专题06 热学（考点串讲）--2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）

GREEN BUSINESS 专题06 热学 物理 高二期末大串讲·人教版 目录 04 01 02 03 考向动态·押题预测 知识导图·思维引航 核心精讲·知识必备 考点突破·考法探究 01 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 02 核心精讲·知识必备 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 5 核心精讲·知识必备 考点一  分子动理论 内能 固体 液体及热力学定律 核心精讲 知识点一 分子动理论 （1）实验证据 ①扩散现象：不同种物质能够彼此进入对方的现象。由物质分子的无规则运动产生。温度越高，扩散越快。 ②布朗运动：液体内悬浮的微粒永不停息的无规则运动，微粒越小、温度越高，运动越剧烈。（反映了液体分子的无规则运动，但并非液体分子的无规则运动） （2）热运动：分子永不停息的无规则运动叫作热运动。温度升高，热运动剧烈程度增加，分子平均速率增大，但不是每个分子的速率都变大。 核心精讲·题型突破 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点二 两种分子模型 ①球体模型（适用于固体、液体）：一个分子的体积V0＝π()3，d为分子的直径。 ②立方体模型（适用于气体）：一个分子占据的平均空间体积V0＝d3，d为相邻两分子间的平均距离。 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点三 分子力曲线与分子势能曲线 （1）分子距离在平衡距离r0处分子势能最小。 （2）分子距离在大于平衡距离和小于平衡距离时其分子势能将增。 （3）分子距离在小于平衡距离时，斥力大于引力，分子势能表现为斥力，最大值在零距离处。 （4）分子距离在大于平衡距离时，引力大于斥力，分子势能表现为引力，无穷远处为0。 （5）分子距离在无穷远处引力和斥力都为零,引力引起的势能最大。 （6）分子距离在无穷近处引力和斥力最大,斥力引起的势能最大。 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点四 温度与气体压强的微观意义 （1）温度 ①分子的速率分布特点：分子数随速率的增大呈“中间多、两头少”的分布，温度升高，速率小的分子数减少，速率大的分子数增多，但某个分子的速率可能变小。 ②温度是分子热运动平均动能的标志，相同温度下不同物体的分子平均动能相同，但分子平均速率一般不同。 ③温度越高，分子的平均动能越大，内能不一定越大。 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点四 温度与气体压强的微观意义 （2）气体压强 ①产生原因：大量气体分子由于做无规则热运动，频繁撞击容器壁而产生。 ②气体压强的影响因素 a．从气体压强产生的原理看：单位时间撞击到容器壁单位面积上的分子数N，以及单个分子撞击容器壁的平均撞击力。 b．从气体微观状态量角度看：气体的分子数密度n，以及气体分子的平均动能。 注意：N和n是不同的物理量。 理想气体压强：p=2m.N=2m. n：分子数密度 N：单位时间气体分子对单位面积器壁的撞击次数 2m：单个分子撞击容器壁的平均撞击力 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点五 固体和液体 （1）对晶体、非晶体特性的理解 【特别提示】 ①单晶体的物理性质具有各向异性，但并非每种晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。 ②有的物质在不同条件下能够生成不同的晶体，比如金刚石和石墨。 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点五 固体和液体 （2）液体 ①液体表面张力：使液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切。 ②浸润与不浸润：一种液体是否浸润某种固体，与这两种物质的性质都有关系，浸润和不浸润也是分子力的表现。 ③毛细现象：浸润液体在细管中上升、不浸润液体在细管中下降的现象。 （3）液晶是一种特殊的物质，既具有流动性，又在光学等物理性质上表现出各向异性。 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点六 热力学定律 （1）ΔU＝Q＋W的正负号法则 （2）热力学第二定律的理解：关键是“自发性”或“不引起其他影响”。即热量可以由低温物体传递到高温物体，也可以从单一热库吸收热量全部转化为功，但不引起其他变化是不可能的。 符号及意义 W Q △U + 外界对系统做功 系统吸收热量 内能增加 - 系统对外界做功 系统放出热量 内能减少 核心精讲·知识必备 考点一  简谐运动 核心精讲 知识点七 理想气体相关三量ΔU、W、Q的分析思路 （1）内能变化量ΔU ①由气体温度变化分析ΔU。温度升高，内能增加，ΔU>0；温度降低，内能减少，ΔU<0。 ②由公式ΔU＝W＋Q分析内能变化。 （2）做功情况W 由体积变化分析气体做功情况。体积膨胀，气体对外界做功，W<0；体积被压缩，外界对气体做功，W>0。 注：气体在真空中自由膨胀时，W＝0 （3）气体吸、放热Q 一般由公式Q＝ΔU－W分析气体的吸、放热情况，Q>0，吸热；Q<0，放热。 核心精讲·知识必备 考点二  气体实验定律和理想气体状态方程 核心精讲 知识点一 气体压强的计算 （1）被活塞、汽缸封闭的气体，通常分析活塞或汽缸的受力，应用平衡条件或牛顿第二定律列式计算。 （2）被液柱封闭的气体，一般利用液片法和液体压强公式、连通器原理求解，有时要借助液柱为研究对象，应用平衡条件或牛顿第二定律求解。 注意：分析计算时不要忽略了大气压强的影响。 核心精讲·知识必备 考点二  气体实验定律和理想气体状态方程 核心精讲 知识点二 解题的一般步骤 注意：（1）若气体质量一定，p、V、T均发生变化，则选用理想气体状态方程列式求解。 （2）若气体质量一定，p、V、T中有一个量不发生变化，则选用对应的气体实验定律列方程求解。 核心精讲·知识必备 考点二  气体实验定律和理想气体状态方程 核心精讲 知识点二 变质量问题的一般思路 对于充气、漏气等变质量气体问题，解题的关键是将容器内原有气体和即将充入的气体的整体（或将抽出的气体和剩余气体的整体）作为研究对象，就可转化为总质量不变的气体的状态变化问题，然后应用气体实验定律或理想气体状态方程等规律求解。可利用＝＋＋…求解。 核心精讲·知识必备 考点二  气体实验定律和理想气体状态方程 核心精讲 知识点二 关联气体的解题思路 由活塞、液柱相联系的“两团气”问题，要注意寻找“两团气”之间的压强、体积或长度关系，列出辅助方程，最后联立气体实验定律或理想气体状态方程求解。 核心精讲·知识必备 考点三  气体实验定律与图像、热力学第一定律的综合问题 核心精讲 解决气体实验定律与气体图像、热力学第一定律等综合问题需要注意的几点： （1）正确应用气体实验定律、理想气体状态方程与热力学第一定律表达式是这类题目的解题关键。注意热力学第一定律表达式中各量的正负号的意义。 （2）如果题目涉及图像，要先弄清是p­V图像、p­T图像还是V­T图像等，并根据气体状态变化的图线结合理想气体状态方程分析第三个量的变化情况，然后结合热力学第一定律分析做功、吸放热、内能变化情况。 （3）外界对气体做的功用W＝∑pΔV分析计算（注意ΔV的正负号），在p­V图像中图线与V轴所围的面积表示气体做的功。 03 考点突破·考法探究 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 20 考点突破·考法探究 考点一  分子动理论 内能 固体和液体及热力学定律 真题研析 阿伏伽德罗常数 考法01 （多选）（23-24高二下·陕西宝鸡·期末）若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是（　　） A． B． C． D． BD 21 考点突破·考法探究 考点一  分子动理论 内能 固体和液体及热力学定律 真题研析 计算分子的质量体积 考法02 （22-23高二下·北京大兴·期末）用油膜法估测油酸分子直径的实验中，一滴油酸酒精溶液中油酸的体积为，油膜面积为，油酸的摩尔质量为，阿伏伽德罗常数为，下列说法正确的是（　　） A．一个油酸分子的质量为 B．一个油酸分子的体积为 C．油酸的密度为 D．