2026年高考物理二轮复习（上海）重难11 热学（重难专练）（原卷版）

重难11热学

.............................................................................................................................2

.............................................................................................................................2

一、物质的量阿伏加德罗常数..........................................................................................................................2

二、分子的运动和相互作用力............................................................................................................................3

三、气体分子速率分布的统计规律....................................................................................................................4

四、理想气体状态方程........................................................................................................................................4

五、热力学第一定律............................................................................................................................................6

六、液体................................................................................................................................................................6

七、固体................................................................................................................................................................7

...........................................................................................................................7

...........................................................................................................................10

...........................................................................................................................13

一、物质的量阿伏加德罗常数

1.物质的量的单位：

2323－1

1摩尔（mol）=6.02×10个粒子，该数量称为阿伏加德罗常数，即NA＝6.02×10mol

2.摩尔质量：指1mol物质的质量，用符号Mmol表示。

3.摩尔体积：指标准状况下1mol物质的体积，用符号Vmol表示。

标准状况：1大气压，温度为0摄氏度，标准状况下任何气体摩尔体积VA=22.4L/mol。

4.阿伏加德罗常数，即NA是联系微观和宏观的桥梁。

mV

求分子数解题思路：

(1)NnNANANA

MmolVmol

①分子数量：N=n×NA关键是先求出摩尔数

②质量=体积×密度：m=V×ρMmol=Vmol×ρ

mV

③nn

MmolVmol

(2)求单个分子（原子）的质量和体积解题思路：关键是求出摩尔质量和摩尔体积。

M

①由mol，所以要求每个分子的质量，即需要求出该物质的摩尔质量；

m0

NA

V

②由mol，所以要求每个分子的体积，即需要求出该物质的摩尔体积。

V0

NA

二、分子的运动和相互作用力

1.布朗运动

(1)定义：悬浮在液体（或气体）中的固体微粒永不停息的无规则运动。

(2)产生原因：悬浮在液体中的微粒质量很小，在某一瞬间液体分子对微粒撞击力的不平衡导致。

(3)影响布朗运动的因素：微粒越小，液体的温度越高，布朗运动越激烈。

2.分子力与分子间距离变化的关系

－10

(1)平衡位置：分子间距离r＝r0的位置，引力与斥力大小相等，合力为零，r0数量级为10m。

(2)分子间引力和斥力的变化：引力和斥力都随分子间距离r的增大而减小，但斥力减小得更快。

(3)分子力与分子间距离变化的关系及分子力模型。

F随r的变化关系图像分子间距离分子力分子力模型

r＝r0零

表现为斥力，且分子力随

r<r0

分子间距的增大而减小

表现为引力，且分子力随

r>r0分子间距的增大，先增大

后减小

(4)当r＞10r0时，分子间相互作用力变得十分微弱，可认为分子力F为零（如理想气体）。

3.分子力做功和势能

(1)当r＞r0，r增大，分子力为引力，分子力做负功，分子势能增加。

(2)当r＜r0，r减小，分子力为斥力，分子力做负功，分子势能增加。

(3)当r=r0，势能最小，动能最大，速度最大。

分子力做功，分子的动能和势能守恒，取无穷远处为势能零点，则Ep-r图像：

三、气体分子速率分布的统计规律

1.气体分子速率分布的统计规律，如下图。

f(v)为在速率v附近单位速率间隔内气体分子数与分子总数的百分比。

(1)在任意温度下，所有气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布。

(2)当温度升高时，“中间多”这一高峰向速率大的一方移动。

(3)温度越高，分子热运动越剧烈。温度是宏观概念，分子速率是微观概念。

(4)图像与横坐标轴所围成的面积=1。

四、理想气体状态方程

1.理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从气体实验定律的气体。

(1)理想气体是一种经科学的抽象而建立的理想化模型。

(2)理想气体不考虑分子间相互作用的分子力，不存在分子势能，内能取决于温度，与体积无关。

pVpV

2.一定质量的理想气体状态方程：1122C

T1T2

(1)T不变，即等温变化

(2)V不变，即等容变化

(3)p不变，即等压变化

pVpVpV

(4)推广形式，如果理想气体分割成多个部分，则：1122...

