第39讲 热学基础（复习讲义）（江苏专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第39讲 热学基础 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 分子动理论 知识点1 分子动理论 知识点2 温度与物体的内能 考向1 微观量的估算 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动重 考向3 分子力、分子势能与物体内能重 考点二 固体和液体 知识点1 固体 知识点1 液体 考向1 晶体与非晶体 考向2 液体性质的理解 考点三 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 考向1气体压强及其微观解释 考向2气体实验定律的应用难 考点四 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 考向1 气体的p-V图像与气体的p-图像重 考向2气体的 V-T图像重 考向3气体的 P-T图像重 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 分子动理论与分子速率分布（温度与平均动能） 江苏卷·T8，4分 气体状态变化的微观解释（数密度、碰撞频率） 江苏卷·T13，计算题（等容变化） 气体实验定律与理想气体状态方程 江苏卷·T6，4分（瓶塞跳出，体积变化） 江苏卷·T13，计算题（等容过程） 固体、液体与饱和汽压（晶体/非晶体、表面张力） 气体状态变化的图像分析（p-V、p-T、V-T） 考情分析 题型与考向：江苏高考对“热学基础”的考查呈现 “选择题保底 + 计算/实验小问点缀” 的稳定结构，总分值约8—13分。热学在江苏卷中属于“性价比最高”的板块之一，难题极少，失分主要源于概念混淆和实验操作细节不熟。考查内容覆盖三个核心维度： 分子动理论与气体微观解释：分子速率分布图像与温度的关系（2025年T8）、温度是分子平均动能的标志、数密度/平均距离/碰撞频率随状态参量的变化（2023年T3）、布朗运动与分子运动的辨析、理想气体模型的适用条件（2022年氢气题）。这部分以选择题中的“四选项对应四概念”形式为主，考查准确辨析能力。 气体实验定律与理想气体状态方程：等温、等容、等压过程的判断与计算，p-V、p-T、V-T图像的识别。2024年T13直接考查等容过程（查理定律 p₁/T₁=p₂/T₂）；2022年考查等温过程与等容过程的比较；2021年考查活塞封闭气体的加热过程。 固体、液体与实验：晶体/非晶体的性质辨析、液体表面张力、饱和汽与饱和汽压（2020年、2019年），以及“探究气体等温变化的规律”实验的操作规范——缓慢推拉柱塞以保证温度不变（2023年T9）。 情境与立意： 生活实践类：瓶塞跳出时瓶内出现白雾（2025年T6，气体膨胀对外做功、温度降低、水蒸气液化）、密闭容器从地球移至月球（2024年T13，等容条件下温度降低压强减小）、酒精瓶打开后饱和汽的形成（2020年）。江苏卷热学选择题几乎“题题有情境”，要求考生从熟悉的生活或实验现象中识别出热学规律。 学习探究类：气体等温变化的实验操作（2023年T9，“快速”与“缓慢”的选择直接决定温度是否恒定）、“探究气体等温变化规律”的数据处理（p-V或p-1/V图像）、分子速率分布图像的读图与信息提取（2025年T8）、p-T/p-V图像中过程性质的判断（2023年T3的等容线识别）。 复习目标 分子动理论与分子速率分布：准确辨析布朗运动（固体小颗粒的无规则运动，反映液体分子的无规则运动）与分子热运动。理解温度是分子平均动能的唯一标志——温度升高，分子平均动能增大，但并非每个分子的动能都增大。会读取分子速率分布图像：温度升高时，速率大的分子占比增大，峰值向高速方向移动，但“中间速率”的分子占比反而可能减小（2025年T8考查方向）。理解数密度由体积决定、平均动能由温度决定、碰撞频率由数密度和平均速率共同决定——这三者的区分是江苏卷选择题的核心辨析点。江苏卷选择题高频考查方向，务必熟练掌握。 气体实验定律与理想气体状态方程：掌握三个实验定律的适用条件和表达式——玻意耳定律（等温，pV=常量）、查理定律（等容，p/T=常量）、盖-吕萨克定律（等压，V/T=常量）。熟练运用理想气体状态方程 pV/T=C 进行初末状态参量的计算。能根据p-V、p-T、V-T图像判断过程性质（2023年T3中p-T图过原点的直线即为等容线），能从图像中提取初末状态参量并选用合适的定律求解（2024年T13等容过程考查方向）。注意：温度必须使用热力学温度（K） 。 固体、液体与饱和气压：掌握晶体与非晶体的区别——单晶体具有各向异性和确定熔点，多晶体和非晶体各向同性（多晶体有确定熔点，非晶体无确定熔点）。了解液体表面张力的成因（表面层分子较稀疏，分子间表现为引力）和方向（与液面相切），能用表面张力解释布伞不漏水、露珠呈球形等现象。理解饱和汽与饱和汽压的概念：饱和汽压仅由温度决定，与饱和汽的体积无关；温度升高，饱和汽压增大（2020年、2019年考查方向）。江苏卷固体液体部分的高频概念辨析点，务必熟练掌握。 气体状态变化的图像分析：掌握三种图像的等值线特征——p-V图中等温线为双曲线、等容线为竖直线、等压线为水平线；p-T图中等容线为过原点的直线；V-T图中等压线为过原点的直线。能根据图像判断过程性质，比较不同状态下温度或压强的大小，并结合热力学第一定律判断做功与吸放热的方向。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 分子动理论 知识点1 分子动理论 知●识●解●构 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m； ②分子的质量：数量级为10－26 kg。 (2)阿伏加德罗常数 NA＝6．02×1023 mol－1 ——是指1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。 2．分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 ①定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象； ②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显。 (2)布朗运动 ①定义：悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动； ②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动； ③影响因素：微粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈。 (3)热运动 ①分子的永不停息的无规则运动叫作热运动； ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈。 3．分子间同时存在引力和斥力 (1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。 (2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快。 (3)分子力与分子间距离的关系图线(如图所示) 由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知： ①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零； ②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力； ③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力； ④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计。 知识点2 温度与物体的内能 知●识●解●构 1．温度 两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。 2．两种温标 摄氏温标和热力学温标。 关系：T＝t＋273.15_K。 3．分子的动能和平均动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能。 (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。 (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 4．分子的势能 (1)由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能，即分子势能。 (2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。 5．物体的内能 (1)物体的内能等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。 (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 考●向●破●译 考向1 微观量的估算 例1（25-26高二上·常州一中·阶段质量调研）（多选）若以M表示水的摩尔质量，Vm表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m和V分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】CD 【详解】A．阿伏加德罗常数定义为 其中为摩尔体积，由于是单个分子体积，远小于（因气体分子间存在空隙），故该式不成立，故A错误； B．摩尔体积包含分子间空隙，而仅为分子本身体积总和，对于气体，故B错误； C．由，可得 此为分子材料的密度，宏观密度，因气体分子间空隙导致，故，故C正确； D．为分子质量的定义式，故D正确。 故选CD。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏镇江·期末）浙江大学高超团队发明了一种超轻石墨烯气凝胶，常用于精准填充新能源汽车电池包模组间隙，是公认的低密度固体之一、设该气凝胶的密度为，摩尔质量为，阿伏伽德罗常量为。 (1)设某次填充所用气凝胶的体积为，求该气凝胶所含的分子数； (2)求（1）中所用气凝胶相邻分子的平均间距。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）该气凝胶的质量为，则物质的量为，该气凝胶所含的分子数 （2）将气凝胶一个分子占有的体积看做是立方体，而一个分子占有的体积 可得相邻分子间距为 【变式训练2·变考法】（24-25高二下·江苏常州·阶段测试）氧气袋主要用于医院急救输送和家庭病床吸氧，具有清洁、强度高、携带方便、安全耐用等特点。已知氧气充入后氧气袋的容积为V，氧气密度为ρ，氧气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，假设氧气袋充气前体积可忽略不计，求： (1)充气后，该氧气袋中的氧气分子的总个数N； (2)充气后，该氧气袋中的氧气分子间的平均距离d。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设氧气物质的量为n，则 该氧气袋中的氧气分子的总个数 （2）每个氧气分子所占的空间 设氧气分子间的平均距离为d，则有 则该氧气袋中的氧气分子间的平均距离 思维建模 1．两种分子模型 (1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ 。适用于固体和液体。 (2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝。适用于固体、液体和气体。 2．宏观量与微观量的相互关系 (1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n等。 (2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。 (3)相互关系。 ①一个分子的质量：m0＝＝。 ②一个分子的体积：V0＝＝。 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动【重】 例2（25-26高二下·泰州民兴实验中学·期中）小明在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动，他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连起来，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．小颗粒沿笔直的折线运动，说明水分子短时间内的运动是规则的 B．小颗粒的大小越大，小颗粒的无规则运动越剧烈 C．小颗粒的无规则运动，证明水分子运动是无规则的 D．小颗粒的无规则运动，证明小颗粒的分子在无规则运动 【答案】C 【详解】A．该折线仅为位置连接，不是小颗粒真实运动轨迹；布朗运动的成因是水分子无规则撞击小颗粒，水分子的运动本身就是无规则的，故A错误； B．小颗粒越大，水分子对它的撞击越容易达到平衡，无规则运动（布朗运动）越不明显，故B错误； C．小颗粒的无规则运动（布朗运动），间接证明了水分子的运动是无规则的，故C正确； D．布朗运动是宏观固体小颗粒整体的运动，不是小颗粒内部分子的运动，不能证明小颗粒分子的无规则运动，故D错误。 故选C 。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏扬州·调研）关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（     ） A．0 ℃时分子静止 B．布朗运动是水分子的无规则运动 C．扩散现象表明分子做永不停息的热运动 D．花粉颗粒越大，布朗运动越明显 【答案】C 【详解】A．分子的无规则热运动是永不停息的，0℃时分子仍在做热运动，并非静止，故A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是水分子无规则运动的反映，本身不是水分子的运动，故B错误； C．扩散现象是不同物质分子彼此进入对方的现象，直接表明分子在做永不停息的无规则热运动，故C正确； D．花粉颗粒越小，不同方向水分子撞击的不平衡性越显著，布朗运动越明显，颗粒越大布朗运动越不明显，故D错误。 故选C。 思维建模 类别 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生 是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到 共同点 (1)都是无规则运动 (2)都随温度的升高而更加激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动 考向3 分子力、分子势能与物体内能【重】 例3（25-26高二下·江苏连云港·期中）如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能，分子间距离为无穷远时，分子势能为0，则图中两分子间的作用力最小时分子间距离为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据图像斜率代表分子间作用力可知，在处，分子势能最小，图像斜率为零，分子间作用力为零，即作用力最小。 故选C。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏镇江·期中）如图所示为分子势能随分子间距离变化的图像，则下列说法正确的是（     ） A．当时，分子间的作用力最小 B．分子间的作用力总是随的增大而减小 C．将两个分子从处由静止释放，它们的速度先减小后增大 D．将两个分子从处由静止释放，它们的加速度先减小后增大再减小 【答案】D 【详解】A．当时，分子势能最小，此时分子间的作用力为零，最小，故A错误； B．当时，分子间的作用力表现为引力，且随的增大先增加后减小；当时，分子间的作用力表现为斥力，且随的增大而减小。故B错误； C．将两个分子从处由静止释放，分子力先表现为斥力，做正功，后表现为引力，做负功，则它们的速度先增大后减小，故C错误； D．将两个分子从处由静止释放，分子之间的作用力先表现为斥力逐渐减小，后表现为引力，引力先增大后减小，所以它们的加速度先减小后增大，然后再减小，故D正确。 故选D。 思维建模 分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。 (1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。 (2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。 (3)当r＝r0时，分子势能最小。 考点二 固体和液体 知识点1 固体 知●识●解●构 固体通常可分为晶体和非晶体，其结构和性质见下表： 　　分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 熔点 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 微观结构 组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列 [注意]　多晶体中每个小晶体间的排列无规则 无规则 知识点2 液体 知●识●解●构 1. 液体的表面张力 ①作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。 ②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。 ③大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。 2. 液晶 ①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动，保持了液体的流动性。 ②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。 ③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。 考●向●破●译 考向1 晶体与非晶体 例1（26-27高三上·江苏海门·阶段测试）黑磷烯存在可调带隙，可以用作光电探测器材，不同方位测量黑磷烯薄片光学性质不一样，则黑磷烯薄片（     ） A．具有固定熔点 B．光学性能各向同性 C．可能是多晶体 D．所有性质各向异性 【答案】A 【详解】A．黑磷烯薄片的光学性质随方向而异，表现出单晶体的各向异性，因而可判断其为单晶体。晶体具有固定的熔点，故A正确； B．不同方位测得的光学性质不同，表明其光学性能具有各向异性，故B错误； C．多晶体由许多取向杂乱的小晶粒组成，宏观上表现为各向同性，与题述光学性质不符，故C错误； D．单晶体的各向异性是指某些物理性质随方向不同而不同，不能推广为所有性质都各向异性，故D错误。 故选A。 【变式训练1·变情境】【与科技前沿相结合】（2026高三下·江苏无锡·学情自测）有一种靶材材料为碳化硅（SiC），图为其空间点阵结构，则（     ） A．SiC是非晶体 B．SiC结构很不稳定 C．破坏SiC结构需要吸收热量 D．C原子在点阵结构中固定不动，故其分子动能为零 【答案】C 【详解】A．SiC具有空间点阵结构，属于晶体，故A错误； BC．SiC具有空间点阵结构，结构很稳定，破坏SiC结构需要吸收热量，故B错误，C正确； D．C原子在点阵结构中做热振动，分子动能不为零，故D错误。 故选C。 【变式训练2·变考法】（25-26高二下·江苏镇江·期中）如图，为方解石的双折射现象照片，下列关于方解石的说法正确的是（     ） A．没有确定的熔点 B．具有确定的几何形状 C．所有的物理性质都是各向异性 D．玻璃也具有类似的双折射现象 【答案】B 【详解】ABC．图中方解石的双折射现象体现了其光学性质的各向异性，各向异性是晶体的重要特征，说明方解石是晶体，有确定的熔点，有确定的几何形状；只有光学性质各向异性，并非所有的物理性质都是各向异性，AC错误，B正确； D．玻璃不具有类似的双折射现象，D错误。 故选B。 考向2 液体性质的理解 例2（24-25高二下·江苏淮安）下列现象不是液体的表面张力造成的是（     ） A．船浮在水面上 B．玻璃管的裂口在火焰上烧熔后尖端变钝 C．水黾停在水面上 D．水珠在荷叶上近似球形 【答案】A 【详解】A．船浮在水面上是受到水的浮力作用，遵循阿基米德原理，与液体表面张力无关，故A符合题意； B．玻璃管裂口烧熔后成为液态，液体表面张力具有使液体表面积尽可能减小的作用，因此尖端会变钝，属于表面张力造成的现象，故B不符合题意； C．水黾停在水面上，是液体表面张力使水面形成紧绷的水膜，可承担水黾的重力，属于表面张力造成的现象，故C不符合题意； D．相同体积的几何体中球形表面积最小，水珠在荷叶上近似呈球形是液体表面张力使液体表面积收缩到最小的结果，属于表面张力造成的现象，故D不符合题意。 故选A。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏泰州·期中）关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是（     ） A．水银是浸润液体，水是不浸润液体 B．在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面呈凹形，且液体在容器内上升 C．如果固体分子对液体分子的引力较强，就会形成不浸润现象 D．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同 【答案】B 【详解】A．浸润与不浸润是相对的，是液体相对于特定固体而言的，不存在绝对的浸润/不浸润液体；对玻璃来说水银是不浸润液体，水是浸润液体，故A错误； B．当液体浸润容器壁时，附着层分子力表现为斥力，液面呈凹形，结合毛细现象规律，浸润液会在内径小的容器内上升，故B正确； C．固体分子对液体分子的引力强于液体内部分子间引力时，会形成浸润现象，引力较弱时才形成不浸润现象，故C错误； D．毛细上升高度满足公式，管内径不同，则不同，水柱高度不同，内径越小高度越高，故D错误。 故选B。 【思维建模】 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小 考点三 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 知●识●解●构 气体压强 产生原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强 决定因素 ①宏观上：决定于气体的温度和体积 ②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度 理想气体模型 宏观模型 在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 注意：实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体 微观模型 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能 气体实验三定律　 玻意耳定律 p1V1＝p2V2 查理定律 ＝或＝ 盖-吕萨克定律 ＝或＝ 理想气体的状态方程 表达式 ＝或＝C 考●向●破●译 考向1 气体压强及其微观解释 例1（26-27高三下·江苏海门·阶段测试）如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，压强为p，用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，则此时理想气体压强（     ） A．大于2p B．小于2p C．小于 D．大于 【答案】A 【详解】用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，可视为气体与外界无热交换，故 压缩气体时外界对气体做正功，故 由热力学第一定律 可知，气体内能增加。理想气体的内能只与温度有关，故 由理想气体状态方程有 解得 故选A。 【变式训练1·变考法】（26-27高三上·江苏南京·学情调研）如图所示，烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。将瓶内的气体视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（     ） A．温度升高，每个气体分子的动能都增大 B．温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子碰撞烧瓶次数变少 C．体积增大，压强减小 D．从外界吸收热量，分子数密度变大 【答案】B 【详解】A．