法正確的是（）

A.石墨是晶體，石墨烯是非晶體

B.石墨烯中的碳原子始終靜止不動

C.石墨烯熔化過程中碳原子的平均動能不變

D.石墨烯中的碳原子之間只存在引力作用

3.2024年1月底，臺州迎來了近十年來最大的一場降雪，大地銀裝素裹。下列說法正確的是

()

A.毛絨絨的雪花是晶體

B.雪花在空中飄舞做的是布朗運動

C.雪花在風中飄落過程口機械能一直減小

D.雪天路滑，汽車在轉彎時易側滑是因為受到離心力的作用

題型2液體表面張力

4.如圖所示為我國航天員王亞平在空間站中演示“水球氣泡實驗”時的情景，她往水球中注入一個

氣泡，氣泡靜止在水球中，水球懸在空中，關于該實驗，下列說法正確的是（）

A.由于完全失重，氣泡中氣體壓強為零

B.太空中，水分子停止熱運動

C.水球是表面張力作用形成的

D.水泡受到水的浮力作用

5.（24-25高三下?中以第一中學校川考）下列四幅圖對應的說法正確的有（

…汽一

善畫展一

一液體一

水在玻璃細件中懸浮在液體中的三顆液體表面層分子

液面高于外面微粒運動位置連線的分布示意圖

甲乙丙T

A.圖甲中食鹽晶體的物理性質沿各個方向都是一樣的

B.圖乙是玻璃管插入水口的情形，表明水不能浸潤玻璃

c.圖丙中懸浮在液體中微粒的運動反映r微粒分子的無規則熱運動

D.圖丁中液體表面層的分子間距離大于液體內部分子間距離，是液體表面張力形成的原因

6.（24-25高三上?北京海淀區期中）液體的表面張力會使液體表面總處于繃緊的狀態。設想在液面

上作一條分界線，張力的作用表現在，分界線兩邊液面以一定的拉力?相互作用，F的大小與

分界線的長度/成正比，即5二僅（。為液體的表面張力系數），尸的方向總是與液面相切，并垂

直于液面的分界線。小明設計了一個簡易裝置用來測量某液體的表面張力系數。如圖所示，間

距為L的U型細框上放置一細桿MN,兩者間摩擦不計。將裝置從肥皂水中取出后水平放置,

會形成一水平膜（忽略膜受到的重力），甲、乙分別為俯視圖和正視圖，由于表面張力的緣

故，膜的上、下表面會對MN產生水平向左的力.小明用一測力計水平向右拉住MN使其保持

靜止，測力計示數為F。，接著用該肥皂水吹成了球形肥皂泡，如圖所示。當肥皂泡大小穩定

時，測得其球形半徑為K下列說法正確的是（）

A.表面張力系數。的單位是kg-sT

B.測得肥皂水的表面張力系數為3

C.肥皂泡內部氣體壓強大于外部大氣壓強

D.肥皂泡內外氣體對右側半球膜的壓力差為罕

題型3氣體壓強的求解

7.如圖所示粗細相同、導熱良好的薄壁U形管豎直放置，左管開口，右管封閉。管中裝有水

銀，左管內水銀面比石管內水銀面高△九=12cm,左管內水銀面到管口的距離電=56cm,右

管內封閉的空氣柱長度尾=28cm。現用活塞把開口端封住，并緩慢推動活塞，使左、右管內

水銀面齊平。已知大氣壓強恒為Po=76cmHg,活塞可沿左管壁無摩擦地滑動，推動過程中氣

體溫度始終不變，下列說法正確的是（）

A.左管內水銀面向下移動的距離為12cm

B.活塞向下移動的距離為24cm

C.穩定后右管中氣體的壓強為112cmHg

D.穩定后固定活塞，若環境溫度緩慢降低，則左管內水銀面逐漸低于右管

8.“竹筒炮”是70、80后小時候喜愛的自制玩具，各地對其叫法不一，其原理化簡示意圖如圖所

示。筒徑均勻的圓竹簡，長L=18cm,橫截面積S=1.5xl0-4m2,在其兩端4、8處分別塞

緊濕紙團，將筒中空氣密閉，用筷子快速壓縮A處紙團至A處，《與B距離Z/=6cm,再經

t=0.01s,B處紙團被射出。若8處紙團質量m=5g,與竹筒間滑動摩擦力/'=15N,最大靜

摩擦大于滑動摩擦力，不計溫度變化，已知1個大氣壓P。=1x105pa,求：

AB

?=()()

