2025版三維設(shè)計(jì) 一輪 高中總復(fù)習(xí)物理（通版）第十五章 熱學(xué)

2025版三維設(shè)計(jì)一輪高中總復(fù)習(xí)物理（通用版）第十五章熱學(xué)第74課時(shí)分子動(dòng)理論內(nèi)能[雙基落實(shí)課]霧霾天氣中首要污染物是PM2.5。PM2.5是指空氣中直徑小于2.5μm的小顆粒，其懸浮在空氣中做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，很難自然沉降到地面，人吸入后會(huì)進(jìn)入血液對(duì)身體產(chǎn)生危害。判斷下列說法的正誤：（1）PM2.5的尺寸與空氣中氧分子尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)。（）（2）PM2.5在空氣中的運(yùn)動(dòng)就是分子的熱運(yùn)動(dòng)。（）（3）PM2.5的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是由空氣中大量分子對(duì)其撞擊的不平衡引起的。（）（4）PM2.5的顆粒越大，無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越激烈。（）（5）氣溫越高，PM2.5的運(yùn)動(dòng)越劇烈。（）考點(diǎn)一微觀量的估算問題[素養(yǎng)自修類]1.【液體分子微觀量的估算】（多選）空調(diào)在制冷過程中，室內(nèi)空氣中的水蒸氣接觸蒸發(fā)器（銅管）液化成水，經(jīng)排水管排走，空氣中水分越來越少，人會(huì)感覺干燥。某空調(diào)工作一段時(shí)間后，排出液化水的體積V＝1.0×103cm3。已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩爾質(zhì)量M＝1.8×10－2kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1。（結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）則（）A.該液體水中含有水分子的總數(shù)N＝3×1025個(gè) B.該液體水中含有水分子的總數(shù)N＝3×1026個(gè)C.一個(gè)水分子的直徑d＝4×10－10m D.一個(gè)水分子的直徑d＝4×10－9m2.【固體分子微觀量的估算】（多選）已知銅的摩爾質(zhì)量為M（kg/mol），銅的密度為ρ（kg/m3），阿伏加德羅常數(shù)為NA（mol－1）。下列判斷正確的是（）A.1kg銅所含的原子數(shù)為NA B.1m3銅所含的原子數(shù)為MC.1個(gè)銅原子的質(zhì)量為MNA（kg） D.銅原子的直徑為363.【氣體分子微觀量的計(jì)算】（多選）某氣體的摩爾質(zhì)量為M，摩爾體積為Vm，密度為ρ，每個(gè)分子的質(zhì)量和體積分別為m和V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA可表示為（）A.NA＝VmV0 B.NC.NA＝Mm D.NA＝1.兩種分子模型（1）球體模型：把分子看成球形，分子的直徑d＝36（2）立方體模型：把分子看成小立方體，其邊長(zhǎng)d＝3V注意：對(duì)于氣體，利用d＝3V0計(jì)算出的d不是分子直徑

2.宏觀量與微觀量的相互關(guān)系（1）微觀量：分子體積V0、分子直徑d、分子質(zhì)量m0等。（2）宏觀量：物體的體積V、密度ρ、質(zhì)量m、摩爾質(zhì)量Mmol、摩爾體積Vmol、物質(zhì)的量n等。（3）相互關(guān)系①一個(gè)分子的質(zhì)量：m0＝MmolNA②一個(gè)分子的體積：V0＝VmolNA注意：阿伏加德羅常數(shù)NA是聯(lián)系微觀量與宏觀量的橋梁?？键c(diǎn)二擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)[素養(yǎng)自修類]1.【對(duì)擴(kuò)散現(xiàn)象的理解】（多選）關(guān)于擴(kuò)散現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.溫度越高，擴(kuò)散進(jìn)行得越快 B.擴(kuò)散現(xiàn)象是不同物質(zhì)間的一種化學(xué)反應(yīng)C.擴(kuò)散現(xiàn)象是由物質(zhì)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 D.擴(kuò)散現(xiàn)象在氣體、液體和固體中都能發(fā)生2.【對(duì)布朗運(yùn)動(dòng)的理解】（多選）在顯微鏡下觀察水中懸浮的花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)。從A點(diǎn)開始，把花粉顆粒每隔20s的位置記錄在坐標(biāo)紙上，依次得到B、C、D、…、J點(diǎn)，把這些點(diǎn)連線形成如圖所示折線圖，則關(guān)于該花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.該折線圖是花粉顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡B.花粉顆粒的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)反映了水分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)C.經(jīng)過B點(diǎn)后10s，花粉顆粒應(yīng)該在BC的中點(diǎn)處D.經(jīng)過B點(diǎn)后10s，不能確定花粉顆粒的具體位置3.【對(duì)分子熱運(yùn)動(dòng)的理解】關(guān)于分子熱運(yùn)動(dòng)的敘述正確的是（）A.分子的熱運(yùn)動(dòng)就是布朗運(yùn)動(dòng)B.熱運(yùn)動(dòng)是分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，同種物質(zhì)的分子的熱運(yùn)動(dòng)激烈程度相同C.氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)不一定比液體分子激烈D.物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，其內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)就越激烈

擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)與分子熱運(yùn)動(dòng)的比較與聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象布朗運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)活動(dòng)主體分子固體微小顆粒分子共同點(diǎn)（1）都是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；（2）都隨溫度的升高而更加劇烈區(qū)別是分子的運(yùn)動(dòng)，發(fā)生在固體、液體、氣體任何兩種物質(zhì)之間是比分子大得多的顆粒的運(yùn)動(dòng)，只能在液體、氣體中發(fā)生是分子的運(yùn)動(dòng)，不能通過光學(xué)顯微鏡直接觀察到聯(lián)系擴(kuò)散現(xiàn)象、布朗運(yùn)動(dòng)都反映了分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)三分子力、分子勢(shì)能、溫度和內(nèi)能[素養(yǎng)自修類]1.【對(duì)分子力與分子勢(shì)能的理解】（2023·海南高考5題）下列關(guān)于分子力和分子勢(shì)能的說法正確的是（）A.分子間距離大于r0時(shí)，分子間作用力表現(xiàn)為斥力B.分子從無限遠(yuǎn)靠近到距離r0處過程中分子勢(shì)能變大C.分子勢(shì)能在r0處最小D.分子間距離小于r0且減小時(shí)，分子勢(shì)能在減小2.【對(duì)分子力與分子間距關(guān)系的圖像的理解】將一個(gè)分子P固定在O點(diǎn)，另一個(gè)分子Q從圖中的A點(diǎn)由靜止釋放，兩分子之間的作用力與間距關(guān)系的圖像如圖所示，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A.分子Q由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，先加速再減速B.分子Q在B點(diǎn)時(shí)分子引力最大C.分子Q在C點(diǎn)時(shí)加速度大小為零D.分子Q由A點(diǎn)釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)左側(cè)的過程中，加速度先增大后減小再增大3.【對(duì)內(nèi)能的理解】關(guān)于內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.1克100℃的水的內(nèi)能等于1克100℃的水蒸氣的內(nèi)能B.質(zhì)量、溫度、體積都相等的物體的內(nèi)能一定相等C.內(nèi)能不同的物體，它們分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能可能相等D.一個(gè)木塊被舉高，組成該木塊的所有分子的分子勢(shì)能都增大

1.分子力與分子勢(shì)能的比較分子力F分子勢(shì)能Ep圖像隨分子間距離的變化情況r＜r0F隨r增大而減小，表現(xiàn)為斥力r增大，F(xiàn)做正功，Ep減小r＞r0r增大，F(xiàn)先增大后減小，表現(xiàn)為引力r增大，F(xiàn)做負(fù)功，Ep增大r＝r0F引＝F斥，F(xiàn)＝0Ep最小，但不為零r＞10r0引力和斥力都很微弱，F(xiàn)＝0Ep＝02.分子動(dòng)能、分子勢(shì)能、內(nèi)能、機(jī)械能的比較能量分子動(dòng)能分子勢(shì)能內(nèi)能機(jī)械能定義分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能由分子間相對(duì)位置決定的勢(shì)能所有分子的熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和決定因素溫度（決定分子平均動(dòng)能）分子間距溫度、體積、物質(zhì)的量跟宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、參考系和零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)備注溫度、內(nèi)能等物理量只對(duì)大量分子才有意義，對(duì)單個(gè)或少量分子沒有實(shí)際意義溫馨提示：請(qǐng)完成《課時(shí)跟蹤檢測(cè)》P459～460第75課時(shí)固體、液體和氣體[雙基落實(shí)課]以下各圖均來自人教版選擇性必修第三冊(cè)，P23的圖甲為正在升空的氣球、P31的圖乙為食鹽顆粒和松香的外形圖、P36的圖丙為停在水面上的水黽。判斷下列說法的正誤：（1）食鹽是晶體，每個(gè)食鹽顆粒即為一個(gè)單晶體。（）（2）松香是非晶體，具有各向同性。（）（3）單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的。（）（4）水黽浮于水面上是液體的表面張力作用的結(jié)果。（）（5）氣球中所有氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率都是相同的。（）