水柱缓慢移动，说明气体压强在运动过程中近似保持不变；水柱向左移动使封闭气体占据的体积增大。用手捂住烧瓶，气体从外界吸热，温度升高。温度表示分子热运动的剧烈程度，温度升高只表示分子平均动能增大，不是每个分子的动能都增大，故A错误； B．在压强近似不变时，气体温度升高，分子平均速率增大。压强由单位时间、单位面积内分子碰撞器壁产生的总动量变化决定；平均每次碰撞的动量变化增大，为保持压强不变，单位时间、单位面积内的碰撞次数减少，故B正确； C．水柱向左移动，气体体积增大；水柱缓慢移动使气体与外界近似保持力学平衡，所以气体压强近似不变而非减小，故C错误； D．手捂烧瓶时气体从外界吸收热量；封闭气体的分子总数不变，而体积增大，分子数密度为，因此分子数密度减小，故D错误。 故选B。 考向2 气体实验定律的应用【重】 例2（2026高三上·江苏·模拟）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为S1和S2）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法不正确的是（     ） A．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 B．整个过程，理想气体的内能增大 C．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于（p0S1h＋mgh） D．左端活塞到达B位置时，外力F等于 【答案】B 【详解】AB．根据汽缸导热且环境温度没有变，可知汽缸内的温度也保持不变，则整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变，内能不变，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意； C．由内能不变可知理想气体向外界释放的热量等于外界对理想气体做的功，则有，故C正确，不符合题意； D．左端活塞到达 B 位置时，根据压强相等可得 解得，故D正确，不符合题意。 本题选错误的，故选B。 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏徐州·期中）如图所示，上端开口、长度的玻璃管竖直静置。用水银柱封闭一段长的空气柱，已知水银柱长，空气柱可视为理想气体，外界大气压强恒为，，环境温度。 (1)求管内空气柱的压强； (2)给玻璃管内的空气加热，当空气柱长度变为时，其温度是多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）管内空气柱的压强 （2）以空气柱为研究对象，初始状态：     末态：        根据理想气体状态方程，有 解得 则温度是 【变式训练2·变考法】（2026高三下·江苏江浦高级中学·学情自测）如图导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体，质量为的活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距气缸底部上表面的距离为，现将气缸从轻杆下端取下如右图放置在水平工作平台上（气温不变），随后室内温度升高，气缸活塞又恢复到处。已知气缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为，求： (1)放置在水平工作平台上时空气柱长度 (2)温度升高过程中如果吸收热量为，求气体内能的增加量 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初态气缸平衡 解得初态气体压强 末态水平放置，开口向右，活塞受力平衡 解得末态气体压强 整个过程等温，由玻意耳定律。气体体积 解得 （2）升温过程活塞自由，气压保持不变，即为等压过程，体积从膨胀到 气体对外做功 由热力学第一定律 考点四 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知●识●解●构 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 ✨得分速记： 上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 知识点2 气体状态变化图像的解析方法 知●识●解●构 1.明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 2.明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 3.明确图像面积物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 考●向●破●译 考向1 气体的p-V图像与气体的p-图像【重】 例1（26-27高三上·江苏如东·开学）一定质量的理想气体由状态经状态变化到状态，图像如图所示，则（     ） A．状态的温度比状态高 B．状态的内能比状态大 C．、过程气体对外做的功相等 D．过程气体对外做的功大于从外界吸收的热量 【答案】B 【详解】A．过程气体经历等压变化，根据盖-吕萨克定律 气体体积从增大到，可知 ​故状态的温度比状态低，故A错误； B．理想气体的内能仅由温度决定，根据理想气体状态方程 ​可知 因此状态的内能大于状态，故B正确； C．图线与轴围成的面积表示气体对外做功的大小。过程，气体对外做功 过程，气体对外做功为 ​因此，、过程气体对外做的功不相等，故C错误； D．根据理想气体状态方程 ​可知 因此，即全过程气体内能增加；过程，气体体积增大，设气体对外做功为，根据热力学第一定律，可得 故，也就是气体对外做的功小于从外界吸收的热量，故D错误。 故选B。 【变式训练1·变考法】（2025高三下·江苏泰州·调研）某同学做“用DIS研究温度不变时气体压强跟体积的关系”实验示意图，实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。由于忘记涂润滑油导致漏气，则实验得到的图像应是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据理想气体状态方程 可得 因此图像中，图线上某点与原点连线的斜率 实验过程中缓慢推动活塞，温度不变，若不漏气，斜率不变，图像应为过原点的直线。由于忘记涂润滑油导致漏气，随着活塞推动，体积减小，增大，压强增大，注射器内气体物质的量减小因此，随着的增大，斜率逐渐减小，图线应向下弯曲。 故选A。 考向2 气体的 V-T图像【重】 例2（25-26高三下·天津南开·调研）一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的温度为T0、体积为V0、压强为p0。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b的压强是2p0 B．气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C．气体由状态b到状态c的过程，气体内能增大，气体从外界吸热 D．气体由状态a到状态b的过程，外界对气体做功，气体从外界吸热 【答案】C 【详解】A．由图可知，气体由状态到状态发生等温变化，根据玻意耳定律有，解得，故A错误； B．由图可知，气体由状态到状态的过程中，图像为过原点的倾斜直线，说明气体发生等压变化，压强不变；温度降低，分子的平均动能减小，单个分子对器壁的平均撞击力减小，为了维持压强不变，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数必须增多，故B错误； C．气体由状态到状态的过程，体积不变，外界对气体不做功，；温度升高，气体内能增大，； 根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C正确； D．气体由状态到状态的过程，温度不变，内能不变，；体积增大，外界对气体做负功，； 根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D错误。 故选C。 【变式训练1·变情境】（25-26高二下·江苏扬州·调研）如图甲所示，T型绝热活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在绝热的、质量为m＝4 kg的气缸中，活塞面积为S＝100 cm2，活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度取g＝10 m/s2。