AA'B

?=()(…

(1)4處紙團的射出速度v；

(2)若壓縮A處紙團至A的過程中，漏掉了1個大氣壓的空氣0.135xl0-4m3,且之后不再漏氣，4

處紙團仍靜止在原位，則此時B處紙團受到的摩擦力廣為多大。

9.如圖所示，一可自由移動的絕熱活塞M將一橫截面積為400cm2的水平固定的絕熱汽缸分為

A、B兩個空間，A空間裝有體積為12L、壓強為1.5x105pa、溫度為23c的理想氣體，A的

左側是一導熱活塞N，N的左邊與大氣相通：B空間中理想氣體的溫度為27℃,體積為30L。

現增大左邊活塞N受到的水平向右的推力F,使N緩慢向右移動，同時給B中氣體加熱，此過

程A中的氣體溫度保持不變，活塞M保持原位置不動。己知阿伏加德羅常數NA=6.0x

1023mo「1,標準狀態下(壓強為lx1()5Pa,溫度為0℃)1mol任何氣體的體積為22.4L,外

界大氣壓強Po=1xl()5pa。不計活塞與汽缸壁間的摩擦，絕對零度取值為-273°C。求：

(1)B中氣體的分子數(結果保留兩位有效數字)；

(2)當推力增加AF=2X103N時，活塞N向右移動的距離。

題型4氣體實驗定律的應用

io.如圖所示，有一個豎直放置的容器，橫截面積為s,有一隔板放在卡槽上將容器分隔為容積均

為%的上下兩部分，另有一只體積為v=：%的氣筒分別通過單向進氣閥〃八〃(機只能向左打

開，〃只能向右打開)與容器上下兩部分連接，初始時兩個閥門均關閉，活塞位于氣筒最右

側，上下氣體壓強均為大氣壓強Po,活塞從氣筒的最右側運動到最左側完成一次抽氣，從最左

側運動到最右側完成一次打氣。活塞完成一次抽氣、打氣后，隔板與卡槽未分離，重力加速度

為g,氣筒連接處的體積不計，抽氣、打氣時氣體溫度保持不變，活塞不漏氣。

(1)求活塞剛好完成一次抽氣、打氣時容器上下兩部分氣體壓強之比；

(2)當完成抽氣、打氣各2次后，隔板與卡槽仍未分離，則隔板的質量至少是多少？

11.一定質量的理想氣體的壓強〃與溫度r的關系圖像如圖所示。氣體先經過等壓變化由狀態A變

為狀態8,冉經過等容變化由狀態4變為狀態C,已知氣體在狀態。的體積為6L。下列說法

正確的是()

B.氣體在狀態B的溫度為400K

C.氣體在狀態4的體積為4L

D.氣體在狀態4的體積為3L

12.汽車懸掛系統是連接車輪和車身的重要部件，普通懸掛使用彈簧，而空氣懸掛用氣缸、活塞代

替了彈簧，提高了駕乘的舒適度。圖示為某空氣懸掛系統的示意圖，面積為S的活塞將導熱良

好、高度為九的氣缸密閉良好，氣缸通過閥門與氣泵相連，此時閥門關閉，活塞正好處于氣缸

正中間。設該懸架所承受的部分車身(包括缸體等)質量始終為加0=空，其中Po為大氣壓

9

強，g為重力加速度，活塞厚度不計且與氣缸間無摩擦，連接管的體積不計，空氣視為理想氣

體。

(1)求此時氣缸內封閉空氣的壓強；

(2)若環境溫度由7。上升到LIT。，求車身上升的高度；

(3)遇到崎嶇路面時為了抬高車身，需用氣泵給氣缸充入一定量的空氣，若車身高度因此上升?，求

4

充入壓強為Po的空氣的體積。

題型5P-V圖像、V-T圖像、P-T圖像

13.如圖所示，導熱良好的氣缸內封閉一定質量的理想氣體，氣缸與活塞間的摩擦忽略不計。現緩

慢向沙桶倒入細沙，下列關于密封氣體的狀態圖像一定正確的是()