考點(diǎn)一固體、液體的性質(zhì)[素養(yǎng)自修類]1.【晶體與非晶體】在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上石蠟，用燒熱的針尖接觸薄片背面上的一點(diǎn)，石蠟熔化區(qū)域的形狀分別如圖（a）、（b）、（c）所示。甲、乙、丙三種固體在熔化過程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖（d）所示，則下列說法中正確的是（）A.甲一定是單晶體B.乙可能是金屬薄片C.丙在一定條件下可能轉(zhuǎn)化成乙D.甲內(nèi)部的微粒排列是規(guī)則的，丙內(nèi)部的微粒排列是不規(guī)則的2.【液體的性質(zhì)】（多選）下列說法正確的是（）A.把一枚針輕放在水面上，它會(huì)浮在水面上。這是由于水表面存在表面張力B.在處于失重狀態(tài)的宇宙飛船中，一大滴水銀會(huì)成球狀，是因?yàn)橐后w內(nèi)分子間有相互吸引力C.將玻璃管道裂口放在火上燒，它的尖端就變圓，是因?yàn)槿刍牟Ａг诒砻鎻埩Φ淖饔孟?，表面要收縮到最小D.漂浮在熱菜湯表面上的油滴，從上面觀察是圓形的，是因?yàn)橛偷我后w呈各向同性3.【液晶的特點(diǎn)】關(guān)于液晶，下列說法中正確的是（）A.液晶是液體和晶體的混合物B.液晶的光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向異性C.電子手表中的液晶在外加電壓的影響下，能夠發(fā)光D.所有物質(zhì)都具有液晶態(tài)1.對(duì)晶體和非晶體的理解（1）凡是具有確定熔點(diǎn)的物體必定是晶體，反之，必是非晶體。（2）凡是具有各向異性的物體必定是晶體，且是單晶體。（3）單晶體具有各向異性，但不是在各種物理性質(zhì)上都表現(xiàn)出各向異性。（4）晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化。2.對(duì)液體表面張力的理解形成原因表面層中分子間的距離比液體內(nèi)部分子間的距離大，分子間的相互作用力表現(xiàn)為引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(shì)，使液體表面積趨于最小，在體積相同的條件下，球形的表面積最小考點(diǎn)二氣體壓強(qiáng)的計(jì)算及微觀解釋[多維探究類]1.氣體壓強(qiáng)的計(jì)算（1）活塞模型和液柱模型求氣體壓強(qiáng)的基本方法：先對(duì)活塞或液柱進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列方程。圖甲中活塞若處于平衡狀態(tài)，則p0S＋mg＝pS，則氣體的壓強(qiáng)為p＝p0＋mgS圖乙中液柱若處于平衡狀態(tài)，則pS＋mg＝p0S，則氣體壓強(qiáng)為p＝p0－mgS＝p0－ρ液gh（2）連通器原理如圖所示，U形管豎直放置。同一液柱相同高度處壓強(qiáng)相等，所以氣體B和A的壓強(qiáng)關(guān)系可由圖中虛線聯(lián)系起來。則有pB＋ρgh2＝pA，而pA＝p0＋ρgh1，所以氣體B的壓強(qiáng)為pB＝p0＋ρg（h1－h(huán)2）。2.氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率分布圖像氣體分子間距離大約是分子直徑的10倍，分子間作用力十分微弱，可忽略不計(jì)；分子沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的機(jī)會(huì)均等；分子速率的分布規(guī)律按“中間多、兩頭少”的統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布，且這個(gè)分布狀態(tài)與溫度有關(guān)，溫度升高時(shí)，平均速率會(huì)增大，如圖所示。3.氣體壓強(qiáng)的微觀解釋（1）產(chǎn)生原因：由于氣體分子的無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，大量的分子頻繁地碰撞器壁產(chǎn)生持續(xù)而穩(wěn)定的壓力。（2）決定因素（一定質(zhì)量的某種理想氣體）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(dòng)能和分子的密集程度。

考向一氣體分子運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律【典例1】（多選）氧氣分子在不同溫度下的速率分布規(guī)律如圖所示，橫坐標(biāo)表示速率，縱坐標(biāo)表示某一速率內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比，由圖可知（）A.同一溫度下，氧氣分子呈現(xiàn)“中間多，兩頭少”的分布規(guī)律B.隨著溫度的升高，每一個(gè)氧氣分子的速率都增大C.隨著溫度的升高，氧氣分子中速率小的分子所占的比例增大D.①狀態(tài)的溫度比②狀態(tài)的溫度低聽課記錄考向二氣體壓強(qiáng)的微觀解釋【典例2】（2023·江蘇高考3題）如圖所示，密閉容器內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B。該過程中（）A.氣體分子的數(shù)密度增大B.氣體分子的平均動(dòng)能增大C.單位時(shí)間內(nèi)氣體分子對(duì)單位面積器壁的作用力減小D.單位時(shí)間內(nèi)與單位面積器壁碰撞的氣體分子數(shù)減小聽課記錄考向三活塞封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算【典例3】如圖甲、乙、丙所示，氣缸與活塞均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，活塞的質(zhì)量為m，橫截面積為S，汽缸、物塊的質(zhì)量均為M，活塞與汽缸間均無摩擦，依次求出各圖中汽缸中氣體的壓強(qiáng)。嘗試解題考向四液柱封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算【典例4】已知大氣壓強(qiáng)為p0，液體密度均為ρ，重力加速度為g，圖中各裝置均處于靜止?fàn)顟B(tài)，求各裝置中被封閉氣體的壓強(qiáng)。