现通过电热丝缓慢给缸内气体加热，使气体从状态A到B再到C，其体积随温度变化如图乙所示，求： (1)气体的初始状态A的压强和温度； (2)若气体从状态A到C气体吸收的热量为200 J，从此过程气体内能的增加量。 【答案】(1)， (2)96J 【详解】（1）在状态A，分析气缸的受力，由平衡条件 有 得 从状态A到状态B，由图乙可知，由盖-吕萨克定律 有 得 （2）从状态A到状态B，气体等压膨胀对外做功，有 得 从状态B到状态C，气体体积不变，有 从状态A到C，由热力学第一定律 有，其中 得 【点睛】 考向3 气体的 P-T图像【重】 例3（2026高三下·北京昌平·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体体积减小 B．从a到b，气体对外界做功 C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热 【答案】D 【详解】AB．由图可知，从状态a到状态b，图线经过坐标原点，所以气体的体积不变，气体对外界不做功，故AB错误； CD．从状态b到状态c，气体压强不变，温度升高，内能增大，体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故C错误，D正确。 故选D。 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·江苏盐城·七校联盟）如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像，图中AB与横轴平行，B点、C点与坐标原点在一条直线上，AC与竖直轴平行，则（　　） A．由状态A变化到状态B的过程体积减小 B．由状态A变化到状态B的过程压强不变 C．由状态B变化到状态C的过程气体对外界做功 D．由状态B变化到状态C的过程体积减小 【答案】B 【详解】AB．由图可知，气体由状态A变化到状态B的过程压强不变，温度升高，根据盖吕萨克定律可知，气体的体积增大，故A错误，B正确； CD．由图可知，气体由状态B变化到状态C的过程，压强与热力学温度成正比，根据查理定律可知，气体的体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故CD错误。 故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·江苏·高考）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 2．（2026·全国·高考）如图，一定量理想气体从状态a开始，沿图上实线所示过程经状态b、c到达状态d。四个状态下气体内能相等的是（     ） A．状态a与状态c B．状态a与状态d C．状态b与状态c D．状态b与状态d 【答案】B 【详解】根据理想气体状态方程可得 其中，，，， 可得 温度相同，内能相同，可知四个状态下气体内能相等的是状态a与状态d。 故选B。 3．（2026·江苏·高考）压缩空气储存能量的某个过程中，一定质量的空气从状态压缩至温度相同的状态，此过程中外界对空气做功为。已知状态的压强为、体积为，状态的体积为，空气可视为理想气体。求： (1)该过程气体放出的热量； (2)状态的压强p。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）理想气体经历从状态到状态等温变化，气体的内能不变，由热力学第一定律有 解得 负号表示气体放出热量为。 （2）理想气体经历从状态到状态等温变化，由玻意耳定律有 解得 4．（2026·甘肃·高考）如图，汽缸内壁光滑，横截面积为，用质量为的活塞封闭一定量的理想气体，活塞与缸底用一轻质弹簧连接。汽缸水平放置时，缸内气体温度为，弹簧为原长。现将汽缸与水平面成角放置，缸内气体温度保持不变，弹簧长度变为。已知大气压强为，重力加速度为，忽略弹簧体积。 (1)求弹簧的劲度系数。 (2)若加热缸内气体使弹簧恢复为原长，则气体压强和温度分别变为多少？ 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）根据题意，设弹簧长度变为时，气体的压强为，由于缸内气体温度保持不变，由玻意耳定律有 解得 对活塞受力分析，由平衡条件有 解得 （2）设弹簧恢复为原长，气体压强为和温度为，由平衡条件有 解得 初始水平放置状态和加热后弹簧恢复原长的状态体积相等，由理想气体状态方程有 解得 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第39讲 热学基础 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 分子动理论 知识点1 分子动理论 知识点2 温度与物体的内能 考向1 微观量的估算 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动重 考向3 分子力、分子势能与物体内能重 考点二 固体和液体 知识点1 固体 知识点1 液体 考向1 晶体与非晶体 考向2 液体性质的理解 考点三 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 考向1气体压强及其微观解释 考向2气体实验定律的应用难 考点四 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知识点2 气体状态变化图像的分析方法 考向1 气体的p-V图像与气体的p-图像重 考向2气体的 V-T图像重 考向3气体的 P-T图像重 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 分子动理论与分子速率分布（温度与平均动能） 江苏卷·T8，4分 气体状态变化的微观解释（数密度、碰撞频率） 江苏卷·T13，计算题（等容变化） 气体实验定律与理想气体状态方程 江苏卷·T6，4分（瓶塞跳出，体积变化） 江苏卷·T13，计算题（等容过程） 固体、液体与饱和汽压（晶体/非晶体、表面张力） 气体状态变化的图像分析（p-V、p-T、V-T） 考情分析 题型与考向：江苏高考对“热学基础”的考查呈现 “选择题保底 + 计算/实验小问点缀” 的稳定结构，总分值约8—13分。热学在江苏卷中属于“性价比最高”的板块之一，难题极少，失分主要源于概念混淆和实验操作细节不熟。考查内容覆盖三个核心维度： 分子动理论与气体微观解释：分子速率分布图像与温度的关系（2025年T8）、温度是分子平均动能的标志、数密度/平均距离/碰撞频率随状态参量的变化（2023年T3）、布朗运动与分子运动的辨析、理想气体模型的适用条件（2022年氢气题）。这部分以选择题中的“四选项对应四概念”形式为主，考查准确辨析能力。 气体实验定律与理想气体状态方程：等温、等容、等压过程的判断与计算，p-V、p-T、V-T图像的识别。2024年T13直接考查等容过程（查理定律 p₁/T₁=p₂/T₂）；2022年考查等温过程与等容过程的比较；2021年考查活塞封闭气体的加热过程。 固体、液体与实验：晶体/非晶体的性质辨析、液体表面张力、饱和汽与饱和汽压（2020年、2019年），以及“探究气体等温变化的规律”实验的操作规范——缓慢推拉柱塞以保证温度不变（2023年T9）。 情境与立意： 生活实践类：瓶塞跳出时瓶内出现白雾（2025年T6，气体膨胀对外做功、温度降低、水蒸气液化）、密闭容器从地球移至月球（2024年T13，等容条件下温度降低压强减小）、酒精瓶打开后饱和汽的形成（2020年）。江苏卷热学选择题几乎“题题有情境”，要求考生从熟悉的生活或实验现象中识别出热学规律。 学习探究类：气体等温变化的实验操作（2023年T9，“快速”与“缓慢”的选择直接决定温度是否恒定）、“探究气体等温变化规律”的数据处理（p-V或p-1/V图像）、分子速率分布图像的读图与信息提取（2025年T8）、p-T/p-V图像中过程性质的判断（2023年T3的等容线识别）。 复习目标 分子动理论与分子速率分布：准确辨析布朗运动（固体小颗粒的无规则运动，反映液体分子的无规则运动）与分子热运动。理解温度是分子平均动能的唯一标志——温度升高，分子平均动能增大，但并非每个分子的动能都增大。会读取分子速率分布图像：温度升高时，速率大的分子占比增大，峰值向高速方向移动，但“中间速率”的分子占比反而可能减小（2025年T8考查方向）。