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第2節
氣體
液體
固體
一、氣體的性質
平均動能
容積
1.氣體的狀態參量.
(1)溫度：在宏觀上表示物體的冷熱程度；在微觀上是分子
____________的標志.
(2)體積：氣體總是充滿它所在的容器，所以氣體的體積總是
等于盛裝氣體的容器的________.
頻繁碰撞
(3)壓強：氣體的壓強是由于氣體分子____________器壁而產
生的.
2.氣體分子動理論.
(1)氣體分子運動的特點.
大
它能達到的整個空間
①氣體分子間距較______，分子力可以忽略，因此分子間除
碰撞外不受其他力的作用，故氣體能充滿_____________________.
②分子做無規則的運動，速率有大有小，且時而變化，大量
分子的速率按“__________，__________”的規律分布.
③溫度升高時，速率小的分子數________，速率大的分子數
________，分子的平均速率將________，但速率分布規律不變.
中間多
兩頭少
減少
增多
增大
(2)氣體壓強的微觀意義.
氣體的壓強是大量分子頻繁碰撞器壁產生的.壓強的大小跟兩
個因素有關：①氣體分子的________；②氣體分子的_________.
平均動能
密集程度
項目 玻意耳定律 查理定律 蓋-呂薩克定律
內容 一定質量的某種
氣體，在溫度不變
的情況下，壓強與
體積成①_______ 一定質量的某種氣
體，在體積不變的情
況下，壓強與熱力學
溫度成②_____ 一定質量的某種
氣體，在壓強不變
的情況下，其體積
與熱力學溫度成
③________
3.氣體實驗定律.
反比
正比
正比
項目 玻意耳定律 查理定律 蓋-呂薩克定律
表達式 ④__________ ⑤__________
或⑥________ ⑦__________
或⑧__________
圖像
(續表)
p1V1＝p2V2
4.理想氣體的狀態方程.
pV
T
一定質量的理想氣體的狀態方程：_______＝C(恒量).
項目 晶體 非晶體
單晶體 多晶體
外形 規則 ①________
熔點 確定 不確定
物理性質 各向
②______性 各向③______性
原子排列 規則，但多晶體每個晶粒間的
排列無規則 無規則
二、固體和液體
1.晶體和非晶體.
不規則
異
同
項目 晶體 非晶體
單晶體 多晶體
形成與
轉化 有的物質在不同條件下能夠形成不同的④________；
同一物質可能以⑤__________ 和⑥________ 兩種不
同的形態出現；有些⑦______在一定的條件下也可轉
化為⑧________
典型物質 石英、云母、食鹽、硫酸銅 玻璃、蜂蠟、松香
(續表)
晶體
晶體
非晶體
晶體
非晶體
注意：多晶體沒有確定的幾何形狀，且多晶體是各向同性的.
2.液體、液晶.
吸引
(1)液體的表面張力.
液體表面各部分間相互________的力叫表面張力.表面張力使
液體自動收縮，液體表面有收縮到最小的趨勢.表面張力的方向和
液面相切；其大小除了跟邊界線的長度有關外，還跟液體的種類、
溫度有關.
(2)液晶的特性.
異
流動性
液體
①液晶分子既保持排列有序而顯示各向______性，又可以自
由移動位置，保持了液體的____________.
②液晶分子的位置無序使它像_______，排列有序使它像晶體.
③液晶分子的排列從某個方向看比較整齊，從另一個方向看
則是雜亂無章的.
④液晶的物理性質很容易在外界的影響下發生改變.
【基礎自測】
1.判斷下列題目的正誤.
(1)晶體有天然規則的幾何形狀，是因為晶體的物質微粒是規
則排列的.(
)
(2)單晶體的所有物理性質都是各向異性的.(
)
(3)多晶體和非晶體的物理性質都是各向同性的.(
)
(4)液晶是液體和晶體的混合物.(
)
(5)小船浮于水面上不是由于液體的表面張力.(
)
答案：(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
2.“嫦娥五號”探測器順利完成月球采樣任務并返回地球.
