熱學-2024年高考物理重難點復習（新高考專用）

重難點17熱學

?命題趨勢

1.命題情境源自生產生活中的與氣體、液體、固體等熱學探究情境,解題時能從具體情境中抽象出物理模型，

正確應用相應知識點解決物理實際問題。

2.考查知識主要集中在三個方面:①分子運動論;②氣體;③固體、液體、氣體物態(tài)變化④熱力學定律和能量

守恒定律

3.計算題經常結合生活生產場景中與氣體有關問題，利用氣體實驗定律和理想氣體狀態(tài)方程來解題。

4.實驗題經常出現(xiàn)油膜法估算分子直徑和探究氣體實驗定律等實驗。

重難詮程

-分子動理論、內能及熱力學定律

1.分子動理論要掌握的"一個橋梁、三個核心”

(1)宏觀量與微觀量的轉換橋梁

宏觀量一M二V,一宏觀量

微觀量一-飛--微觀量

⑵分子模型、分子數(shù)

①分子模型：球模型1/=我3,立方體模型1/=。3.

mV

②分子數(shù)：川=。以=『以=丁以(固體、液體).

Mmol*mol

⑶分子運動：分子永不停息地做無規(guī)則運動，溫度越高，分子的無規(guī)則運動越劇烈，即平均速率越大,

但某個分子的瞬時速率不一定大.

(4)分子勢能、分子力與分子間距離的關系.

2.理想氣體相關三量AU、W、Q的分析思路

⑴內能變化量AU的分析思路

①由氣體溫度變化分析氣體內能變化.溫度升高，內能增加；溫度降低，內能減少.

②由公式△U=W/+Q分析內能變化.

(2)做功情況W的分析思路

①由體積變化分析氣體做功情況.體積膨脹，氣體對外界做功；體積被壓縮，外界對氣體做功.

②由公式VV=AU—Q分析氣體做功情況.

(3)氣體吸、放熱Q的分析思路：一般由公式Q=AU-IV分析氣體的吸、放熱情況.

二固體、液體和氣體

1.固體和液體的主要特點

(1)晶體和非晶體的分子結構不同，表現(xiàn)出的物理性質不同.晶體具有確定的熔點，單晶體表現(xiàn)出各向

異性，多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性.晶體和非晶體在適當?shù)臈l件下可以相互轉化.

(2)液晶是一種特殊的物質狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間，液晶具有流動性，在光學、電學物理

性質上表現(xiàn)出各向異性.

⑶液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢，表面張力的方向跟液面相切.

2.飽和汽壓的特點

液體的飽和汽壓與溫度有關，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關.

3.相對濕度

某溫度時空氣中水蒸氣的壓強與同一溫度時水的飽和汽壓之比.即B=§.

4.對氣體壓強的兩點理解

(1)氣體對容器壁的壓強是氣體分子頻繁碰撞的結果，溫度越高，氣體分子數(shù)密度越大，氣體對容器壁

因碰撞而產生的壓強就越大.

(2)地球表面大氣壓強可認為是大氣重力產生的.

三氣體實驗定律與理想氣體狀態(tài)方程

1.氣體壓強的幾種求法

(1)參考液片法：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.

⑵力平衡法：選與氣體接觸的液柱(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.

(4)加速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的求法：選與氣體接觸的液柱(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.

2.巧選"充氣、抽氣、灌氣(分裝)、漏氣”問題中的研究對象一一化變質量為定質量

在“充氣、抽氣、灌氣(分裝)、漏氣"問題中通過巧選研究對象可以把變質量問題轉化為定質量的問題.

(1)充氣問題

設想將充進容器內的氣體用一個無形的彈性口袋收集起來，那么當我們取容器和口袋內的全部氣體為

研究對象時，這些氣體狀態(tài)不管怎樣變化，其質量總是不變的.這樣，就將變質量問題轉化為定質量問題.

(2)抽氣問題

用抽氣筒對容器抽氣的過程中，對每一次抽氣而言，氣體質量發(fā)生變化，其解決方法同充氣問題類似，

假設把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中，即把變質量問題轉化為定質量問題.