TT1T2

3.实验：用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系

数据处理和误差分析：

11

(1)化曲为直：p-V图像如下，是双曲线，不便于得出结论，作出V（或p）图像。

pV

(2)误差分析：

①为理论曲线。

②温度升高，斜率增大。（手握注射器有刻度处）

③漏气，质量减小，斜率减小。

④注射器内有物块，C，即：C，所以图像上移，截距是物块体积。

VVVV0V0

0pp

CC

⑤连接处气体，VV，即：VV，所以图像下移，截距V1是连接处体积。

1pp1

五、热力学第一定律

1.内容：系统内能的变化量∆U等于外界对系统所做的功W与系统从外界吸收的热量Q的代数和。

2.表达式：∆U=W+Q

通常，外界对系统做功时取W>0，系统对外界做功时取W<0；

系统从外界吸收热量时取Q>0，系统向外界放出热量时取Q<0。

3.等压膨胀，对外做功W=p∆V。

4.自由膨胀，即气体向真空中膨胀，对外不做功。

六、液体

1.液体的表面层特点：表面层分子间距比较稀疏，r>r0，分子间表现为引力，使液面收缩到表面积最小。

2.表面张力：液面各部分间的相互吸引力就叫做表面张力。

方向：表面张力方向与液面相切。

效果：使液面收缩，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。

3.浸润：如图乙：水浸润玻璃。器壁附近液面向上弯曲。

不浸润：如图甲：水银不浸润玻璃。器壁附近液面向下弯曲。

4.浸润和不浸润是相对的：水浸润玻璃，不浸润石蜡；水银浸润铅，不浸润玻璃。

5.浸润现象的微观解释

①当固体分子对附着层内的分子吸引力大于液体分子间的分子吸引力时，

附着层内液体分子较内部密集（r<r0），分子力表现为斥力，液面扩展，表现为浸润。

②当固体分子对附着层内液体分子吸引力小于液体分子间的吸引力时，

附着层内液体分子较内部稀疏（r>r0），分子力表现为引力，液面收缩，表现为不浸润。

6.毛细现象：浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象。

浸润液体在毛细管里上升后，形成凹液面不浸润液体在毛细管里下降后，形成凸液面

毛细管越细，上升或下降的高度越大。

七、固体

1.单晶体、多晶体和非晶体的比较

晶体非晶体

单晶体多晶体

原子或分子排列有一定的空间周期性规则无规则

外形有一定规则的几何外形没有规则的几何外形没有一定规则的外形

导热导电方向性各向异性各向同性各向同性

熔点有固定熔点无固定熔点

常见石英、云母、明矾、食盐、金属玻璃、蜂蜡、松香、沥青、

蔗糖、味精、雪花橡胶等

2.液晶：液晶是一种介于液态和晶态之间的特殊物质状态，它兼具液体的流动性和晶体的某些特性。

(1)有序性：液晶分子在空间上具有一定的有序排列。

(2)流动性：液晶具有液体的流动性。

(3)电学特性：不加电压时透明，光线能通过；加电压时不透明，不透光。

(3)光学特性：具有各向异性，即不同方向上光的传播能力不同。

（建议用时：20分钟）

1．如图所示，若纵坐标可以表示为分子间的作用力或分子势能，横坐标表示分子间的距离有关，横轴表示

分子间的距离，下列说法正确的是（）

A．标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零

B．分子间距离从零增大到r0的过程中，分子力做负功，分子势能增大

C．如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系

D．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线B表示分子力与分子间距的

关系

2．关于图所示的四幅图中现象的分析，下列说法不正确的是（）

A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果

B．乙图将棉线圈中P、Q两部分的肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果

C．丙图中毛细管中液面高于管外液面的是毛细现象，低于管外液面的也是毛细现象

D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，它的尖端会变钝，是液体表面张力的原因

3．关于生活中的一些热学现象，下列说法正确的是（）

A．图甲肥皂泡表面分子间表现为引力

B．图甲肥皂泡内气体压强小于外部气体压强

C．图乙中两种材料上的酱油滴，酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润

D．图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是非晶体

4．下列说法正确的是（）

A．甲图为氧气分子的速率分布图像，状态①的温度比状态②的温度低

B．乙图为一定质量的理想气体状态变化的pV图像，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平

均动能一直不变

C．丙图为用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形的图样，则该固体可能为多晶体

D．丁图为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系图像，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功

5．某实验小组用如图所示的装置来探究气体的等温变化规律，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想