嘗試解題考點(diǎn)三氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程的應(yīng)用[互動(dòng)共研類]1.理想氣體狀態(tài)方程與氣體實(shí)驗(yàn)定律的關(guān)系p1V2.應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律或狀態(tài)方程的基本思路【典例5】（2023·全國(guó)甲卷33題）一高壓艙內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為1.2個(gè)大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3。（1）升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至27℃時(shí)艙內(nèi)氣體的密度；（2）保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.0個(gè)大氣壓，求此時(shí)艙內(nèi)氣體的密度。嘗試解題（2024·九省聯(lián)考貴州）如圖是一個(gè)簡(jiǎn)易溫度計(jì)示意圖，左邊由固定的玻璃球形容器和內(nèi)徑均勻且標(biāo)有刻度的豎直玻璃管組成，右邊是上端開口的柱形玻璃容器，左右兩邊通過軟管連接，用水銀將一定質(zhì)量的空氣封閉在左邊容器中。已知球形容器的容積為530cm3，左邊玻璃管內(nèi)部的橫截面積為2cm2。當(dāng)環(huán)境溫度為0℃且左右液面平齊時(shí)，左管液面正好位于8.0cm刻度處。設(shè)大氣壓強(qiáng)保持不變。（1）當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，為使左右液面再次平齊，右邊柱形容器應(yīng)向上還是向下移動(dòng)？（2）當(dāng)液面位于30.0cm刻度處且左右液面又一次平齊時(shí)，對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度是多少攝氏度？考點(diǎn)四氣體狀態(tài)變化的圖像問題[互動(dòng)共研類]一定質(zhì)量的氣體不同圖像的比較等溫變化等容變化等壓變化圖像p-V圖像p-1Vp-T圖像V-T圖像特點(diǎn)pV＝CT（其中C為恒量），即pV之積越大的等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p＝CT1V，斜率k＝CT，即斜率越大，p＝CVT，斜率k＝CV，即斜率越大V＝CpT，斜率k＝Cp，即斜率越大注意：上表中各個(gè)常量“C”意義有所不同?！镜淅?】（2023·遼寧高考5題）“空氣充電寶”是一種通過壓縮空氣實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的裝置，可在用電低谷時(shí)儲(chǔ)存能量、用電高峰時(shí)釋放能量。“空氣充電寶”某個(gè)工作過程中，一定質(zhì)量理想氣體的p-T圖像如圖所示。該過程對(duì)應(yīng)的p-V圖像可能是（）聽課記錄1.【p-1V一定質(zhì)量的氣體經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，其p-1V圖像如圖所示，變化順序?yàn)閍→b→c→d→a，圖中ab線段延長(zhǎng)線過坐標(biāo)原點(diǎn)，cd線段與p軸垂直，da線段與1V軸垂直。氣體在此狀態(tài)變化過程中（A.a→b過程，壓強(qiáng)減小，溫度不變，體積增大B.b→c過程，壓強(qiáng)增大，溫度降低，體積減小C.c→d過程，壓強(qiáng)不變，溫度升高，體積減小D.d→a過程，壓強(qiáng)減小，溫度升高，體積不變2.【V-t圖像問題】如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過程，分別由體積—溫度（V-t）圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；t0為它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0＝－273.15℃；a、b為直線Ⅰ上的一點(diǎn)。求：（1）氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比pa（2）氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比pb溫馨提示：請(qǐng)完成《課時(shí)跟蹤檢測(cè)》P461～462第76課時(shí)氣體狀態(tài)變化的三類常見模型[重難突破課]題型一液柱類模型此類模型一般以液柱為研究對(duì)象分析受力、列平衡方程求解，要注意：（1）液體因重力產(chǎn)生的壓強(qiáng)為p＝ρgh（其中h為液體的豎直高度）；（2）不要漏掉大氣壓強(qiáng)，同時(shí)又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力；（3）有時(shí)可直接應(yīng)用連通器原理——連通器內(nèi)靜止的液體，同一液體在同一水平面上各處壓強(qiáng)相等；（4）當(dāng)液體為水銀時(shí)，可靈活應(yīng)用壓強(qiáng)單位“cmHg”，使計(jì)算過程簡(jiǎn)捷?？挤ㄒ粏我粴怏w問題【典例1】如圖所示，一端封閉粗細(xì)均勻的U形導(dǎo)熱玻璃管豎直放置，封閉端空氣柱的長(zhǎng)度L＝50cm，管兩側(cè)水銀面的高度差為h＝19cm，大氣壓強(qiáng)恒為76cmHg。T＝t＋273K。（1）若初始環(huán)境溫度為27℃，給封閉氣體緩慢加熱，當(dāng)管兩側(cè)水銀面齊平時(shí)，求封閉氣體的溫度；（2）若保持環(huán)境溫度27℃不變，緩慢向開口端注入水銀，當(dāng)管兩側(cè)水銀面平齊時(shí)，求注入水銀柱的長(zhǎng)度x。