⑶灌氣(分裝澗題

將一個大容器里的氣體分裝到多個小容器中的問題，可以把大容器中的氣體和多個小容器中的氣體看

作整體作為研究對象，可將變質量問題轉化為定質量問題.

⑷漏氣問題

容器漏氣過程中氣體的質量不斷發(fā)生變化，不能用理想氣體狀態(tài)方程求解.如果選容器內剩余氣體為研

究對象，可將變質量問題轉化為定質量問題.

四氣體的狀態(tài)變化圖象與熱力學定律的綜合問題

1.一定質量的理想氣體的狀態(tài)變化圖象與特點

類別圖象特點其他圖象

P其中C為恒量)，pV之

\.pl/=CT(P

積越大，等溫線溫度越高，線離原點。

0X

VT

越遠vA<vB

%>T\

等溫線

P

小

p=C"斜率k=CT,即斜率越

0OL市

01/V

大，溫度越高PA<PB

T2>TX

p>]A

\B

P

cc

0

P=yT,斜率/(=7,即斜率越大，TA>TOV

等容線

_1?v\

0T體積越小??

%<匕AB

0PA<PH^

p

—?—?

V

/PicCAB

,小V=~T,斜率k=~,即斜率越大，T<T?V

等壓線A

:一EP]

0壓強越小-?--?

P2<P\AB

匕<小

2.對熱力學第一定律的考查有定性判斷和定量計算兩種方式

⑴定性判斷

利用題中的條件和符號法則對小、Q、中的其中兩個量做出準確的符號判斷，然后利用AU=W/+Q

對第三個量做出判斷.

(2)定量計算

一般計算等壓變化過程的功，即W/=p-AM,然后結合其他條件，利用AU=IV+Q進行相關計算.

(3)注意符號正負的規(guī)定

若研究對象為氣體，對氣體做功的正負由氣體體積的變化決定.氣體體積增大，氣體對外界做功，W/<0:

氣體的體積減小，外界對氣體做功，W>0.

重難通關練

（建議用時：30分鐘）

1.（2024?云南昆明,統(tǒng)考一模）升降椅簡化結構如圖所示，座椅和圓柱形導熱汽缸固定在一起，汽缸內封

閉了一定質量的理想氣體。若封閉氣體不泄漏且環(huán)境溫度恒定，人坐上座椅到最終氣體狀態(tài)穩(wěn)定的過程

中，下列說法正確的是（）

A.封閉氣體的內能增加B.封閉氣體對外界做正功

C.封閉氣體向外界放出了熱量D.封閉氣體的分子平均動能增大

2.一定質量的理想氣體從狀態(tài)A緩慢經過8、C、。再回到狀態(tài)A,其熱力學溫度T和體積V的關系圖像

如圖所示，2A和的延長線均過原點。，氣體在狀態(tài)A時的壓強為P。，下列說法正確的是（）

B.BfC過程中氣體分子的平均動能不斷增大

C.C-O過程中氣體分子在單位時間內對容器壁的碰撞次數(shù)不斷減少

D.A過程中氣體的溫度升高了鄉(xiāng)