气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差p，多次改变V，

1

测出多组p与V的对应值，并做出p的关系图像，下列说法正确的是（）

V

A．每次气体的状态调整后，不能立即记录数据

B．实验要保持环境温度和大气压强不变，可用手握住注射器快速推拉活塞来做实验

1

C．若实验过程中环境的温度突然升高，则p图像的斜率会增大

V

1

D．若p关系图像的纵截距为b，则大气的压强为2b

V

5

6．一定质量的理想气体，初始状态压强p1310Pa、体积V11L、温度T1300K。经历某过程后，末状

5

态压强p2110Pa、体积V23L。已知该过程中气体对外界做功为200J，下列说法正确的是（）

A．气体内能一定减少

B．气体向外界放出200J热量

C．该过程为自发的绝热过程，符合热力学第二定律

D．该过程初末状态气体分子的平均动能相同

7．如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（）

A．AC和ADC过程，外界对气体做功相同

B．ABC和ADC过程，气体放出的热量相同

C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同

D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同

8．中国企业打破国外技术垄断，自主研发的船用涡轮增压器被应用于大型远洋船舶，其中奥托循环起到关

键作用。如图所示，奥托循环abcda由两个绝热和两个等容过程组成。关于该循环，下列说

法正确的是（）

A．整个过程中温度最高的是状态b

B．在da过程中，所有气体分子的热运动速率减小

C．在bc过程中，气体放出热量

D．整个过程气体吸收热量

9．如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③、④到达状态e，a、e连线与横轴

平行。对此气体，过程①中气体的压强（填“增大”“减小”或“不变”），从状态a到达状态e的

整个过程气体（填“从外界吸收热量”“向外界放出热量”或“与外界无热量交换”）。

（建议用时：30分钟）

（24-25高三下·上海金山·阶段练习）井盖跳跃现象

在日常生活中有很多有趣的热学现象，可以用所学的气体知识来解释。例如，如果你留心观察，会发现

在暴雨期间，水位迅速上涨，井盖可能出现不断跳跃的现象。如图所示是某排水管道的侧面剖视图。并盖

上的泄水孔因杂物而堵塞，并盖与井口间密封良好但不粘连。设井盖质量m20kg，圆柱形竖直井内水面

面积S0.20m2，图示时刻水面与井盖之间有一定的距离，井内密封有压强刚好等于大气压强

52

p01.0110Pa，温度T0300K的空气（可视为理想气体），重力加速度g10m/s。密封空气的温度始

终不变。

1．随着水面上涨，并盖将要被顶起时密闭空气的压强为（）

A．1.0105PaB．1.01105Pa

C．1.02105PaD．1.11105Pa

2．若水面上涨但井盖被顶起之前，对于被井盖封闭的理想气体，压强会（）

A．增大B．不变C．减小D．先增后减小

3．随着水面上涨到井盖被顶起之前，对于被井盖封闭的理想气体，下列说法正确的是（）

A．气体经历了等压变化B．气体对外界放出热量

C．气体分子平均动能增大D．气体的分子势能减小

（25-26高三上·上海·期中）含氧气的空气是天然的制氧原料。工业制氧先使空气降温液化，再适当升温分

