熱學(xué)-2024年高考物理重難點復(fù)習(xí)（新高考專用）

重難點17熱學(xué)

?命題趨勢

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

正確應(yīng)用相應(yīng)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(xué)定律和能量

守恒定律

3.計算題經(jīng)常結(jié)合生活生產(chǎn)場景中與氣體有關(guān)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(jīng)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(nèi)能及熱力學(xué)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(zhuǎn)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(guān)系.

2.理想氣體相關(guān)三量AU、W、Q的分析思路

⑴內(nèi)能變化量AU的分析思路

①由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化.溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能減少.

②由公式△U=W/+Q分析內(nèi)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(jié)構(gòu)不同，表現(xiàn)出的物理性質(zhì)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(zhuǎn)化.

(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)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(xué)、電學(xué)物理

性質(zhì)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(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān).

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(jié)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(chǎn)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(chǎn)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(cè)受力情況，建立平衡方

程，消去面積，得到液片兩側(cè)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(zhì)量為定質(zhì)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(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的問題.

(1)充氣問題

設(shè)想將充進容器內(nèi)的氣體用一個無形的彈性口袋收集起來，那么當我們?nèi)∪萜骱涂诖鼉?nèi)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(zhì)量總是不變的.這樣，就將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)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(zhì)量發(fā)生變化，其解決方法同充氣問題類似，

假設(shè)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(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)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(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.

⑷漏氣問題

容器漏氣過程中氣體的質(zhì)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(nèi)剩余氣體為研

究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題.

四氣體的狀態(tài)變化圖象與熱力學(xué)定律的綜合問題

1.一定質(zhì)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(xué)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(jié)合其他條件，利用AU=IV+Q進行相關(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)如圖所示，座椅和圓柱形導(dǎo)熱汽缸固定在一起，汽缸內(nèi)封

閉了一定質(zhì)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(nèi)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(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A緩慢經(jīng)過8、C、。再回到狀態(tài)A,其熱力學(xué)溫度T和體積V的關(guān)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(nèi)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(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)。經(jīng)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(nèi)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(nèi)氣體溫度為27。€\壓強為LOxlC^Pa,

當下潛到某一深度時，艇內(nèi)溫度降到17。（2。潛艇內(nèi)氣體視為理想氣體，體積和質(zhì)量不變，下列關(guān)于艇內(nèi)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(nèi)能增加D.下潛過程中，吸收熱量

二、多選題

5.關(guān)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(chǎn)生了一個持續(xù)的均勻的壓力，氣體壓強就是

這樣產(chǎn)生的

B.圖2中，刀對應(yīng)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(chǎn)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(nèi)壁光滑密封完好的絕熱氣缸水平放置，在氣缸M、N兩處設(shè)有卡口，厚度不

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

用缸內(nèi)電熱絲緩慢加熱，使活塞運動到N處，此時缸內(nèi)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(nèi)氣體可視為理想氣體。則整個過程中氣缸內(nèi)氣體的p-T圖像及相關(guān)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(nèi)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(xué)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(nèi)外的液面相平，如圖1所示，測得玻璃管內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhuǎn)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(nèi)氣體的溫度為

多少？若要將水銀全部溢出，求需要將管內(nèi)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(shè)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(nèi)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(nèi)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(zhì)

量；

（2）保持溫度27。（：不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強降至1.2倍大氣壓，求釋放出氣體的質(zhì)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(xué)生設(shè)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(nèi)裝著完全相同的氣體，在相同溫度下，空間站和地面容器內(nèi)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(zhì)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—。—c―a過程中放出熱量100J

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

3.一定質(zhì)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(jīng)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(nèi)能減小

D.從狀態(tài)a經(jīng)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(zhì)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(nèi)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(nèi)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(jié)果

D.照片中水滴表面分子比水滴的內(nèi)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(nèi)部的水分子間距大

6.（2023?四川樂山,統(tǒng)考一模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。開始，經(jīng)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(guān)于理想氣體經(jīng)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(jié)構(gòu)圖。直

立圓柱形密閉氣缸導(dǎo)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(nèi)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??；

（2）為使氣缸升到原位置，求需向氣缸內(nèi)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(dǎo)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(dǎo)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(nèi)用一很薄的水銀

片（質(zhì)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(nèi)氧氣的壓強為10個標準大氣壓，

封閉的空氣柱A的長