探測器上裝有用石英制成的傳感器，其受壓時表面會產生大小
相等、符號相反的電荷——壓電效應.如圖所示，石英晶體沿垂
直于 x 軸晶面上的壓電效應最顯著.下列
)
關于石英晶體說法正確的是(
A.沒有確定的熔點
B.具有各向同性的壓電效應
C.沒有確定的幾何形狀
D.是單晶體
答案：D
3.對一定質量的氣體，若用 N 表示單位時間內與器壁單位面
積碰撞的分子數，則下列說法正確的是(
)
A.當體積減小時，N 必定增加
B.當溫度升高時，N 必定增加
C.當壓強不變而體積和溫度變化時，N 必定變化
D.當體積不變而壓強和溫度變化時，N 可能不變
解析：氣體的體積減小或溫度升高時，壓強和溫度是怎樣變
化的并不清楚，不能判斷 N 是必定增加的，A、B 錯誤;當壓強不
變而體積和溫度變化時，存在兩種變化的可能性：一是體積增大
時，溫度升高，分子的平均動能變大，即分子對器壁碰撞的力度
增大，因壓強不變，因此對器壁碰撞的頻繁度降低，就是 N 減小.
二是體積減小時，溫度降低，同理可推知 N 增大，C 正確，D 錯
誤.
答案：C
4.一定質量的氣體在溫度保持不變的情況下，壓強增大到原來
的 4 倍，則氣體的體積變為原來的(
)
A.4
B.2
C.
1
2
1
D.
4
答案：D
熱點 1 固體與液體的性質
考向 1 固體的性質
[熱點歸納]
晶體和非晶體.
(1)單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質上都表現出
各向異性.
(2)只要是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體.
(3)只要是具有確定熔點的物體必定是晶體，反之，必是非晶
體.
(4)晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉化.
【典題 1】(多選)玻璃的出現和使用在人類生活里已有四千多
)
年的歷史，它是一種非晶體.下列關于玻璃的說法正確的有(
A.沒有固定的熔點
B.天然具有規則的幾何形狀
C.沿不同方向的導熱性能相同
D.分子在空間上周期性排列
解析：根據非晶體的特點可知，非晶體是指組成物質的分子(或
原子、離子)不呈空間有規則周期性排列的固體.它沒有一定規則的
外形.它的物理性質在各個方向上是相同的，叫“各向同性”.它沒
有固定的熔點， AC 正確.
答案：AC
形成原因 表面層中分子間的距離比液體內部分子間的距離大，
分子間的相互作用力表現為引力
表面特性 表面層分子間的引力使液面產生了表面張力，使液體
表面好像一層繃緊的彈性薄膜
考向 2 液體的性質
[熱點歸納]
液體表面張力.
表面張力
的方向 和液面相切，垂直于液面上的各條分界線
表面張力
的效果 表面張力使液體表面具有收縮趨勢，使液體表面積趨
于最小，而在體積相同的條件下，球形的表面積最小
(續表)
【典題 2】往兩個玻璃杯中分別注入水和水銀，液面出現如
圖所示現象，下列說法正確的是(　　)
A.水不浸潤玻璃
B.水銀浸潤玻璃
C.玻璃分子對附著層內水分子的吸引力大
于水內部分子之間的吸引力
D.玻璃分子對附著層內水銀分子的吸引力
大于水銀內部分子之間的吸引力
解析：水浸潤玻璃，水銀不浸潤玻璃，浸潤與否關鍵看附著
層的分子間距與液體分子間距比較，如果附著層中的分子密度大
( 即容器壁對液體分子的吸引力大于液
體分子對液體分子的吸引力)，則表現為
附著層中的分子作用力表現為斥力，使
得液面張開，表現為浸潤現象，反之相
同分析，可以如圖所示理解.
答案：C
熱點 2 氣體壓強的產生與計算
考向 1 壓強的產生
[熱點歸納]
1.產生的原因：氣體的壓強是大量分子頻繁地碰撞器壁而產生
的，單個分子碰撞器壁的沖力是短暫的，但大量分子頻繁地碰撞
器壁，對器壁就產生了持續、平均的作用力，數值上氣體壓強等
于大量分子作用在器壁單位面積的平均作用力.
2.決定因素：
(1)從宏觀上看，氣體壓強由體積和溫度決定.
(2)從微觀上看，氣體壓強由氣體分子的密集程度和平均動能
決定.
A.是由氣體分子間的相互作用力(吸引和排斥)產生的
B.是由大量氣體分子頻繁地碰撞器壁所產生的
C.是由氣體受到的重力所產生的
D.當容器自由下落時將減小為零
解析：氣體壓強產生的原因：大量做無規則熱運動的分子對
器壁頻繁、持續地碰撞產生了氣體的壓強，AC 錯誤，B 正確；
當容器自由下落時，雖然處于失重狀態，但分子熱運動不會停止，
故壓強不會減小為零，D 錯誤.
答案：ACD
方法技巧
(1)氣體壓強與大氣壓強不同，大氣壓強由重力而
產生，隨高度增大而減小，氣體壓強由大量氣體分子頻繁碰撞器
壁而產生，大小不隨高度而變化.