理解数密度由体积决定、平均动能由温度决定、碰撞频率由数密度和平均速率共同决定——这三者的区分是江苏卷选择题的核心辨析点。江苏卷选择题高频考查方向，务必熟练掌握。 气体实验定律与理想气体状态方程：掌握三个实验定律的适用条件和表达式——玻意耳定律（等温，pV=常量）、查理定律（等容，p/T=常量）、盖-吕萨克定律（等压，V/T=常量）。熟练运用理想气体状态方程 pV/T=C 进行初末状态参量的计算。能根据p-V、p-T、V-T图像判断过程性质（2023年T3中p-T图过原点的直线即为等容线），能从图像中提取初末状态参量并选用合适的定律求解（2024年T13等容过程考查方向）。注意：温度必须使用热力学温度（K） 。 固体、液体与饱和气压：掌握晶体与非晶体的区别——单晶体具有各向异性和确定熔点，多晶体和非晶体各向同性（多晶体有确定熔点，非晶体无确定熔点）。了解液体表面张力的成因（表面层分子较稀疏，分子间表现为引力）和方向（与液面相切），能用表面张力解释布伞不漏水、露珠呈球形等现象。理解饱和汽与饱和汽压的概念：饱和汽压仅由温度决定，与饱和汽的体积无关；温度升高，饱和汽压增大（2020年、2019年考查方向）。江苏卷固体液体部分的高频概念辨析点，务必熟练掌握。 气体状态变化的图像分析：掌握三种图像的等值线特征——p-V图中等温线为双曲线、等容线为竖直线、等压线为水平线；p-T图中等容线为过原点的直线；V-T图中等压线为过原点的直线。能根据图像判断过程性质，比较不同状态下温度或压强的大小，并结合热力学第一定律判断做功与吸放热的方向。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 考点一 分子动理论 知识点1 分子动理论 知●识●解●构 1．物体是由大量分子组成的 (1)分子的大小 ①分子的直径(视为球模型)：数量级为10－10 m； ②分子的质量：数量级为10－26 kg。 (2)阿伏加德罗常数 NA＝6．02×1023 mol－1 ——是指1 mol的任何物质都含有相同的粒子数。 2．分子永不停息地做无规则运动 (1)扩散现象 ①定义：不同种物质能够彼此进入对方的现象； ②实质：扩散现象并不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，而是由分子的无规则运动产生的物质迁移现象，温度越高，扩散现象越明显。 (2)布朗运动 ①定义：悬浮在液体中的微粒的永不停息的无规则运动； ②实质：布朗运动反映了液体分子的无规则运动； ③影响因素：微粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈。 (3)热运动 ①分子的永不停息的无规则运动叫作热运动； ②特点：分子的无规则运动和温度有关，温度越高，分子运动越激烈。 3．分子间同时存在引力和斥力 (1)物质分子间存在空隙，分子间的引力和斥力是同时存在的，实际表现出的分子力是引力和斥力的合力。 (2)分子力随分子间距离变化的关系：分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但斥力比引力变化得快。 (3)分子力与分子间距离的关系图线(如图所示) 由分子间的作用力与分子间距离的关系图线可知： ①当r＝r0时，F引＝F斥，分子力为零； ②当r＞r0时，F引＞F斥，分子力表现为引力； ③当r＜r0时，F引＜F斥，分子力表现为斥力； ④当分子间距离大于10r0(约为10－9 m)时，分子力很弱，可以忽略不计。 知识点2 温度与物体的内能 知●识●解●构 1．温度 两个系统处于热平衡时，它们具有某个“共同的热学性质”，我们把表征这一“共同热学性质”的物理量定义为温度。一切达到热平衡的系统都具有相同的温度。 2．两种温标 摄氏温标和热力学温标。 关系：T＝t＋273.15_K。 3．分子的动能和平均动能 (1)分子动能是分子热运动所具有的动能。 (2)分子热运动的平均动能是所有分子热运动的动能的平均值，温度是分子热运动的平均动能的标志。 (3)分子热运动的总动能是物体内所有分子热运动动能的总和。 4．分子的势能 (1)由于分子间存在着引力和斥力，所以分子具有由它们的相对位置决定的能，即分子势能。 (2)分子势能的决定因素：微观上——决定于分子间距离和分子排列情况；宏观上——决定于体积和状态。 5．物体的内能 (1)物体的内能等于物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和，是状态量。 (2)对于给定的物体，其内能大小由物体的温度和体积决定。 (3)物体的内能与物体的位置高低、运动速度大小无关。 考●向●破●译 考向1 微观量的估算 例1（25-26高二上·常州一中·阶段质量调研）（多选）若以M表示水的摩尔质量，Vm表示标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示标准状态下水蒸气的密度，NA表示阿伏加德罗常数，m和V分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏镇江·期末）浙江大学高超团队发明了一种超轻石墨烯气凝胶，常用于精准填充新能源汽车电池包模组间隙，是公认的低密度固体之一、设该气凝胶的密度为，摩尔质量为，阿伏伽德罗常量为。 (1)设某次填充所用气凝胶的体积为，求该气凝胶所含的分子数； (2)求（1）中所用气凝胶相邻分子的平均间距。 【变式训练2·变考法】（24-25高二下·江苏常州·阶段测试）氧气袋主要用于医院急救输送和家庭病床吸氧，具有清洁、强度高、携带方便、安全耐用等特点。已知氧气充入后氧气袋的容积为V，氧气密度为ρ，氧气的摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，假设氧气袋充气前体积可忽略不计，求： (1)充气后，该氧气袋中的氧气分子的总个数N； (2)充气后，该氧气袋中的氧气分子间的平均距离d。 思维建模 1．两种分子模型 (1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ 。适用于固体和液体。 (2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝。适用于固体、液体和气体。 2．宏观量与微观量的相互关系 (1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mmol、摩尔体积Vmol、物质的量n等。 (2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。 (3)相互关系。 ①一个分子的质量：m0＝＝。 ②一个分子的体积：V0＝＝。 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动【重】 例2（25-26高二下·泰州民兴实验中学·期中）小明在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动，他把小颗粒每隔一定时间的位置记录在坐标纸上，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连起来，如图所示。下列说法正确的是（     ） A．小颗粒沿笔直的折线运动，说明水分子短时间内的运动是规则的 B．小颗粒的大小越大，小颗粒的无规则运动越剧烈 C．小颗粒的无规则运动，证明水分子运动是无规则的 D．小颗粒的无规则运动，证明小颗粒的分子在无规则运动 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏扬州·调研）关于扩散现象和布朗运动，下列说法正确的是（     ） A．0 ℃时分子静止 B．布朗运动是水分子的无规则运动 C．扩散现象表明分子做永不停息的热运动 D．花粉颗粒越大，布朗运动越明显 思维建模 类别 扩散现象 布朗运动 热运动 活动主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 是分子的运动，发生在固体、液体、气体任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动，只能在液体、气体中发生 是分子的运动，不能通过光学显微镜直接观察到 共同点 (1)都是无规则运动 (2)都随温度的升高而更加激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动 考向3 分子力、分子势能与物体内能【重】 例3（25-26高二下·江苏连云港·期中）如图所示，有一分子位于坐标原点O处不动，另一分子位于x轴上，纵坐标表示这两个分子的分子势能，分子间距离为无穷远时，分子势能为0，则图中两分子间的作用力最小时分子间距离为（     ） A． B． C． D． 