沙桶

[二、]

r)活塞

?-氣缸

14.一定質量的理想氣體，從狀態A依次經過狀態反。和。后再回到狀態A,其p-V圖像如圖

所示。下列說法正確的是()

A.氣體在狀態。的壓強為3x105%

B.從人-A的過程中，氣體分子的平均動能減小

C.在B-C的過程中，單位時間內、單位面積上碰撞器壁的分子數增多

D.完成ATBTJDTA一個循環的過程中，氣體對外界做功1.95x|()6j

熱氣球的出現最早實現了人類的飛翔夢。熱氣球的下邊有一個小孔，球內外的空氣通過小孔相通，

使球內外的空氣壓強始終保持相等。氣球內有一個溫度調節裝置，以調節球內空氣的溫度，從而使

熱氣球上升或下降。氣球在地面上時，當球內空氣溫度為，時，球內空氣質量為〃現符球內空

氣溫度升高到力，氣球剛好直開地面，弁保持靜止。不計熱氣球體枳的變化。

15.如果球內空氣在心和。不同溫度下的分子速率分布曲線如圖所示。

/(v)f

（1）曲線【對應的溫度為O

（2）設曲線I和曲線n分別與I，軸所圍的面積為s,和S2,則（）

A.Si>S2B.Si=S2C.Si<S2D.S/和S2的大小關系無法判定

16.球內空氣溫度為7｝時球內空氣質量為（）

A.moB.2C.3D.呼E.號

A7oTi2暗

17.將吊籃內配重物的質量減少A，〃，氣球便開始上升，上升過程中保持氣球內空氣溫度「不變，

氣球到達高度人處保持靜止不動，已知大氣壓隨著高度的增加而減小.設氣球在地面時所受的

浮力為入，在高度/?處所受的浮力&,則（）

A.F]—F2=AmgB.Fj—F2>LmgC.F】一F2VAmgD.=F2

第32講固體、液體與氣體

學習目標7

1.知道晶體、非晶體的區別.

2.理解表面張力，會解釋有關現象.

3.掌握氣體實驗三定律，會用三定律分析氣體狀態變化問題.

夯實基礎

考點一固體與液體的性質

1.晶體與非晶體

單晶體多晶體非晶體

外形不規則不規則

熔點確定確定不確定

物理性質各向異性各向同性各向同性

典型物質石英、云母、食鹽、硫酸銅玻璃、蜂蠟、松香

形成與有的物質在不同條件下能夠形成不同的形態.同一物質可能以，晶體和非晶

轉化體兩種不同的形態出現，有些非晶體在一定條件下可以轉化為晶體.

2.液體的表面張力

(1)作用：液體的表面張力使液面具有收縮的趨勢.

(2)方向：表面張力跟液面相切，跟這部分液面的分界線垂星

3.液晶的物理性質

(1)具有液體的流動性.

(2)具有晶體的光學各向顯性.

(3)從某個方向看其分子排列比較整齊，但從另一方向看，分子的排列是雜私無章的.

考點二氣體壓強的產生與計算

1.產生的原因

由于大量分子無規則運動而碰撞器壁，形成對器壁各處均勻、持續的壓力，作用在器壁單位面積上

的壓力叫做氣體的壓強.

2.決定因素

（1）宏觀上：決定于氣體的溫度和體積.

（2）微觀上：決定于分子的平均動能和分子的密集程度.

3.平衡狀態下氣體壓強的求法

（1）液片法：選取假想的液體薄片（自身重力不計）為研究對象，分析液片兩側受力情況，建立平衡方

程，消去面枳，得到液片兩側壓強相等方程，求得氣體的壓強.

（2）力平衡法：選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象進行受力分析，得到液柱（或活塞）的受力

平衡方程，求得氣體的壓強.

（3）等壓面法：在連通器中，同一種液體（中間不間斷）同一深度處壓強相等.液體內深/2處的總壓強夕

=法+Pgh,R為液面上方的壓強.