(2)容器內氣體的壓強是大量分子頻繁碰撞器壁而產生的，并
非因其重力而產生.
平衡
狀態 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
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h處的總壓強 p＝p0＋ρgh，p0 為液面上方的壓強
考向 2 壓強的計算
[熱點歸納]
1.封閉氣體壓強的求法.
平衡
狀態 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
加速
運動
系統 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.
(續表)
2.氣體壓強計算的兩類模型.
(1)活塞模型.
如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式.
甲
乙
對“活塞模型”類求壓強的問題，其基本的方法就是先對
“活塞”進行受力分析，然后根據平衡條件或牛頓第二定律列方
程.圖甲中活塞的質量為 m，活塞橫截面積為 S，外界大氣壓強為
p0.由于活塞處于平衡狀態，所以 p0S＋mg＝pS.
(2)連通器模型.
如圖 所示，“U”形管豎直放置.根據帕斯卡定律可知，同
一液體中的相同高度處壓強一定相等.所以氣體 B 和 A 的壓強關
系可由圖中虛線所示的等高線聯系起來.則有 pB＋ρgh2＝pA.
而 pA＝p0＋ρgh1，
所以氣體 B 的壓強為
pB＝p0＋ρg(h1－h2).
其實該類問題與“活塞模型”并沒有什么本質的區別.熟練后
以上壓強的關系式均可直接寫出，不一定都要從受力分析入手.
【典題 4】(2021年山東淄博段考)如圖所示，一個橫截面
積為 S 的圓筒形容器豎直放置，容器上端放一金屬圓板，金屬
圓板的上表面是水平的，下表面是傾斜的，下表面與
水平面的夾角為θ，圓板的質量為 M，不計圓板與容
器內壁的摩擦.若大氣壓強為p0，則被圓板封閉在容器
中的氣體的壓強為下列選項中的(
)
·cos θ＝Mg＋p0S
解析：圓板的下表面是傾斜的，氣體對其產生的壓力應與該
面垂直.為求氣體的壓強，應以封閉氣體的金屬圓板
為研究對象，其受力分析如圖所示.
由物體的平衡條件得 p
S
cos θ
解得 p＝p0＋
Mg
.
S
答案：D
熱點 3 氣體實驗定律和理想氣體狀態方程
[熱點歸納]
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，實際中氣體在壓強不太大、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，分
子本身沒有體積，即它所占據的空間認為都是可以被壓縮的空間.
2.理想氣體狀態方程與氣體實驗定律的關系.
3.兩個重要的推論.
考向 1 等溫變化
【典題 5】(2023 年湖北卷)如圖所示，豎直放置在水平桌面
上的左右兩汽缸粗細均勻，內壁光滑，橫截面積分別為S、2S，
由體積可忽略的細管在底部連通.兩汽缸中各有一輕質活塞將一定
質量的理想氣體封閉，左側汽缸底部與活塞用輕質細彈簧相連.初
始時，兩汽缸內封閉氣柱的高度均為 H，彈簧長度恰好為原長.現
往右側活塞上表面緩慢添加一定質量的沙子，直至右側活塞下降
汽缸足夠長，汽缸內氣體溫度始終不變，彈簧始終在彈性限度內.
求：
(1)最終汽缸內氣體的壓強.
(2)彈簧的勁度系數和添加的沙子質量.
解：(1)對左右氣缸內所封的氣體，初態壓強為 p1＝p0，體積
為
V1＝SH＋2SH＝3SH
末態壓強為 p2，體積為
(2)設添加的沙子質量為 m，對右邊活塞受力分析可知
mg＋p0·2S＝p2·2S
對左側活塞受力分析可知
考向 2 等容變化
【典題 6】(2023 年海南卷)如圖所示，某飲
料瓶內密封一定質量的理想氣體，t＝27 ℃時，
壓強 p＝1.050×105 Pa，則
(1)t′＝37 ℃時，氣壓是多大？
(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強與(1)
相同時，氣體體積變為原來的多少倍？
解：(1)瓶內氣體的始末狀態的熱力學溫度分別為
T＝(27＋273) K＝300 K
T′＝(37＋273) K＝310 K
解得 p′＝1.085×105 Pa.
(2)保持溫度不變，擠壓氣體，等溫變化過程，由玻意耳定律
有 pV＝p′V′
解得 V′≈0.97V
即氣體體積為原來的 0.97 倍.