嘗試解題考法二關(guān)聯(lián)氣體問題【典例2】（2023·全國(guó)乙卷33題）如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長(zhǎng)度均為20cm的A、B兩段細(xì)管組成，A管的內(nèi)徑是B管的2倍，B管在上方。管內(nèi)空氣被一段水銀柱隔開，水銀柱在兩管中的長(zhǎng)度均為10cm?，F(xiàn)將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內(nèi)的空氣柱長(zhǎng)度改變1cm。求B管在上方時(shí)，玻璃管內(nèi)兩部分氣體的壓強(qiáng)。（氣體溫度保持不變，以cmHg為壓強(qiáng)單位）嘗試解題題型二活塞類模型1.解答此類模型問題的一般思路（1）確定研究對(duì)象研究對(duì)象分兩類：①熱學(xué)研究對(duì)象（一定質(zhì)量的理想氣體）；②力學(xué)研究對(duì)象（汽缸、活塞或某系統(tǒng)）。（2）分析物理過程①對(duì)熱學(xué)研究對(duì)象分析清楚初、末狀態(tài)及狀態(tài)變化過程，依據(jù)氣體實(shí)驗(yàn)定律列出方程；②對(duì)力學(xué)研究對(duì)象要正確地進(jìn)行受力分析，依據(jù)力學(xué)規(guī)律列出方程。（3）挖掘題目的隱含條件，如幾何關(guān)系等，列出輔助方程。（4）多個(gè)方程聯(lián)立求解，注意檢驗(yàn)求解結(jié)果的合理性。2.對(duì)于兩個(gè)或多個(gè)汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關(guān)聯(lián)的問題：解答時(shí)應(yīng)分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規(guī)律，并寫出相應(yīng)的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強(qiáng)或體積的關(guān)系式，最后聯(lián)立求解。考法一單一氣體問題【典例3】（2023·湖北高考13題）如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁光滑，橫截面積分別為S、2S，由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相連。初始時(shí)，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為H，彈簧長(zhǎng)度恰好為原長(zhǎng)?，F(xiàn)往右側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子，直至右側(cè)活塞下降13H，左側(cè)活塞上升12H。已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度大小為g，汽缸足夠長(zhǎng)，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不變，（1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。嘗試解題考法二關(guān)聯(lián)氣體問題【典例4】（2022·河北高考15題）水平放置的氣體阻尼器模型截面如圖所示，汽缸中間有一固定隔板，將汽缸內(nèi)一定質(zhì)量的某種理想氣體分為兩部分，“H”形連桿活塞的剛性連桿從隔板中央圓孔穿過，連桿與隔板之間密封良好。設(shè)汽缸內(nèi)、外壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)p0?；钊娣e為S，隔板兩側(cè)氣體體積均為SL0，各接觸面光滑。連桿的截面積忽略不計(jì)。現(xiàn)將整個(gè)裝置緩慢旋轉(zhuǎn)至豎直方向，穩(wěn)定后，上部氣體的體積為原來的12，設(shè)整個(gè)過程溫度保持不變，求（1）此時(shí)上、下部分氣體的壓強(qiáng)；（2）“H”形連桿活塞的質(zhì)量（重力加速度大小為g）。嘗試解題題型三變質(zhì)量模型考法一充氣問題在充氣（打氣）過程中，容器內(nèi)的氣體的質(zhì)量是增大的，屬于變質(zhì)量問題，如果將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體整體作為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體的質(zhì)量是一定的，這樣即可將“變質(zhì)量”的問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題?！镜淅?】如圖所示為學(xué)校配備消毒用的噴壺。噴壺的儲(chǔ)氣室內(nèi)有壓強(qiáng)為p0、體積為V0的氣體。閉合閥門K，按壓壓桿A向儲(chǔ)氣室充氣，每次充入壓強(qiáng)為p0、體積為ΔV＝110V0的氣體，多次充氣后儲(chǔ)氣室內(nèi)壓強(qiáng)為1.5p0。打開閥門K，消毒液從噴嘴處噴出。假設(shè)充氣過程儲(chǔ)氣室容積不變，氣體溫度不變，氣體可視為理想氣體。則按壓壓桿的次數(shù)是（A.5次 B.7次C.10次 D.15次聽課記錄考法二抽氣問題在抽氣過程中，容器內(nèi)氣體的質(zhì)量是減小的，屬于變質(zhì)量問題，如果選擇每次抽出的氣體和剩余氣體整體作為研究對(duì)象，這些氣體的質(zhì)量是一定的，即可把“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題。類似的還有漏氣問題和氣體分裝問題，解題思路都是把“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題?！镜淅?】（2023·湖南高考13題）汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力。