一滴油酸溶液中油酸分子个数 A 22 考点突破·考法探究 考点一  分子动理论 内能 固体和液体及热力学定律 真题研析 固体 考法03 （23-24高二下·河北·期末）同一种原子可以形成不同空间结构的晶体，比如在常压下铁具有体心立方结构（图甲），而铁则具有面心立方结构（图乙），这称为铁的同素异形体。关于铁的两种同素异形体，下列说法正确的是（    ） A．由甲图可知，由铁组成的物体一定具有各向异性 B．由乙图可知，由铁组成的物体没有固定的熔点 C．由甲、乙两图可知，纯铁由铁转化为铁时体积会缩小 D．由甲、乙两图可知，由铁和铁组成的物体硬度相同 C 23 考点突破·考法探究 考点一  分子动理论 内能 固体和液体及热力学定律 真题研析 液体 考法04 （23-24高二下·广东韶关·期末）气垫运动鞋能为脚提供缓冲保护。一运动鞋气垫内封闭着一定质量的气体可视为理想气体，温度为时，压强为。求： （1）缓慢踩压气垫，气垫内气体温度可视为不变，当气垫内气体压强变为时，该气体的体积变为原来的几倍？ （2）某次跑步过程中，气垫内气体被反复压缩、扩张，最终气垫内气体恢复初始体积，温度变为。求此时气垫内气体压强？跑步前后气体的内能增大还是减少？ 【答案】（1）0.8倍；（2），增大 24 考点突破·考法探究 考点一  分子动理论 内能 固体和液体及热力学定律 真题研析 计算系统内能的改变 考法05 （23-24高二下·陕西西安·期末）如图所示，竖直放置的汽缸高，距缸底的光滑内壁上安装有小支架，质量、横截面积的活塞静置于支架上。缸内封闭了一定质量的理想气体，气体的温度，压强等于大气压强。活塞与内壁接触紧密。现对密闭气体缓慢加热，使气体温度最终升高至，此过程气体内能增加了13.6J，热力学温度与摄氏温度之间的关系取，重力加速度取。求： (1)在缓慢加热过程中，活塞刚要离开小支架时的气体温度； (2)气体温度最终升高至时，汽缸内气体的体积； (3)整个过程气体吸收的热量。 【答案】(1) (2) (3) 25 考点突破·考法探究 考点一  分子动理论 内能 固体和液体及热力学定律 真题研析 能源与可持续发展 考法06 （22-23高二下·山东菏泽·期末）随着世界经济的快速发展，能源短缺问题日显突出，成为困扰世界经济发展的重大难题之一，下列有关能量转化的说法中正确的是（　　） A．不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他的变化 B．只要对内燃机不断改进，就可以把内燃机得到的全部内能转化为机械能 C．不可能使热量从低温物体传向高温物体 D．能量是守恒的，所以不存在能源短缺问题 A 26 考点突破·考法探究 考点二 气体实验定律和理想气体状态方程 真题研析 气体状态参量 考法01 （2025·湖南·模拟预测）如图，一根带阀门的细管联通两用同一材质做成的气球a、b，此时阀门关闭，。两气球与外界热交换足够充分，且外界温度一定。已知球形弹性容器内外压强差，R为容器半径，k为与容器材质有关的常数。现打开阀门，则（　　） A．a中气体全部进入b B．b中气体全部进入a C．a略变大，b略变小 D．b略变大，a略变小 D 27 考点突破·考法探究 考点二 气体实验定律和理想气体状态方程 真题研析 玻意耳定律的应用 考法02 （23-24高二下·海南海口·期末）如图甲为内壁光滑、导热性能良好的竖直放置的气缸，活塞密封一定质量的理想气体，某探究小组想要通过实验测量活塞的质量，测得静止时活塞到气缸底部的距离为，接下来将气缸缓慢转动至水平（图乙），稳定时测得活塞到气缸底部的距离为，活塞的横截面积，大气压强，。求： （1）图甲中气缸内的气体压强； （2）活塞的质量。 【答案】（1）； （2） 28 考点突破·考法探究 考点二 气体实验定律和理想气体状态方程 真题研析 盖吕萨克定律的应用 考法03 （23-24高二下·湖南长沙·期末）如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使筒底部到顶部的高度为20cm，此时它们密封的气体压强与外界大气压相同，均为。然后缓慢松开手，让B下沉，当筒底部到顶部高度变为22cm时，B停止下沉并处于静止状态，下沉过程中气体温度保持不变。求： （1）此时金属筒内气体的压强； （2）若当时的温度为308K，欲使下沉后的套筒恢复 到下沉前的位置，应将温度变为多少？ 