4.加速運動系統中封閉氣體壓強的求法

選取與氣體接觸的液柱（或活塞）為研究對象，進行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解.

-“玻璃管液封”模型

*1I...

甲,U乙丙

I

17三

戊

在圖甲中，以高為在圖乙中，以B液在圖內中，仍以B在圖丁中，以液面在圖戊中，從開口

h的液柱為研究面為研究對象，由液面為研究對象，A為研究對象，由端開始計算：右端

對象，由平衡條件平衡條件有PAS+有pAS+pg/zsin平衡條件得PAS=為大氣壓po,同種

知p^S=-pghS+pghS=pS得〃乙6O0?S=poS,所以（po+pg力I）S,所以液體同一水平面

p（）S,所以"甲=〃八=PA=P?—pgh；SpTA=伏）+上的壓強相同，所

P丙=〃八=/%-0=P

=Po-pgh；Pgh\；以b氣欄的壓強

Pgh；為/%=〃1)+席(/?2

一1),而。氣柱的

壓強為Pa=Pb—

Pgh=PO+〃g(〃2

二“汽缸活塞類”模型

質量為〃?的薄壁導熱柱形汽虹，內壁光滑，用橫截面積為S的活塞封閉一定量的理想氣體。在下

述所有過程中，汽缸不漏氣且與活塞不脫離0當汽缸如圖?豎直倒立靜置時。缸內氣體體積為匕,

溫度為力。已知重力加速度大小為g，大氣壓強為po。

⑴圖(a)狀態下，當汽缸按圖(b)方式懸掛時，對汽缸受力分當汽缸按圖(c)的方式水平放置

對汽缸受力分析，析，如圖2所示，則封閉氣體的壓強為“2=時，封閉氣體的壓強為P3=R)

如圖1所示，則封mg由理想氣體狀態方程得噌-

-S/1

閉氣體的壓強為

對封閉氣體由玻意耳定律得2vt2

73

〃1一/%十丁解得％=喏％。

poS—mg解得73-p0s+i。

考點三氣體實驗定律的應用

1.氣體實驗定律

玻意耳定律查理定律蓋一呂薩克定律

一定質量的某種氣體，一定質量的某種氣體，

一定質量的某種氣體，

在體積不變的情況下，在壓強不變的情況下，

內容在溫度不變的情況下，

壓強與熱力學溫度成正其體積與熱力學溫度成

壓強與體積成反比

比正比

W%一

攵=亥或—=—W

T\TiT\Ti

表達式

2=工工_￡

RT>五一五

P

圖象

Ov

2.理想氣體的狀態方程

(1)理想氣體

①宏觀上講，理想氣體是指在任何條件下始終遵守氣體實驗定律的氣體，實際氣體在壓強不太大、

溫度不太低的條件下，可視為理想氣體.

②微觀上講，理想氣體的分子間除碰撞外無其他作用力，即分子間無分子勢能.

(2)理想氣體的狀態方程

一定質量的理想氣體狀態方程：券=券或5；=6：

/1/2/

氣體實驗定律可看做一定質量理想氣體狀態方程的特例.

考點四用圖象法分析氣體的狀態變化

1.利用垂直于坐標軸的線作輔助線去分析同質量、不同溫度的兩條等溫線，不同體積的兩條等容線,

不同壓強的兩條等壓線的關系.

例如：在圖10甲中，匕對應虛線為等容線，力、8分別是虛線與東1\兩線的交點，可以認為從湫態

通過等容升壓到力狀態，溫度必然升高，所以入T\.

又如圖乙所示，力、曬點的溫度相等，從倒犬態到羽犬態壓強增大，體積■定減小，所以上九

甲

2.一定質量的氣體不同圖象的比較

類別圖線特點舉例

R/=07(其中仍恒量)，即R之積越大的等溫線溫P

p-V

度越高，線離原點越遠}v

CT2>Tt

pTt

1

夕=為斜率〃=67,即斜率越大，溫度越高八

072力V

P=；T,斜率〃=，即斜率越大，體積越小

P-T

:IV,<v,T

V

勺%，斜率即斜率越大，壓強越小,「I

V-T

0PKPir

考點五理想氣體實驗定律微觀解釋

1.等溫變化

一定質量的氣體，溫度保持不變時，分子的平均動能不變.在這種情況下，體積減小時，分子的密

集程度增大，氣體的壓強增大.