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏镇江·期中）如图所示为分子势能随分子间距离变化的图像，则下列说法正确的是（     ） A．当时，分子间的作用力最小 B．分子间的作用力总是随的增大而减小 C．将两个分子从处由静止释放，它们的速度先减小后增大 D．将两个分子从处由静止释放，它们的加速度先减小后增大再减小 思维建模 分子力、分子势能与分子间距离的关系 分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。 (1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。 (2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。 (3)当r＝r0时，分子势能最小。 考点二 固体和液体 知识点1 固体 知●识●解●构 固体通常可分为晶体和非晶体，其结构和性质见下表： 　　分类 比较 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 熔点 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 微观结构 组成晶体的物质微粒有规则地、周期性地在空间排列 [注意]　多晶体中每个小晶体间的排列无规则 无规则 知识点2 液体 知●识●解●构 1. 液体的表面张力 ①作用：液体的表面张力使液面具有收缩到表面积最小的趋势。 ②方向：表面张力跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直。 ③大小：液体的温度越高，表面张力越小；液体中溶有杂质时，表面张力变小；液体的密度越大，表面张力越大。 2. 液晶 ①液晶分子既保持排列有序而显示各向异性，又可以自由移动，保持了液体的流动性。 ②液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使它像晶体。 ③液晶分子的排列从某个方向看比较整齐，而从另外一个方向看则是杂乱无章的。 考●向●破●译 考向1 晶体与非晶体 例1（26-27高三上·江苏海门·阶段测试）黑磷烯存在可调带隙，可以用作光电探测器材，不同方位测量黑磷烯薄片光学性质不一样，则黑磷烯薄片（     ） A．具有固定熔点 B．光学性能各向同性 C．可能是多晶体 D．所有性质各向异性 【变式训练1·变情境】【与科技前沿相结合】（2026高三下·江苏无锡·学情自测）有一种靶材材料为碳化硅（SiC），图为其空间点阵结构，则（     ） A．SiC是非晶体 B．SiC结构很不稳定 C．破坏SiC结构需要吸收热量 D．C原子在点阵结构中固定不动，故其分子动能为零 【变式训练2·变考法】（25-26高二下·江苏镇江·期中）如图，为方解石的双折射现象照片，下列关于方解石的说法正确的是（     ） A．没有确定的熔点 B．具有确定的几何形状 C．所有的物理性质都是各向异性 D．玻璃也具有类似的双折射现象 考向2 液体性质的理解 例2（24-25高二下·江苏淮安）下列现象不是液体的表面张力造成的是（     ） A．船浮在水面上 B．玻璃管的裂口在火焰上烧熔后尖端变钝 C．水黾停在水面上 D．水珠在荷叶上近似球形 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏泰州·期中）关于浸润和不浸润及毛细现象，下列说法中正确的是（     ） A．水银是浸润液体，水是不浸润液体 B．在内径小的容器里，如果液体能浸润容器壁，则液面呈凹形，且液体在容器内上升 C．如果固体分子对液体分子的引力较强，就会形成不浸润现象 D．两端开口、内径不同的几支细玻璃管竖直插入水中，管内水柱高度相同 【思维建模】 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，分子间的相互作用力表现为引力 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力，使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切，垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小 考点三 气体实验定律 知识点1 气体实验定律 知●识●解●构 气体压强 产生原因 由于大量分子无规则运动而碰撞器壁，形成对器壁各处均匀、持续的压力，作用在器壁单位面积上的压力叫作气体的压强 决定因素 ①宏观上：决定于气体的温度和体积 ②微观上：决定于分子的平均动能和分子的密集程度 理想气体模型 宏观模型 在任何条件下始终遵守气体实验定律的气体 注意：实际气体在压强不太大、温度不太低的条件下，可视为理想气体 微观模型 理想气体的分子间除碰撞外无其他作用力，即分子间无分子势能 气体实验三定律　 玻意耳定律 p1V1＝p2V2 查理定律 ＝或＝ 盖-吕萨克定律 ＝或＝ 理想气体的状态方程 表达式 ＝或＝C 考●向●破●译 考向1 气体压强及其微观解释 例1（26-27高三下·江苏海门·阶段测试）如图所示，汽缸内封闭一定质量的理想气体，压强为p，用力快速推动活塞，使缸内气体体积减小到原来的一半，则此时理想气体压强（     ） A．大于2p B．小于2p C．小于 D．大于 【变式训练1·变考法】（26-27高三上·江苏南京·学情调研）如图所示，烧瓶通过橡胶塞连接一根玻璃管，向玻璃管中注入一段水柱，使烧瓶内封闭一定质量的气体。用手捂住烧瓶，会观察到水柱缓慢向左移动。将瓶内的气体视为理想气体，在这一过程中瓶内气体（     ） A．温度升高，每个气体分子的动能都增大 B．温度升高，单位时间内、单位面积上气体分子碰撞烧瓶次数变少 C．体积增大，压强减小 D．从外界吸收热量，分子数密度变大 考向2 气体实验定律的应用【重】 例2（2026高三上·江苏·模拟）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个轻质绝热活塞（截面积分别为S1和S2）封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙，活塞从A下降h高度到B位置时，活塞上细沙的总质量为m。在此过程中，用外力F作用在右端活塞上，使活塞位置始终不变。整个过程环境温度和大气压强p0保持不变，系统始终处于平衡状态，重力加速度为g。下列说法不正确的是（     ） A．整个过程，理想气体的分子平均动能保持不变 B．整个过程，理想气体的内能增大 C．整个过程，理想气体向外界释放的热量小于（p0S1h＋mgh） D．左端活塞到达B位置时，外力F等于 【变式训练1·变考法】（25-26高二下·江苏徐州·期中）如图所示，上端开口、长度的玻璃管竖直静置。用水银柱封闭一段长的空气柱，已知水银柱长，空气柱可视为理想气体，外界大气压强恒为，，环境温度。 (1)求管内空气柱的压强； (2)给玻璃管内的空气加热，当空气柱长度变为时，其温度是多少？ 【变式训练2·变考法】（2026高三下·江苏江浦高级中学·学情自测）如图导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的理想气体，质量为的活塞固定在竖直轻杆上，轻杆上端固定在水平面上。当温度为时，活塞下表面距气缸底部上表面的距离为，现将气缸从轻杆下端取下如右图放置在水平工作平台上（气温不变），随后室内温度升高，气缸活塞又恢复到处。已知气缸的质量为，活塞的横截面积为，大气压强，重力加速度为，求： (1)放置在水平工作平台上时空气柱长度 (2)温度升高过程中如果吸收热量为，求气体内能的增加量 考点四 气体状态变化的图像问题 知识点1 一定质量的气体不同图像的比较 知●识●解●构 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 ✨得分速记： 上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 知识点2 气体状态变化图像的解析方法 知●识●解●构 1.