文档内容
第 67 讲 固体、液体和气体
目录
复习目标
网络构建
知识点3 解题的基本思路
考点一 固体和液体
【提升·必考题型归纳】
【夯基·必备基础知识梳理】 考向1 气体压强的求解
知识点1 晶体与非晶体的对比 考向2 气体实验定律的应用
知识点2 液体表面张力的理解
【提升·必考题型归纳】 考点三 理想气体的常见图像
考向1 晶体与非晶体
考向2 液体表面张力 【夯基·必备基础知识梳理】
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较
考点二 气体实验定律 知识点2 气体状态变化图像的分析方法
【提升·必考题型归纳】
【夯基·必备基础知识梳理】 考向1 P-V图像
知识点1 求解压强问题常用方法 考向2 V-T图像
知识点2 气体实验定律的应用 考向3 P-T图像
真题感悟
1、理解和掌握固体和液体的特点。
2、理解和掌握气体实验定律和理想气体状态方程，并能够应用处理有关问题。考点要求 考题统计 考情分析
高考对固体液体的考查较少，对气体
2023年重庆卷第3题 实验定律的考查比较频繁，选择题和
（1）固体液体
2023年辽宁卷第5题 计算题都有出现，题目难度要求大多
（2）气体实验定律
2023年海南卷第16题 不是太高，较为基础，但也不排除个
别年份题目较难。
1.晶体和非晶体
固体和液体
2.表面张力
1.压强的计算
气体实验定律 2.气体实验定律的应用
固体、液体和气体
3.解题的基本思路
1.不同图像比较
理想气体常见图像
2.图像分析的方法
考点一 固体和液体
知识点1 晶体与非晶体的对比
晶体
分类
非晶体
比较
单晶体 多晶体外形 规则 不规则 不规则
熔点 确定 确定 不确定
物理性质 各向异性 各向同性 各向同性
原子排列 规则 多晶体的每个晶体间排列不规则 不规则
玻璃、蜂蜡、
典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜
松香
知识点2 液体表面张力的理解
形成原因 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
表面特性 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
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
表面张力的效果
形的表面积最小
典型现象 球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润
液晶：
①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动，保持了液体的流动性。
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。
考向1 晶体与非晶体
1．2010年诺贝尔物理学奖授予安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越
研究。他们通过透明胶带对石墨进行反复地粘贴与撕开使得石墨片的厚度逐渐减小，最终寻找到了厚度只
有 的石墨烯，是碳的二维结构。如图所示为石墨、石墨烯的微观结构，根据以上信息和已学知识判
断，下列说法中正确的是（ ）
A．石墨是晶体，石墨烯是非晶体
B．石墨是单质，石墨烯是化合物
C．石墨、石墨烯与金刚石都是晶体
D．他们是通过物理变化的方法获得石墨烯的【答案】CD
【详解】ABC．晶体分子在空间分布具有规则性，故石墨、石墨烯都是晶体，也都是单质，选项C正确，
选项AB错误；
D．获取石墨烯的方法为物理方法，选项D正确。
故选CD。
2．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．固体甲和固体乙的化学成分有可能相同
【答案】ABD
【详解】A．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；
B．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；
C．在热传导方面固体甲若是多晶体，表现出各向同性，固体乙一定表现出各向同性，故C错误；
D．固体甲一定是晶体，固体乙一定是非晶体，但是固体甲和固体乙的化学成分有可能相同，故D正确。
故选ABD。
考向2 液体表面张力
3．规范佩戴医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一、合格的医用防护口罩内侧所用材料对水都是
不浸润的，图为一水滴落在某防护口罩内侧的示意图，以下说法正确的是（ ）
A．图片中的口罩为不合格产品
B．图片中水滴形状的成因与液体表面张力有关
C．图片中水滴与口罩间附着层内水分子比水滴内部分子密集
D．水滴表面张力存在使其表面分子势能小于水滴里分子势能
【答案】B【详解】A．根据题意合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，如图所示水没有浸润
到口罩内侧，所以照片中的口罩为合格产品，故A错误；
BC．如图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，分子力
表现为引力，使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故B正确，C错误；
D．附着层内分子比水的内部分子稀疏，分子力表现为引力，若此时分子聚集，则分子力做正功，分子势
能减小，因此表面分子势能大于水滴里分子势能，故D错误。
故选B。
4．2022年3月23日，天宫号空间站上的三名宇航员王亚平、翟志刚、叶光富，又给全国的观众带来了一
堂精彩的天宫授课，其中宇航员们做了一个“液桥”实验。将水分别挤在两块透明板上，水球状似倒扣着
的碗，如图甲所示。将两板慢慢靠近，两个水球“碗底”挨“碗底”，液桥形成，一座中间细、两头粗的
“桥”将两块板相连，如图乙所示；再将两板拉远，液桥变得更细、更长，仍然没有断开。下列说法正确
的是（ ）
A．液桥形成的根本原因是空间站中的失重环境
B．液桥形成的根本原因是水的表面张力的作用
C．图甲可以推断水和透明板是不浸润的
D．液体的表面张力在表面层的切面内各个方向都存在