考向 3 等壓變化
【典題 7】(2023年河南聯考)航天員出艙活動前要在節點艙(做
出艙準備的氣閘艙)穿上特制的航天服，航天服內密封有一定質量
的氣體(視為理想氣體)，密封氣體的體積V1＝2.4 L，壓強 p1＝1.0×
105 Pa，溫度 t1＝27 ℃.航天服內氣體的平均摩爾質量 M＝29 g/mol.
已知在壓強 p0＝1×105 Pa、溫度 t0＝0 ℃時，氣體的摩爾體積均為
V0＝22.4 L/mol.估算航天服內密封氣體的質量 m(計算結果保留 3
位有效數字).
T1＝273 K＋27 K＝300 K
T0＝273 K
解得 V2＝2.184 L
解得 m≈2.83 g.
考向 4 理想氣體狀態方程
【典題 8】(多選，2023 年新課標卷)如圖所示，一封閉著
理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱
活塞將汽缸分為 f、g、h 三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦.初始
時彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、體積、壓強均相等.現通
過電阻絲對 f 中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達到穩定后，下列
說法正確的是(
)
A.h 中的氣體內能增加
B.f 與 g 中的氣體溫度相等
C.f 與 h 中的氣體溫度相等
D.f 與 h 中的氣體壓強相等
解析：當電阻絲對 f 中的氣體緩慢加熱時，f 中的氣體內能增
大，溫度升高，根據理想氣體狀態方程可知 f 中的氣體壓強增大，
會緩慢推動左邊活塞，可知 h 的氣體體積也被壓縮，壓強變大，
外界對氣體做正功，因為活塞和汽缸絕熱，由熱力學第一定律可
知，h 中的氣體內能增加，A 正確;未加熱前，三部分中氣體的溫
度、體積、壓強均相等，當系統穩定時，活塞受力平衡，可知彈
錯誤;在達到穩定過程中 h 中的氣體體積變小，壓強變大，f 中的氣
體體積變大.由于穩定時彈簧保持平衡狀態，故穩定時 f、h 中的氣
聯立可得 Tf >Th，C 錯誤，D 正確.
答案：AD
熱點 4 用圖像法分析氣體的狀態變化
[熱點歸納]
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：在圖甲中，V1 對應虛線為等容線，A、B 分別是虛線
與 T2、T1 兩線的交點，可以認為從 B 狀態通過等容升壓到 A狀
態，溫度必然升高，所以 T2>T1.
又如圖乙所示，A、B 兩點的溫度相等，從 B 狀態到 A 狀態壓
強增大，體積一定減小，所以 V2甲
乙
2.關于一定質量的氣體的不同圖像的比較：
(續表)
【典題 9】(2022 年天津卷)某同學探究一封閉汽缸內理想氣
體的狀態變化特性，得到壓強 p 隨溫度 t 的變化如圖所示.已知圖
線Ⅰ描述的是體積為 V1 的等容過程，當溫度為
t1 時氣體的壓強為 p1.圖線Ⅱ描述的是壓強為 p2
的等壓過程.取 0 ℃為 273 K，求：
(1)等容過程中，溫度為 0 ℃時氣體的壓強.
(2)等壓過程中，溫度為 0 ℃時氣體的體積.
方法總結 氣體狀態變化的圖像的應用技巧
(1)明確點、線的物理意義：求解氣體狀態變化的圖像問題，
應當明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個平衡狀態，
它對應著三個狀態參量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一
定質量的理想氣體狀態變化的一個過程.
(2)明確斜率的物理意義：在 V-T 圖像(或 p-T 圖像)中，比較兩
個狀態的壓強(或體積)大小，可以比較這兩個狀態到原點連線的斜
率的大小，其規律是斜率越大，壓強(或體積)越?。恍甭试叫?，壓
強(或體積)越大.
熱點 5 “兩團氣”模型
[熱點歸納]
模型解題思路：
(1)分析“兩團氣”初狀態和末狀態的壓強關系.
(2)分析“兩團氣”的體積及其變化關系.
(3)分析“兩團氣”狀態參量的變化特點，選取合適的實驗定
律列方程.
【典題10】(2024 年廣東卷)差壓閥可控制氣體進行單向流動，
廣泛應用于減震系統.如圖所示，A、B兩個導熱良好的氣缸通過差壓閥連接，A內輕質活塞的上方與大氣連通，B內氣體體積不變.當A內氣體壓強減去B內氣體壓強大于Δp時差壓閥打開，A內氣體緩慢進入B中；當該差值小于或等于Δp時差壓閥關閉.當環境溫度T1＝300 K時，A內氣體體積VA1＝4.0×10-2m3，B內氣體壓強pB1 等于大氣壓強p0，已知活塞的橫截面積S＝0.10 m2，Δp＝0.11p0，p0＝1.0×105 Pa，重力加速度大小取g＝10 m/s2，A、B內的氣體可視為理想氣體，忽略活塞與氣缸間的摩擦，差壓閥與連接管內的氣體體積不計.當環境溫度降到T2＝270 K時：
(1)求 B 內氣體壓強 pB2.