【答案】（1）；（2） 29 考点突破·考法探究 考点二 气体实验定律和理想气体状态方程 真题研析 查理定律的应用 考法04 （23-24高二下·河南信阳·期末）如图所示，两高度均为H的导热气缸内径相同，底部用细管连通（细管容积忽略不计），左侧气缸顶端封闭，右侧气缸开口。将一厚度不计、质量为m的活塞从右侧气缸顶端放入，活塞稳定时，距底部的高度。现将一物体放置在活塞上，待稳定后，测得活塞到底部的高度为。已知环境温度为T，活塞与气缸壁密封良好且无摩擦，大气压强恒定。 （1）求放置在活塞上物体的质量M； （2）若环境温度升高后保持不变，求稳定后活塞离气缸底部的距离。 【答案】（1）；（2） 30 考点突破·考法探究 考点二 气体实验定律和理想气体状态方程 真题研析 理想气体状态方程的应用 考法05 【典例24】（23-24高二下·山西太原·期末）某同学设计了一种测量物体质量的装置，导热性能良好的汽缸开口向上静止在水平地面上，缸内封闭一定质量的理想气体。汽缸与活塞内壁无摩擦，密封性良好，活塞、支杆与平台的总质量为M，活塞的横截面积为S。初始时活塞到缸底的距离为d，在平台上放置待测物块，稳定后活塞下降，环境温度恒为T，大气压强为，重力加速度为g。求： （1）待测物块的质量； （2）若装置及内部理想气体不变，把该装置放入温度恒为、 大气压强为的环境中，再次测量该物块质量时，活塞下降的高度。 【答案】（1）；（2） 31 考点突破·考法探究 考点三 气体实验定律与图像、热力学第一定律的综合 真题研析 P-t图像 考法01 （23-24高二下·云南昭通·期末）一定质量的理想气体按的顺序经历一系列状态变化，其图像如图所示。图中线段与纵轴平行，线段与纵轴垂直。气体在状态变化过程中下列叙述正确的是（　　） A．过程气体不放热也不吸热 B．过程气体分子在单位时间内撞击单位面积容器壁的次数增加 C．过程气体对外界做的功等于 过程外界对气体做的功 D．过程气体体积减小 D 32 考点突破·考法探究 考点三 气体实验定律与图像、热力学第一定律的综合 真题研析 V-t图像 考法02 （23-24高二下·海南海口·期末）用注射器将一段空气（可视为理想气体）封闭，操作注射器实现气体按如图的变化。下列说法正确的是（　　） A．，所有分子热运动的动能都增大 B．，气体吸收的热量大于气体对外做的功 C．，气体的压强先不变后减小 D．单位时间内与注射器单位面积碰撞的 分子数状态比状态多 B 33 考点突破·考法探究 考点三 气体实验定律与图像、热力学第一定律的综合 真题研析 P-V图像 考法03 （23-24高二下·河南南阳·期末）一定质量的理想气体从状态A开始，经历四个过程、B→C、、回到原状态，其图像如图所示，其中DA段为双曲线的一支。下列说法正确的是（　　） A．过程，气体从外界吸热 B． B→C过程，气体的内能增加 C．过程，所有气体分子运动速率均变小 D．过程，容器壁单位时间单位面积内 受到气体分子撞击的次数减少 A 34 考点突破·考法探究 考点三 气体实验定律与图像、热力学第一定律的综合 真题研析 定质量问题 考法04 （23-24高二下·山东威海·期末）如图所示，竖直放置的圆柱形汽缸，被厚度不计的绝热活塞分成A、B两气室，两气室充入温度相同的空气，活塞恰好位于汽缸中央。已知活塞的质量为m，面积为S，A、B两气室的温度为T0，A气室中的压强为p0，重力加速度为g，不计活塞和汽缸间的摩擦。 (1)求A、B中空气的分子数之比； (2)为使A、B的体积比为2:1，可以采取以下措施： ①．若保持B的温度不变，使A的温度缓慢升高，求A最终的温度； ②．若保持A、B的温度不变，使整个装置向上做匀加速直线运动，求加速度大小。 【答案】(1) (2)①，② 35 考点突破·考法探究 考点三 气体实验定律与图像、热力学第一定律的综合 真题研析 充放气问题 考法04 （23-24高二下·山东日照·期末）工作人员对某种安全气囊进行性能测试，该种安全气囊触发时，可瞬间充满气体。已知该安全气囊充满气体瞬间，气囊的容积为80L，气体的温度为27℃，压强为，密度为。随后工作人员用仪器挤压气囊，使气囊开始排气，当气囊的容积变为60L、气体的温度变为17℃、压强变为时，气囊就会被锁定，停止排气。气体可视为理想气体，已知气体的摩尔质量为25g/mol，阿伏加德罗常数 。求： （1）充满气体瞬间，气囊内所含有的气体分子个数； （2）工作人员挤压气囊过程中，排出气体与气囊中剩余气体的质量之比。 