O

3.一定質量的理想氣體由狀態(tài)。經狀態(tài)。變?yōu)闋顟B(tài)c,其過程如P-M圖中c直線段所示，已知氣

體在三個狀態(tài)的內能分別為4、5、則（）

4.（2024?遼寧沈陽?統(tǒng)考一模）2021年2月21日~4月2日，“深海一號"鉆井平臺搭載"蛟龍”號潛艇赴西北

太平洋深淵區(qū)開展7000米級作業(yè)。若開始下潛時，"蛟龍"號潛艇內氣體溫度為27。€\壓強為LOxlC^Pa,

當下潛到某一深度時，艇內溫度降到17。（2。潛艇內氣體視為理想氣體，體積和質量不變，下列關于艇內氣

體的說法，正確的是（）

A.17。（2時，壓強約為Q63xlC）5paB.17。。時，壓強約為0.97xlC）5pa

C.下潛過程中，內能增加D.下潛過程中，吸收熱量

二、多選題

5.關于以下幾幅圖，下列說法正確的是（）

A.圖1實驗表明，大量的豆粒對秤盤的頻繁碰撞對秤盤產生了一個持續(xù)的均勻的壓力，氣體壓強就是

這樣產生的

B.圖2中，刀對應曲線為同一氣體在溫度較高時的速率分布圖

C.圖3是布朗運動產生原因的示意圖，可以看出，微粒越大，液體分子沿各方向撞擊它的數(shù)量越多，

布朗運動越明顯

D.圖4中，若抽掉絕熱容器中間的隔板，氣體的溫度不變

E.圖5中，液體表面層分子間相互作用表現(xiàn)為引力，正是因為引力才使得水晶可以停在水面上

6.如圖所示，開口向上、內壁光滑密封完好的絕熱氣缸水平放置，在氣缸M、N兩處設有卡口，厚度不

計但具有一定質量的活塞只能在M、N之間運動。開始時活塞停在M處，缸內壓強為溫度為刀，現(xiàn)

用缸內電熱絲緩慢加熱，使活塞運動到N處，此時缸內壓強為。2,溫度為心，再持續(xù)加熱至溫度為雪。

已知外界大氣壓為P。，缸內氣體可視為理想氣體。則整個過程中氣缸內氣體的p-T圖像及相關的說法正確

B.p-T圖像可能如圖乙所示?；钊o止于卡口M處，加熱時缸內氣體分子動能增加

C.p-T圖像可能如圖丙所示。工與刀時刻，某些氣體分子的動能可能相同

D.0-T圖像可能如圖丁所示。從“到看過程，氣體分子與氣缸底部平均作用力增大

7.小明同學為測定某高原的大氣壓強進行以下實驗。將總長L=24cm的玻璃管開口端向下豎直插入裝有水

銀的燒杯中，并使玻璃管內外的液面相平，如圖1所示，測得玻璃管內封閉空氣的長度。A=12cm,然后

將玻璃管緩慢地豎直上提，移出燒杯，如圖2所示，測得玻璃管內水銀柱的長度右=10cm,已知一個標

準大氣壓等于76cm水銀柱高，記作p°=76cmHg,室內溫度7；=300K。

（1）玻璃管緩慢上提過程中，封閉氣體（選填"吸收"或"釋放"）熱量；

（2）求高原的大氣壓強為多少厘米的水銀柱高？

（3）若將玻璃管轉置開口向上，并加熱使水銀柱剛好移到管口，如圖3所示，求此時管內氣體的溫度為

多少？若要將水銀全部溢出，求需要將管內氣體加熱到多少溫度？

圖1圖2圖3

8.高壓氧艙是進行高壓氧療的設備。高壓氧艙根據(jù)氣壓和氧氣濃度的不同分為醫(yī)用氧艙和民用氧艙。某

一民用高壓氧艙內氣體壓強為1.5倍大氣壓，溫度為17。（2,體積為29m?,密度為L6kg/m?。

（1）升高氣體溫度并釋放出艙內部分氣體以保持壓強不變，求氣體溫度升至27。（2時，釋放出氣體的質

量；

（2）保持溫度27。（：不變，再釋放出艙內部分氣體使艙內壓強降至1.2倍大氣壓，求釋放出氣體的質量。

培優(yōu)爭分練

（建議用時：30分鐘）

一、單選題

1."天宮課堂”中，宇航員王亞平演示了“液橋演示實驗"，即在太空中，兩個塑料板間用水搭建一座長約

10cm的橋，如圖1?受其啟發(fā)，某學生設想"天地同一實驗"，固在空間站和地面做同一個實驗，觀察實驗

現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

圖1圖2圖3圖4

A.液橋的建立是由于液體表面存在張力，在地面做相同實驗，也能觀察到同樣長度的橋

B.用圖2中的器材做單擺實驗，空間站和地面實驗現(xiàn)象相同

C.圖3相同密閉容器內裝著完全相同的氣體，在相同溫度下，空間站和地面容器內氣體壓強不同

D.圖4將兩端開口的圓柱形毛細管豎直插入水中，相同裝置在空間站和地面觀察到管中液面升高的高

度不同

2.如圖所示，一定質量的某種理想氣體，沿。-丫圖像中箭頭所示方向，從狀態(tài)。開始先后變化到狀態(tài)