如圖，剎車助力裝置可簡(jiǎn)化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿AB上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車。助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力。每次抽氣時(shí)，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng)，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程。已知助力氣室容積為V0，初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)p0，助力活塞橫截面積為S，抽氣氣室的容積為V1。假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)p1；（2）第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF。嘗試解題溫馨提示：請(qǐng)完成《課時(shí)跟蹤檢測(cè)》P463～464第77課時(shí)熱力學(xué)定律與能量守恒定律[雙基落實(shí)課]以下各圖均來自人教版選擇性必修第三冊(cè)。判斷下列說法的正誤：（1）壓縮氣體做功、對(duì)氣體加熱都可以改變氣體的內(nèi)能。（）（2）“飲水小鴨”能自動(dòng)“喝水”，是永動(dòng)機(jī)。（）（3）紅色顏料在水中擴(kuò)散后不能再自發(fā)“聚集”起來。（）（4）“飲水小鴨”能自動(dòng)“喝水”，說明能量不守恒。（）

考點(diǎn)一熱力學(xué)定律與能量守恒定律[素養(yǎng)自修類]1.【能量守恒定律的理解】下列關(guān)于能量守恒定律的認(rèn)識(shí)，不正確的是（）A.某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加B.某個(gè)物體的能量減少，必然有其他物體的能量增加C.對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能可能減小D.石子從空中落下，最后停止在地面上，說明石子的能量消失了2.【熱力學(xué)定律和永動(dòng)機(jī)辨析】關(guān)于兩類永動(dòng)機(jī)和熱力學(xué)的兩個(gè)定律，下列說法正確的是（）A.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第一定律B.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成是因?yàn)檫`反了熱力學(xué)第二定律C.由熱力學(xué)第一定律可知做功不一定改變內(nèi)能，熱傳遞也不一定改變內(nèi)能，但同時(shí)做功和熱傳遞一定會(huì)改變內(nèi)能D.由熱力學(xué)第二定律可知熱量從低溫物體傳向高溫物體是可能的，從單一熱源吸收熱量，完全變成功也是可能的3.【熱力學(xué)第一定律的理解】（多選）（2023·全國(guó)甲卷33題改編）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發(fā)生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是（）A.氣體的體積不變，溫度升高 B.氣體的體積減小，溫度降低C.氣體的體積減小，溫度升高 D.氣體的體積增大，溫度不變1.熱力學(xué)第一定律表達(dá)式的正、負(fù)號(hào)法則物理量＋－W外界對(duì)物體做功物體對(duì)外界做功Q物體吸收熱量物體放出熱量ΔU內(nèi)能增加內(nèi)能減少2.熱力學(xué)第一定律的三種特殊情況（1）絕熱過程：Q＝0，W＝ΔU，外界對(duì)物體做的功等于物體內(nèi)能的增加。（2）不做功的過程：W＝0，Q＝ΔU，物體吸收的熱量等于物體內(nèi)能的增加。（3）內(nèi)能不變的過程：W＋Q＝0，即物體吸收的熱量全部用來對(duì)外做功，或外界對(duì)物體做的功等于物體放出的熱量。

3.在熱力學(xué)第二定律的表述中，“自發(fā)地”“不產(chǎn)生其他影響”的含義（1）“自發(fā)地”指明了熱傳遞等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界提供能量。（2）“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對(duì)周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面的影響。如吸熱、放熱、做功等。4.兩類永動(dòng)機(jī)的比較第一類永動(dòng)機(jī)第二類永動(dòng)機(jī)不需要任何動(dòng)力或燃料，卻能不斷地對(duì)外做功的機(jī)器從單一熱源吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響的機(jī)器違背能量守恒定律，不可能制成不違背能量守恒定律，但違背熱力學(xué)第二定律，不可能制成考點(diǎn)二熱力學(xué)第一定律與氣體狀態(tài)變化圖像的綜合[素養(yǎng)自修類]1.【熱力學(xué)第一定律與氣體p-V圖像的綜合】（2022·江蘇高考7題）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體分別經(jīng)歷a→b和a→c兩個(gè)過程，其中a→b為等溫過程，狀態(tài)b、c的體積相同，則（）A.狀態(tài)a的內(nèi)能大于狀態(tài)b B.狀態(tài)a的溫度高于狀態(tài)cC.a→c過程中氣體吸收熱量 D.a→c過程中外界對(duì)氣體做正功2.【熱力學(xué)第一定律與氣體p-T圖像的綜合】一定量的理想氣體的壓強(qiáng)p與熱力學(xué)溫度T的變化圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A.A→B的過程中，氣體對(duì)外界做功，氣體內(nèi)能增加B.A→B的過程中，氣體從外界吸收的熱量等于其內(nèi)能的增加量C.B→C的過程中，氣體體積增大，對(duì)外做功D.B→C的過程中，氣體對(duì)外界放熱，內(nèi)能減小3.