【答案】（1）；（2） 36 04 考点动向·押题猜想 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 37 考向动态·押题预测 命题预测 分子动理论 题型01 C 下列说法正确的是（　　） A．由图甲可知，在r由变到的过程中分子力做负功 B．图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线①对应的温度较高 C．由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力先增大后减小 D．图丁为布朗运动实验中的某次观察记录，图中的折线是固体颗粒的运动轨迹 38 考向动态·押题预测 命题预测 气体等温变化 题型02 A 若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．甲图中密闭气体的压强大小是 B．乙图中密闭气体的压强大小是 C．丙图中密闭气体的压强大小是 D．丁图中密闭气体的压强大小是 39 考向动态·押题预测 命题预测 气体等容变化 题型03 B 如图所示，A、B两个大容器中装有同种气体，容器间用一根细玻璃管连接，管中有一水银滴D作为活塞，当左边容器的温度为，右边容器的温度为时，水银滴刚好在玻璃管的中央保持平衡，两个容器的温度都升高时，下列判断正确的是（　　） A．水银滴将不移动 B．水银滴将向右移动 C．水银滴将向左移动 D．水银滴将向哪个方向移动无法判断 40 考向动态·押题预测 命题预测 气体等压变化 题型04 B 一定质量的理想气体，由状态A经状态B变为状态C，其中状态A到状态B过程为等压变化，状态B到状态C过程为等容变化。已知，，。气体在状态B时的体积大小和气体由状态B到状态C过程中压强p的变化情况是（    ） A．；p增大 B．；p减小 C．；p增大 D．；p减小 41 一定质量的理想气体从状态开始，经过、、、最后回到初始状态，各状态参量如图所示，则下列说法错误的是（　　） A．状态的内能小于状态的内能 B．状态气体分子平均动能等于状态气体分子平均 动能C．过程气体对外做功小于过程外界 对气体做功D．气体从状态开始，经过、、 、最后回到初始状态，气体在整个过程 中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示 考向动态·押题预测 命题预测 理想气体状态方程 题型05 B 42 考向动态·押题预测 命题预测 固体 题型06 B 食盐是生活中不可缺少的调味品，右图是食盐中氯离子和钠离子的分布示意图。则（　　） A．氯离子和钠离子是静止不动的 B．离子的空间点阵分布特点说明食盐是晶体 C．盐粒受潮粘在一起形成的盐块是非晶体 D．食盐加热熔化过程中分子平均动能增加 43 考向动态·押题预测 命题预测 液体 题型07 C 如图所示，蜘蛛网的主干纤维上分布着许多纤维凸起，可作为水蒸气凝结为水珠的凝结核，在朝阳下宛如珍珠项链。下列说法正确的有（  ） A．清晨的露珠格外明亮，这是阳光照射进小水珠后的折射现象 B．由于露珠受到重力作用，所以露珠呈现的是上小下大的近似球状的水滴，与表面张力无关 C．水珠悬挂在蜘蛛网上，说明水可以浸润蜘蛛丝 D．露珠内部水分子热运动的平均动能不随温度变化而变化 44 考向动态·押题预测 命题预测 饱和汽和饱和气压 题型08 C 以下说法正确的是（　　） A．当人们感觉空气干燥时，空气的相对湿度一定较大 B．饱和汽的压强与温度无关 C．一些小昆虫可以停在水面上是由于液体表面张力的作用 D．多晶体的物理性质表现为各向异性 45 考向动态·押题预测 命题预测 热力学定律 题型09 C 如图所示为一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C、D后再回到状态A的图像，其中，和图线为双曲线的一部分，为绝热过程。下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体可能向外界放出热量 B．过程中，气体一定从外界吸收热量 C．和过程中，气体压强都增大 的微观机理不完全相同 D．整个过程中气体向外界放出热量 46 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 $$