【答案】BD
【详解】AB．液桥形成的根本原因是水的表面张力的作用，故A错误，B正确；
C．因为液桥表现为中间细、两头粗的特点，即附着层表现为斥力作用，所以水和透明板是浸润的，故C
错误；
D．液体的表面张力在表面层的切面内各个方向都存在，故D正确。
故选BD。
考点二 气体实验定律
知识点1 求解压强问题常用方法
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。
知识点2 气体实验定律的应用
1.理想气体状态方程与气体实验定律的关系
温度不变:p V =p V 玻意耳定律
{ 1 1 2 2
p p
p V p V 体积不变: 1= 2 查理定律
1 1= 2 2
T T
T T 1 2
1 2 V V
压强不变: 1= 2 盖—吕萨克定律
T T
1 2
2.两个重要的推论
p
1
（1）查理定律的推论:Δp= ΔT
T
1
V
1
（2）盖-吕萨克定律的推论:ΔV= ΔT
T
1
知识点3 解题的基本思路
考向1 气体压强的求解
1．如图，把一粗细均匀的玻璃管开口端插入到水银中，如果当时大气压强为一个标准大气压（标准大气
压强为76cmHg），管内外水银面高度差为 ，则管内气体的压强为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】根据管内液面内外压强相等可知
故选B。
2．如图所示，活塞质量为M，上表面水平横截面积为S，下表面与水平成α角，摩擦不计，外界大气压为
，被封闭气体的压强为 （ ）A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】对活塞受力分析，由平衡可知 解得 故选C。
考向2 气体实验定律的应用
3．如图为竖直放置的上细下粗的密闭细管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同，现使A、
B降低相同温度达到稳定后，体积变化量为 、 ，压强变化量为 、 ，对液面压力的变化量为
、 ，则（ ）
A．水银柱向上移动了一段距离 B．
C． D．
【答案】C
【详解】ACD．假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，根据查理定律，对气体A，有
对气体B，有 初始状态满足 可见使A、B降低相同温度达到稳定后，有
； 由此可知 ； 因此水银柱将向下移动了一段距离，
故C正确，AD错误；
B．由于气体的总体积不变，所以 故B错误。故选C。
4．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，吸管的容积远小于饮料罐的容积，二者间的接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱。如果不计大气压强的变化，并依据制作时的气温和气压在吸管
上等间距画出刻度线，这就是一个简易的温度计。下列说法正确的是（ ）
A．图中由左向右刻度线对应的示数减小
B．相邻刻度线对应的示数差值相同
C．为提高测量精度，应该用粗一点的吸管
D．冬天气压比夏天大，若温度计在夏天制作，则冬天使用时测量值会偏大
【答案】B
【详解】AB．根据盖—吕萨克定律 可得 设吸管内部的横截面积为S，内部在
20℃时的热力学温度为T，体积为V，当温度变化 时油柱移动的距离为 ，则有
1 1
变形得 由上式可以看出， 与 成正比关系，所以吸管上标刻温度值时，刻度是均匀的，且图
中由左向右刻度线对应的示数依次增大，故B正确，A错误；
C．为提高测量精度，应该用细一点的吸管，液面变化更灵敏，故C错误；
D．气压计在夏天制作，在大气压较大的冬天使用时，在相同温度条件下，封闭气体的体积会变小，油柱
靠近饮料罐较近，因此测量值会偏小，故D错误。故选B。
考点三 理想气体的常见图像
知识点1 一定质量的气体不同图像的比较
类别 特点(其中C为常量) 举例
pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越
pV
远
p p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高
pT p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小VT V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小
[注意] 上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。
知识点2 气体状态变化图像的分析方法
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.明确图像斜率的物理意义：在VT图像(pT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。
3.明确图像面积物理意义：在pV图像中，pV图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。
考向1 P-V图像
1．如图所示的 图象中，一定质量的理想气体从状态A开始，经过状态 ，最后回到状态A。
其中 和 平行于横轴， 和 平行， 延长线过坐标原点 ，下列说法正确的是（ ）
A． 过程气体分子热运动的平均动能不变
B． 过程气体单位体积内分子数增加
C． 过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少
D．整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量
【答案】D
【详解】A．由 图像可知 过程p和V均减小，由 可知 过程 降低，分子平均动
能减小，故A错误；
B． 过程体积增大，故气体分子数密度减小，故B错误；
C． 过程为等压压缩过程，由 可知 过程 降低，分子平均动能减小，分子对器壁的
平均碰撞力减小，分子数密度变大，可知单位时间内单位器壁面积上分子碰撞次数增多，故C错误；
D．直线 和 平行于横轴，直线 和 平行， 图线与 轴围成的面积表示功， 过程外
界对气体做功与 过程气体对外界做功 ， 过程气体对外界做功与 过程外界对