2.等容變化

一定質量的氣體，體積保持不變時，分子的密集程度保持不變.在這種情況下，溫度升高時，分子

的平均動能增大，氣體的壓強增大.

3.等壓變化

一定質量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大.只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程

度減小，才能保持壓強不變.

例題精析一

［例題9］在“探究氣體等溫變化的規律”的實驗中，實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱

為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是（）

A.把柱塞快速地向下壓

B.把柱塞緩慢地向上拉

C.在橡膠塞處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞

D.在橡膠塞處接另注射器，緩慢推動該注射器柱塞

【答案】B

【來源】2025屆北京市第四中學高三下學期零模物理試卷

【詳解】AB.該實驗過程中要保證氣體的溫度保持不變，所以實驗中要緩慢的推動活塞，目的是

盡可能保證氣體在實驗過程中溫度保持不變，故A錯誤，B正確；

CD.實驗中為了方便讀取封閉氣體的體積，不需要再橡膠套處接另一注射器，故CD錯誤；

故選B。

［例題10］我國科學家把金屬鋅塊熔化成液態錦，再經擠壓后得到單原子層金屬鈕'片，與錢決相比，

錫片的導電性能和機械強度顯著增強則（）

A.鈕塊熔化過程中溫度不斷升高B.液態集表面分子間作用力表現為引力

C.秘片中的分子呈無規見排列D.秘片中的分子在做布朗運動

【答案】B

【來源】2025屆江蘇省宿遷市高三下學期三模物理試卷

【詳解】A.金屬熔化屬于晶沐熔化過程，熔化時雖然吸熱，但溫度保持在熔點不變，直到全部熔

化，故A錯誤；

B.液體表面分子間作用力表現為引力，這是液體表面張力形成的原因。液態鈕表面分子間作用力

為引力符合物理規律，故B正確；

C.金屬固態通常為晶體結構，原子排列有序，題目中例片導電性和機械強度增強，說明其結構更

有序（如單層晶體結構），而非無規則排列，故c錯誤：

D.布朗運動是懸浮微粒在流為中的無規則運動，而固體分子僅在平衡位置附近振動，不會發生布

朗運動，故D錯誤。

故選Bo

【例題11］某同學用如圖甲所示裝置做“探究氣體等溫變化的規律”的實驗，下列說法中正確的是

)

A.為保證封閉氣體的氣密性，應在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油

B.推拉柱塞時，為了穩定，手要握住注射器筒

C.該同學分別在及左溫度下實驗并作出圖乙所示P-：圖，則A<72

D.若某次實驗壓縮氣體時緩慢漏氣，則作出的p-卜圖線應為圖丙中的②

【答案】AD

【來源】2025屆江西省上饒市高三下學期二模物理試題

【詳解】A.為保證封閉氣體的氣密性，應在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油，堵住微小縫隙，故A