明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 2.明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 3.明确图像面积物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 考●向●破●译 考向1 气体的p-V图像与气体的p-图像【重】 例1（26-27高三上·江苏如东·开学）一定质量的理想气体由状态经状态变化到状态，图像如图所示，则（     ） A．状态的温度比状态高 B．状态的内能比状态大 C．、过程气体对外做的功相等 D．过程气体对外做的功大于从外界吸收的热量 【变式训练1·变考法】（2025高三下·江苏泰州·调研）某同学做“用DIS研究温度不变时气体压强跟体积的关系”实验示意图，实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。由于忘记涂润滑油导致漏气，则实验得到的图像应是（     ） A． B． C． D． 考向2 气体的 V-T图像【重】 例2（25-26高三下·天津南开·调研）一定质量的理想气体经历了a→b→c→a循环，其V-T图像如图所示，气体在各状态时的温度、压强和体积部分已标出。已知该气体在状态a时的温度为T0、体积为V0、压强为p0。下列说法正确的是（　　） A．气体在状态b的压强是2p0 B．气体由状态c到状态a的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少 C．气体由状态b到状态c的过程，气体内能增大，气体从外界吸热 D．气体由状态a到状态b的过程，外界对气体做功，气体从外界吸热 【变式训练1·变情境】（25-26高二下·江苏扬州·调研）如图甲所示，T型绝热活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在绝热的、质量为m＝4 kg的气缸中，活塞面积为S＝100 cm2，活塞与气缸内壁无摩擦且不漏气，大气压强p0＝1.0×105 Pa，重力加速度取g＝10 m/s2。现通过电热丝缓慢给缸内气体加热，使气体从状态A到B再到C，其体积随温度变化如图乙所示，求： (1)气体的初始状态A的压强和温度； (2)若气体从状态A到C气体吸收的热量为200 J，从此过程气体内能的增加量。 考向3 气体的 P-T图像【重】 例3（2026高三下·北京昌平·二模）如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径先后到达状态b和c，下列说法正确的是（　　） A．从a到b，气体体积减小 B．从a到b，气体对外界做功 C．从b到c，气体内能减小 D．从b到c，气体从外界吸热 【变式训练1·变考法】（25-26高三上·江苏盐城·七校联盟）如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像，图中AB与横轴平行，B点、C点与坐标原点在一条直线上，AC与竖直轴平行，则（　　） A．由状态A变化到状态B的过程体积减小 B．由状态A变化到状态B的过程压强不变 C．由状态B变化到状态C的过程气体对外界做功 D．由状态B变化到状态C的过程体积减小 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．（2025·江苏·高考）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 2．（2026·全国·高考）如图，一定量理想气体从状态a开始，沿图上实线所示过程经状态b、c到达状态d。四个状态下气体内能相等的是（     ） A．状态a与状态c B．状态a与状态d C．状态b与状态c D．状态b与状态d 3．（2026·江苏·高考）压缩空气储存能量的某个过程中，一定质量的空气从状态压缩至温度相同的状态，此过程中外界对空气做功为。已知状态的压强为、体积为，状态的体积为，空气可视为理想气体。求： (1)该过程气体放出的热量； (2)状态的压强p。 4．（2026·甘肃·高考）如图，汽缸内壁光滑，横截面积为，用质量为的活塞封闭一定量的理想气体，活塞与缸底用一轻质弹簧连接。汽缸水平放置时，缸内气体温度为，弹簧为原长。现将汽缸与水平面成角放置，缸内气体温度保持不变，弹簧长度变为。已知大气压强为，重力加速度为，忽略弹簧体积。 (1)求弹簧的劲度系数。 (2)若加热缸内气体使弹簧恢复为原长，则气体压强和温度分别变为多少？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第39讲 热学基础 考点一 分子动理论 考●向●破●译 考向1 微观量的估算 例1【答案】CD 【变式训练1·变考法】 【答案】(1) (2) 【详解】（1）该气凝胶的质量为，则物质的量为，该气凝胶所含的分子数 （2）将气凝胶一个分子占有的体积看做是立方体，而一个分子占有的体积 可得相邻分子间距为 【变式训练2·变考法】 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设氧气物质的量为n，则 该氧气袋中的氧气分子的总个数 （2）每个氧气分子所占的空间 设氧气分子间的平均距离为d，则有 则该氧气袋中的氧气分子间的平均距离 考向2 扩散现象、布朗运动和热运动【重】 例2【答案】C 【变式训练1·变考法】【答案】C 考向3 分子力、分子势能与物体内能【重】 例3【答案】C 【变式训练1·变考法】【答案】D 考点二 固体和液体 考●向●破●译 考向1 晶体与非晶体 例1【答案】A 【变式训练1·变情境】【答案】C 【变式训练2·变考法】【答案】B 考向2 液体性质的理解 例2【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】B 考点三 气体实验定律 考●向●破●译 考向1 气体压强及其微观解释 例1【答案】A 【变式训练1·变考法】【答案】B 考向2 气体实验定律的应用【重】 例2【答案】B 【变式训练1·变考法】 【答案】(1) (2) 【详解】（1）管内空气柱的压强 （2）以空气柱为研究对象，初始状态：     末态：        根据理想气体状态方程，有 解得 则温度是 【变式训练2·变考法】 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初态气缸平衡 解得初态气体压强 末态水平放置，开口向右，活塞受力平衡 解得末态气体压强 整个过程等温，由玻意耳定律。气体体积 解得 （2）升温过程活塞自由，气压保持不变，即为等压过程，体积从膨胀到 气体对外做功 由热力学第一定律 考点四 气体状态变化的图像问题 考●向●破●译 考向1 气体的p-V图像与气体的p-图像【重】 例1【答案】B 【变式训练1·变考法】【答案】A 考向2 气体的 V-T图像【重】 例2【答案】C 【变式训练1·变情境】 【答案】(1)， (2)96J 【详解】（1）在状态A，分析气缸的受力，由平衡条件 有 得 从状态A到状态B，由图乙可知，由盖-吕萨克定律 有 得 （2）从状态A到状态B，气体等压膨胀对外做功，有 得 从状态B到状态C，气体体积不变，有 从状态A到C，由热力学第一定律 有，其中 得 【点睛】 考向3 气体的 P-T图像【重】 例3【答案】D 【变式训练1·变考法】【答案】B 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1．【答案】C 2．【答案】B 3． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）理想气体经历从状态到状态等温变化，气体的内能不变，由热力学第一定律有 解得 负号表示气体放出热量为。 （2）理想气体经历从状态到状态等温变化，由玻意耳定律有 解得 4． 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）根据题意，设弹簧长度变为时，气体的压强为，由于缸内气体温度保持不变，由玻意耳定律有 解得 对活塞受力分析，由平衡条件有 解得 （2）设弹簧恢复为原长，气体压强为和温度为，由平衡条件有 解得 初始水平放置状态和加热后弹簧恢复原长的状态体积相等，由理想气体状态方程有 解得 2 / 2 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