气体做功 即全过程 由 有 故整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量，选项D正确。故选D。
2．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该气体从状态a沿圆形线变化到状态b、c、d，最终回到状态
a，则（ ）
A．从状态a到状态b不是等温变化过程
B．从状态a到状态c是等压膨胀过程
C．从状态a到状态c，气体放出热量、内能增大
D．从状态a经b、c、d回到状态a，气体放出热量
【答案】AD
【详解】A．等温线的形状不是圆弧，从状态a到状态b不是等温变化过程，A正确；
B．从状态a到状态c，气体的压强先减小后增大，不是等压膨胀过程，B错误；
C．从状态a到状态c，根据 ，初末状态的压强相等，体积增大，温度升高，内能增大，体积增大
对外做功，根据热力学第一定律，气体吸收热量，C错误；
D．从状态a经b、c、d回到状态a，气体的温度不变，内能不变；外界对气体所做的功等于圆形面积，根
据热力学第一定律，气体放出热量，D正确。故选AD。
考向2 V-T图像
3．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． 过程温度升高，压强不变 B． 过程体积不变，压强变小
C． 过程体积不变，压强不变 D． 过程体积变小，压强变大
【答案】ABD
【详解】A． 图像中，A与B的连线是一条过原点的倾斜直线，为等压线，所以
温度升高 选项A正确；BC．由图像可知，B到C的过程中，体积不变，即 而温度降低，即 由查理定律 可知
压强变小，选项B正确，C错误；
D．由图像可知，由C到D的过程中，温度不变，即 而体积变小，即 由玻意耳定律
可知 选项D正确。故选ABD。
4．一定质量的理想气体，其内能与热力学温度成正比。该理想气体从状态A经一系列变化，最终又回到
状态A，其变化过程的V-T图像如图所示，其中BA的延长线经过坐标原点，BC与横轴平行，气体在状态
A时的内能为U。则下列说法中正确的是（ ）
A．气体由状态A至状态B的过程中，外界对气体做负功
B．气体由状态B至状态C的过程中，气体对外界做正功
C．气体由状态A至状态B的过程中，气体吸收的热量大于
D．气体由状态C至状态A的过程中，气体释放的热量等于U
【答案】AC
【详解】A．由题意可知，气体由状态A至状态B为等压变化，体积增大，外界对气体做负功，A项正确；
B．气体由状态B变化至状态C为等容变化，气体对外界不做功，B项错误；
C．由状态A变化至状态B为等压变化，由 解得 由题意可知
解得 ； 气体由状态A变化至状态B，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气
体吸收的热量大于 ，C项正确；
D．由状态C变化至状态A，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体释放的热量大于U，D项
错误。故选AC。
考向3 P-T图像
4．一定质量的理想气体自状态M变化至状态N，再变化至状态Q。其变化过程的 图像如图所示。对
于该理想气体，下列说法正确的是（ ）A．自状态N至状态Q，气体的体积增大
B．自状态N至状态Q，所有气体分子热运动的速率都增大
C．自状态M至状态N，单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数增多
D．自状态M至状态N，气体吸热
【答案】D
【详解】A．由理想气体状态方程 得 又由图像得，自状态N至状态Q，图像斜率 不变，
因此气体的体积不变，故A错误；
B．由图像得，自状态N至状态Q，气体的温度升高，分子热运动的平均动能增大，但并不是所有气体分
子热运动的速率都增大，故B错误；
C．自状态M至状态N，气体的温度不变，分子热运动的平均动能不变，分子对容器壁的平均撞击力大小
不变，又因为气体的压强减小，所以单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数减少，故C错误；
D．自状态M至状态N，气体的温度不变，气体的内能不变，即 由玻意耳定律可知，气体的体积增
大，对外做功，W为负值，由热力学第一定律 得 即气体吸热，故D正确。故选D。
6．一定质量的理想气体从状态A，经状态B、状态C，最后变化到状态A，其变化过程的 图像如图，
的延长线通过坐标原点， 平行于T轴， 平行于P轴。下列说法正确的是（ ）
A． 过程中，气体对外界做功，温度降低
B． 过程中，气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量
C． 过程中，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D． 过程中，气体从外界吸收的热量大于气体向外界放出的热量
【答案】D
【详解】A．根据理想气体状态方程 ， 过程中为一条过原点的直线，故可知该过程为等容变
化，气体对外界不做功，A错误；B． 过程等压变化，根据盖吕萨克定律可知温度升高体积增大，气体对外做功；温度升高内能增大，
根据热力学第一定律 可得气体对外界做的功小于气体从外界吸收的热量，B错误；
C． 过程中等温变化，根据玻意耳定律压强增大体积变小，此时外界对气体做功，因为温度不变，
所以气体内能不变，故该过程外界对气体做的功等于气体向外界放出的热量，C错误；
D． 过程初末状态温度相同，即气体内能相等；根据前面分析， 气体对外界不做功，
气体对外做功，即过程 气体对外做功，结合热力学第一定律 ， ，
可知 ，故该过程中气体从外界吸收的热量大于气体向外界放出的热量，D正确。故选D。
（2023年重庆卷高考真题）密封于气缸中的理想气体，从状态 依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达
到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的p-
T图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】由V-T图像可知，理想气体ab过程做等压变化，bc过程做等温变化，cd过程做等容变化。根据
理想气体状态方程，有 可知bc过程理想气体的体积增大，则压强减小。故选C。