(2)求 A 內氣體體積 VA2.
(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂，若 B 內氣體壓強回到 p0 并保持不
變，求已倒入鐵砂的質量 m.
熱點 6 探究等溫情況下一定質量氣體壓強與體積的關系
注意事項：(1)為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的
主要措施是注射器活塞上涂潤滑油.
(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是
移動活塞要緩慢和不能用手握住注射器封閉氣體部分.
【典題 11】(2023 年山東卷)利用如圖甲所示實驗裝置可探究
等溫條件下氣體壓強與體積的關系.將帶有刻度的注射器豎直固定
在鐵架臺上，注射器內封閉一定質量的空氣，下端通過塑料管與
壓強傳感器相連.活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體
狀態穩定后，記錄氣體壓強 p 和體積 V(等于注射器示數 V0與塑料
管容積ΔV 之和)，逐次增加砝碼質量，采集多組數據并作出擬合
曲線如圖乙所示.
甲
乙
B.p 與 成正比
回答以下問題：
(1)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條過原點
的直線，說明在等溫情況下，一定質量的氣體________(填字母).
A.p 與 V 成正比
1
V
(2)若氣體被壓縮到 V＝10.0 mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強
為__________Pa(保留 3 位有效數字).
(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則
在計算 pV 乘積時，他的計算結果與同組正確記錄數據同學的計算
結果之差的絕對值會隨 p 的增大而__________(填“增大”或“減
小”).
解析：(1)在實驗誤差允許范圍內，圖乙中的擬合曲線為一條
比，選 B.
由圖乙可讀出封閉氣體壓強為 p＝2.04×105 Pa.
(3)某組同學進行實驗時，一同學在記錄數據時漏掉了ΔV，則
在計算 pV 乘積時，根據 p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，可知他的計算結
果與同組正確記錄數據同學的計算結果之差的絕對值會隨 p 的增
大而增大.
答案：(1)B (2)2.04×105 (3)增大
抽氣、打氣、灌氣模型
常見以下三種類型：
1.充氣(打氣)問題：在充氣(打氣)時，將充進容器內的氣體和
容器內的原有氣體作為研究對象時，這些氣體的質量是不變的.這
樣，可將“變質量”的問題轉化成“定質量”問題.
2.抽氣問題：在對容器抽氣的過程中，對每一次抽氣而言，氣
體質量發生變化，解決該類變質量問題的方法與充氣(打氣)問題類
似——假設把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態中，即
用等效法把“變質量”問題轉化為“定質量”的問題.
3.灌氣(氣體分裝)問題：將一個大容器里的氣體分裝到多個小
容器中的問題也是“變質量”問題，分析這類問題時，可以把大
容器中的氣體和多個小容器中的氣體作為一個整體來進行研究，
即可將“變質量”問題轉化為“定質量”問題.
【典題 12】(2023 年山東煙臺二模)艙外航天服有一定的伸縮
性，能封閉一定的氣體，提供人體生存的氣壓.2021 年 11 月 8 日，
王亞平身穿我國自主研發的艙外航天服“走出”太空艙，成為我
國第一位在太空“漫步”的女性(如圖所示).王亞平先在節點艙
(出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服，若航天服內密閉氣體的體
積為 V1＝2 L，壓強 p1＝5.0×104 Pa，溫度 t1＝27 ℃.然后把節點艙
的氣壓不斷降低，到能打開艙門時，航天服內密閉氣體的體積膨
脹到 V2＝2.5 L，溫度為 t2＝－3 ℃，壓強為 p2(未知).為便于艙外
活動，宇航員出艙前將一部分氣體緩慢放出，使航天服內密閉氣
體的體積變為 V1，氣壓降到 p3＝3.0×104 Pa，假設釋放氣體過程
中溫度不變.求：
(1)壓強 p2.
(2)航天服需要放出的氣體與原來航天服內密閉氣體的質量之
比
Δm
m
.
解：(1)由題意可知，密閉航天服內氣體初、末狀態溫度分別
為 T1＝273＋t1＝300 K，T2＝273＋t2＝270 K
解得 p2＝3.6×104 Pa.
(2)設航天服需要放出的氣體在壓強為 p3 狀態下的體積為ΔV，
根據玻意耳定律有
p2V2＝p3(V1＋ΔV)
解得ΔV＝1 L
則放出的氣體與原來密閉氣體的質量之比為

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