【熱力學(xué)第一定律與T-V圖像的綜合】（多選）（2022·全國(guó)乙卷33題改編）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化到狀態(tài)c，其過程如T-V圖上的兩條線段所示，則氣體在（）A.由a變化到b的過程中，氣體對(duì)外做功B.由b變化到c的過程中，氣體的壓強(qiáng)不變C.由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱D.由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能處理熱力學(xué)第一定律與氣體狀態(tài)變化圖像的綜合問題的思路（1）根據(jù)氣體狀態(tài)變化圖像的特點(diǎn)判斷氣體的溫度、體積的變化情況，從而判斷氣體與外界的吸、放熱情況及做功情況。（2）在p-V圖像中，圖線與V軸圍成的面積表示氣體對(duì)外界或外界對(duì)氣體做的功。（3）結(jié)合熱力學(xué)第一定律判斷有關(guān)問題?？键c(diǎn)三熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合[互動(dòng)共研類]求解氣體實(shí)驗(yàn)定律與熱力學(xué)第一定律的綜合問題的一般思路【典例】（2023·浙江1月選考19題）某探究小組設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用面積S＝100cm2、質(zhì)量m＝1kg的活塞密封一定質(zhì)量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動(dòng)。開始時(shí)氣體處于溫度TA＝300K、活塞與容器底的距離h0＝30cm的狀態(tài)A。環(huán)境溫度升高時(shí)容器內(nèi)氣體被加熱，活塞緩慢上升d＝3cm恰好到達(dá)容器內(nèi)的卡口處，此時(shí)氣體達(dá)到狀態(tài)B。活塞保持不動(dòng)，氣體被繼續(xù)加熱至溫度TC＝363K的狀態(tài)C時(shí)觸動(dòng)報(bào)警器。從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中氣體內(nèi)能增加了ΔU＝158J。取大氣壓p0＝0.99×105Pa，重力加速度g取10m/s2，求氣體（1）在狀態(tài)B的溫度；（2）在狀態(tài)C的壓強(qiáng)；（3）由狀態(tài)A到狀態(tài)C過程中從外界吸收熱量Q。嘗試解題1.【熱力學(xué)第一定律與氣體狀態(tài)方程的綜合】（多選）（2023·新課標(biāo)卷21題）如圖，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(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，三部分中氣體的溫度、體積、壓強(qiáng)均相等?，F(xiàn)通過電阻絲對(duì)f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達(dá)到穩(wěn)定后（）A.h中的氣體內(nèi)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(qiáng)相等2.【熱力學(xué)第一定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合】如圖所示一U形玻璃管豎直放置，右端開口，左管用光滑活塞和水銀封閉一段空氣柱。外界大氣壓為p0＝1.0×105Pa，封閉氣體的溫度t0＝27℃，玻璃管的橫截面積為S＝5.0cm2，管內(nèi)水銀柱及空氣柱長(zhǎng)度如圖所示。已知水銀的密度為ρ＝13.6×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2；封閉氣體的溫度緩慢降至t1＝－3℃。T＝t＋273K。求：（1）溫度t1＝－3℃時(shí)空氣柱的長(zhǎng)度L；（2）已知該過程中氣體向外界放出5.0J的熱量，氣體內(nèi)能的增量。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）溫馨提示：請(qǐng)完成《課時(shí)跟蹤檢測(cè)》P465～466第78課時(shí)熱學(xué)實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)增分課]一、用油膜法估測(cè)油酸分子的大小裝置原理操作要領(lǐng)數(shù)據(jù)處理注意事項(xiàng)利用油酸在水面上形成一層單分子油膜來估測(cè)分子的大?。ㄓ退岱肿雍?jiǎn)化成球形）（1）倒水、撒爽身粉（痱子粉）。（2）測(cè)出1滴油酸溶液的體積。（3）滴一滴油酸就在水面上形成如圖乙所示形狀的一層純油酸薄膜。（4）用彩筆將油酸薄膜的形狀畫在玻璃上。（5）將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積S（1）根據(jù)配制的油酸酒精溶液的濃度，算出一滴溶液中純油酸的體積V。（2）根據(jù)一滴油酸的體積V和薄膜的面積S，即可算出油酸薄膜的厚度，即油酸分子的大?。?）在有機(jī)玻璃板上描繪輪廓時(shí)動(dòng)作輕而迅速，眼睛視線要始終與玻璃垂直。（2）本實(shí)驗(yàn)只要求估算油酸分子的大小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)量級(jí)符合要求即可二、探究氣體等溫變化的規(guī)律裝置原理操作要領(lǐng)注意事項(xiàng)誤差分析控制氣體質(zhì)量和溫度不變，研究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（1）安裝器材，設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)。