正確；

B.為避免氣體溫度變化，手不能握住注射器筒，故B錯誤；

C.如圖乙，相同體積時，溫度越大則氣體壓強越大，則故C錯誤：

D.由「緩慢漏氣，壓縮到體積越小時，氣體壓強增大會變緩，則p-3圖線應為圖丙中的②，故D

正確。

故選AD。

［例題12］一定質量的理想氣體從狀態a經過狀態b、c變化到狀態d,其p-7圖像如圖所示。下列說

A.aTb的過程中，氣體對外界做功

B.hie的過程中，所有氣體分子的動能都增人

C.CTd的過程中，氣體對外界做功

D.QT/JTC的過程中，氣體先吸熱后放熱

【答案】A

【來源】2025屆寧夏銀川市第二中學高三下學期二模物理試題

【詳解】A.〃一＞/;的過程中，氣體溫度不變，壓強減小，則體積變大，則氣體對外界做功，A正

確；

B.的過程中，氣體溫度開百，分子平均動能變大，但并非所有氣體分子的動能都增大，B錯

誤；

C.根據拳=C可得p=^

則由于d點與原點連線斜率大于C點與原點連線的斜率，可知d態對應的體積小于C態的體積，則

c-d的過程中，體積減小，外界對氣體做功，C錯誤；

D.由圖可知“一。的過程中，氣體溫度不變，氣體與外界沒有熱量交換，。一。的過程中，氣體溫

度升高，氣體從外界吸收熱量，D錯誤。

故選Ao

[例題13]一端封閉粗細均勻的足夠長導熱性能良好的細玻璃管內，封閉著一定質量的理想氣體，如

圖所示。已知水銀柱的長度/『5cm,玻璃管開口斜向上，在傾角生30。的光滑斜面上以一定的

初速度上滑，穩定時被封閉的空氣柱長為L=40cm,大氣壓強始終為〃(尸75cmHg,取重力加

速度大小g=10m/s2,不計水銀與試管壁間的摩擦力，不考慮溫度變化。下列說法正確的是

()

B

A.被封閉氣體的壓強為Pi=75cmHg

B.若細玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，則封閉氣體的長度〃=38cm

C.若細玻璃管開口豎直向下靜止放置，由于環境溫度變化，封閉氣體的長度L=40cm,則現在

的溫度與原來溫度之比為14:15

D.若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的=lm/s2的加速度沿斜面加速上滑，則穩定時封閉氣

體的長度j=41.67cm

【答案】AC

【來源】2025屆福建省福州第三中學高三下學期第十六次質量檢查物理試題

【詳解】A.設玻璃管在光滑斜面上運動時加速度為由,后整體，由牛頓第二定律得m&gsin8=

解得小=gsinO=5m/s2

對水銀柱，根據牛頓第二定律得p°S+mgsinO-p1S=ma1

解得被封閉氣體的壓強為Pi=Po=75cmHg

故A正確；

B.若細玻璃管開口向上豎直放置且靜止不動，被封閉氣體的壓強為p2=Po+pgh=8OcmHg

被封閉氣體做等溫變化，則有p2sLi=p】SL

解得封閉氣體的長度Li=37.5cm

故B錯誤；

C.若細玻璃管開門豎直向卜靜止放置，被封閉氣體的壓強為P3=Po-P9九=70cmHg

氣體做等容變化，則有q=§

70>3

可得看:%=14:15

故C正確：

D.若用沿斜面向上的外力使玻璃管以。2=lm/s2的加速度沿斜面加速上滑，對水銀柱，根據牛頓

第二定律得p4s-p0S-mgsinG=ma2

被封閉氣體做等溫變化，則有p4sL2=PzSL］

解得P4=78cmHg.L2?38.46cm

故D錯誤。

故選AC。

［例題14］如圖所示，A、B兩容器間用一長、細管道相連接，細管上的閥門可以控制容器間的通

斷。A、B兩容器的容積之比為3:2,均充滿了理想氣體：閥門處于關閉狀態，容器A中氣體壓

強為Po,容港B中氣體壓強為2p0,溫度均為7°,現將閥門打開使細管導通，一段時間后氣體狀

態達到平衡，此過程中溫度不變。細管中的氣體可忽略。求：

閥門

（1）達到平衡時容器A中氣體與初始時容器A中氣體的質量比；

（2）保持A中氣體溫度不變，對容器B中的氣體進行加熱，使其溫度升至^丁。，再次達到平衡時B中氣

體的壓強。

【答案】（咤

唔

【來源】2025屆河北省石家莊市衡水市部分學校NT20名校聯合體高三下學期第二次調研考試物理

試卷

【詳解】（1）設容器A的容積為3V、容器B的容積為2V,以容器A、B中的氣體為整體進行研究有

Po?3P+2Po-2V=p1-5V

解得Pi

方法一：體積相同、溫度相同時，氣體質量比為壓強比

有啊二"，解得也

mp0m5

方法二：壓強相同、溫度相同時，氣體質量比為體積比

以容器A中的氣體為研究對象，壓強為pi時，有po?3，=pi"i

達到平衡時容器A中氣體與初始時容器4