b、c,再回到狀態(tài)已知。狀態(tài)氣體溫度為27℃。則下列說法正確的是（）（絕度零度取-273℃）

*p/（x105Pa）

01--------另-------*r/（xlO-3m3）

A.氣體在c狀態(tài)時的溫度為600K

B.從狀態(tài)afbfc的過程中，氣體對外界做功200J

C.氣體在a—?！猚―a過程中放出熱量100J

D.氣體在匕3c過程中單位時間內撞擊單位面積器壁上的氣體分子個數(shù)增多

3.一定質量理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，該圖由4段圓弧組成，表示該氣體從狀態(tài)a依次經狀態(tài)6、

c、d,最終回到狀態(tài)a的狀態(tài)變化過程，則下列說法正確的是（）

d

A.從狀態(tài)a到狀態(tài)c是等壓膨脹

B.從狀態(tài)c到狀態(tài)［是等溫變化

C.從狀態(tài)a到狀態(tài)c,氣體對外做功，內能減小

D.從狀態(tài)a經b、c、d回到狀態(tài)a,氣體放出熱量

4.（2024?廣東惠州?統(tǒng)考二模）如圖所示，一定質量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b,其過程如p-V圖中

從。到b的直線所示，在此過程中（）

A.氣體溫度一直下降B.氣體的內能先增大后減小

C.外界對氣體一直做正功D.氣體吸收的熱量一部分用于對外做功

二、多選題

5.（2024?四川內江,統(tǒng)考一模）噴霧型防水劑是現(xiàn)在市場上廣泛銷售的特殊防水劑。其原理是防水劑在玻

璃上形成一層薄薄的保護膜，形成類似于荷葉外表的效果，水滴以橢球形分布在玻璃表面，無法停留在玻

璃上，從而在遇到雨水的時候，雨水會自然流走，保持視野清晰，如圖所示。下列說法正確的是（）

防雨神器

A.雨水分子在永不停息地做無規(guī)則運動

B.照片中的玻璃和水滴之間發(fā)生了浸潤現(xiàn)象

C.水滴呈橢球形是液體表面張力和重力共同作用的結果

D.照片中水滴表面分子比水滴的內部密集

E.水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大

6.（2023?四川樂山,統(tǒng)考一模）一定質量的理想氣體從狀態(tài)。開始，經歷ab、be、az三個過程回到原狀態(tài)

a,變化過程的P-V圖像如圖所示，關于理想氣體經歷的三個過程，下列說法正確的是（）

B.兒過程中，氣體一定從外界吸熱

C.加過程中，氣體體積變小，外界對氣體做功

D.ca過程中，氣體壓強增大，溫度升高

E.油過程中，氣體分子的平均動能保持不變

三、解答題

7.（2024?吉林白山?統(tǒng)考一模）如圖是模擬汽車上常用的一種減震裝置一氣體彈簧的簡化模型結構圖。直

立圓柱形密閉氣缸導熱良好，面積為5=1x10-2m2的活塞通過連桿與車輪軸連接。初始時重力忽略不計的

氣缸內密閉一段長度為4=0.2m,壓強等于大氣壓強4=1.0x105尸。的理想氣體。氣缸與活塞間的摩擦忽

略不計。車輛載重時相當于在氣缸頂部增加一個物體A,穩(wěn)定時汽車重量由減震裝置支撐，且封閉氣體被

壓縮了AL=0.10m,氣體溫度保持不變。

（1）求物體A的重力大小；

（2）為使氣缸升到原位置，求需向氣缸內充入與氣缸溫度相同大氣的體積。

8.（2024?青海?校聯(lián)考一模）醫(yī)院用的氧氣瓶（導熱性良好）如圖所示，氧氣瓶通過細管和右邊封閉的均

勻玻璃直管（導熱性良好，且其容積相對氧氣瓶的容積可以忽略不計）相連，玻璃直管內用一很薄的水銀

片（質量和厚度不計）在玻璃管下方封閉了一段空氣柱A,開始時瓶內氧氣的壓強為10個標準大氣壓，

封閉的空氣柱A的長