（2）注射器兩端有柱塞和橡膠套，管內(nèi)密封一段空氣柱。（3）用手把柱塞向下壓，選取幾個(gè)位置，同時(shí)讀出刻度尺讀數(shù)與壓強(qiáng)，記錄數(shù)據(jù)。計(jì)算出氣體體積，也可以直接用刻度尺讀數(shù)作為空氣柱體積。（4）以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)1V為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)作圖，確定p與1（1）適用條件是溫度保持不變，所以操作要緩慢，才能保證溫度不變。（2）要等到示數(shù)穩(wěn)定之后，再去讀數(shù)。（3）研究對(duì)象為一定質(zhì)量的氣體，防止漏氣（1）實(shí)驗(yàn)的過程中存在漏氣現(xiàn)象會(huì)造成誤差，在實(shí)驗(yàn)的過程中要保證橡膠套的氣密性。（2）下壓柱塞或上拉柱塞過快，會(huì)造成氣體溫度增加，引起實(shí)驗(yàn)誤差。（3）在讀壓力表和刻度尺示數(shù)時(shí)都會(huì)引起讀數(shù)誤差，因此要多測(cè)幾次取平均值

【典例1】在“用油膜法估測(cè)油酸分子大小”的實(shí)驗(yàn)中，所用的油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸0.5mL，用注射器測(cè)得1mL上述溶液有80滴，把1滴該溶液滴入盛水的撒有爽身粉的淺盤中，待水面穩(wěn)定后，得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖所示，圖中正方形格的邊長(zhǎng)為1cm，則可求得：（1）油酸薄膜的面積是cm2；（2）油酸分子的直徑是m；（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（3）某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大，可能是由于；A.油膜中含有大量未溶解的酒精B.計(jì)算油膜面積時(shí)，錯(cuò)將全部不完整的方格作為完整方格處理C.計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格D.水面上爽身粉撒得較多，油膜沒有充分展開（4）利用單分子油膜法可以粗測(cè)分子大小和阿伏加德羅常數(shù)。如果已知體積為V的一滴油酸在水面上散開形成的單分子油膜的面積為S，這種油酸的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，則阿伏加德羅常數(shù)的表達(dá)式為；（分子看成球體）（5）本實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)的物理思想方法為。A.控制變量法 B.理想化模型C.極限思想法 D.整體法與隔離法難點(diǎn)助攻第（1）問求解油膜面積的關(guān)鍵：在數(shù)輪廓包圍的方格的個(gè)數(shù)時(shí)，要注意超過半格的計(jì)為“1”、不足半格的計(jì)為“0”。第（3）問分析“計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大”的誤差原因時(shí)，應(yīng)該根據(jù)油酸分子直徑的計(jì)算公式d＝VS，分析引起V偏大或S聽課記錄【典例2】某實(shí)驗(yàn)小組用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)遵循的規(guī)律。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是。A.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將注射器內(nèi)的空氣完全排出B.空氣柱體積變化應(yīng)盡可能快些C.空氣柱的壓強(qiáng)隨體積的減小而減小D.作出p-1V圖像可以直觀反映出p與V（2）為了探究氣體在不同溫度時(shí)發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進(jìn)行了兩次實(shí)驗(yàn)，得到的p-V圖像如圖乙所示，由圖可知兩次實(shí)驗(yàn)氣體的溫度大小關(guān)系為T1（選填“＜”“＝”或“＞”）T2。（3）另一小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的V-1p圖線如圖丙所示，若他們的實(shí)驗(yàn)操作無誤，造成圖線不過原點(diǎn)的原因可能是難點(diǎn)助攻第（3）問中分析V-1p圖線不過原點(diǎn)的可能原因：測(cè)量封閉氣體的體積時(shí)未考慮注射器前端與橡膠套連接處的氣體體積，聽課記錄【典例3】某同學(xué)通過圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來測(cè)定一顆形狀不規(guī)則的石子的體積。實(shí)驗(yàn)步驟：①將石子裝進(jìn)注射器，插入活塞，再將注射器通過軟管與傳感器A連接；②移動(dòng)活塞，通過活塞所在的刻度讀取了多組氣體體積V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)；③建立直角坐標(biāo)系。（1）在實(shí)驗(yàn)操作中，下列說法正確的是；A.圖甲中，傳感器A為壓強(qiáng)傳感器B.在步驟①中，將注射器與傳感器A連接前，應(yīng)把注射器活塞移至注射器最右端位置C.操作中，不可用手握住注射器封閉氣體部分，是為了保持封閉氣體的溫度不變D.若實(shí)驗(yàn)過程中不慎將活塞拔出注射器，應(yīng)立即將活塞插入注射器繼續(xù)實(shí)驗(yàn)（2）為了在坐標(biāo)系中獲得直線圖像，若取y軸為V，則x軸為（選填“1p”或“p”（3）選擇合適的坐標(biāo)后，該同學(xué)通過描點(diǎn)作圖，得到的圖像如圖乙所示，若不考慮傳感器和注射器連接處