馏出高纯度液氧。液氧在航天、医疗等领域均有广泛应用。

4．干燥纯净空气在制冷装置中多次循环后，得到冷凝的液化空气。某次火箭发射，舱内携带了装有一定质

量理想气体的容器。容器中的气体分别经历了ab和bc两个过程，如图所示，其中ab为等温过

程，则（）

A．气体在状态a的温度高于在状态c的温度

B．abc的过程中外界对气体做正功

C．ab的过程气体吸热

D．气体在状态b的内能等于在状态c的内能

5．结合上题情境，在达到冷凝温度前，一定质量的空气（可视为理想气体）经某一过程，放出热量Q，外

界对空气做功W，在这一过程中气体温度下降，则（W、Q均为正值）（）

A．WQ0B．WQ0C．WQ0D．WQ0

6．当血氧饱和度过低时，需立即给病人供氧。如图为容积50L的医用氧气袋，充满氧气后内部气压约为

1.1×105Pa。若该氧气袋输出的氧气压强保持在1.01105Pa，阀门的出气流速恒为2.0L/min，则该袋氧气

最多可供氧min。（在此过程中气体温度不变，结果保留2位有效数字）

7．如图所示，一定质量的理想气体可经ABC过程从A状态变化到C状态。已知p0、V0及气体处于A状态

时温度为T0。求：

(1)气体处于B状态时的温度T；

(2)ABC过程外界对气体做的功W；

(3)ABC过程气体放出的热量Q放。

5

8．某同学将一容积为V的矿泉水瓶密封好，封闭气体的温度为27℃，压强为p11.010Pa，他缓慢挤压

1

瓶身，使其容积减小了，封闭气体可视为理想气体。

6

(1)求此时瓶内气体的压强；

(2)他突然将矿泉水瓶释放，水瓶的容积迅速恢复到原来的95%，同时瓶内气体的温度变为24℃，求此时

瓶内气体的压强（保留两位小数）。

9．某种卡车轮胎的标准胎压范围为2.8105Pa~3.5105Pa。假设某次出车过程中胎内气体压强p随体积V

的变化如图所示，已知状态的温度，体积和压强分别为3、5；状态

aT1300KV1p10.528m3.010Pab

3

的温度T2350K，体积增大到V20.560m，气体可视为理想气体。

(1)求状态b的气体压强p2；

(2)请判断气体经历abca过程吸热还是放热，并求出吸收或放出的热量。

（建议用时：40分钟）

（24-25高二下·上海·期末）如图，某款气压式升降椅通过与椅面连接的气缸上下运动来控制椅子升降，

气动杆固定在底座上，气缸与气动杆之间密闭一定质量的空气（气缸气密性、导热性良好，不计气缸与气

25

动杆间的摩擦）。已知椅面与气缸的总质量为6.0kg，气动杆的横截面积为30cm。（大气压强p0=1.0×10Pa，

重力加速度大小g=10m/s2）

1．没有任何物体放置在椅面上时，

（1）密闭空气的压强为()

A．1.5×104PaB．8.0×104PaC．1.0×105PaD．1.2×105Pa

（2）若降低室温，椅面将()

A．上升B．保持不动C．下降

（3）在室温降低的过程中，密闭气体的()

A．内能不断减小，向外放出热量B．内能不断减小，从外界吸收热量

C．内能保持不变，向外放出热量D．内能保持不变，从外界吸收热量

2．在室温恒定的房间中，质量为54kg的某同学坐上空的椅面（双脚始终悬空），椅面缓慢下降12cm后达

到稳定状态。该同学坐上椅面前气缸内密闭气柱的长度为cm。

3．密封于气缸中的理想气体，从状态依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积

V随热力学温度T变化的VT图像如图所示，则对应的气体压强p随T变化的pT图像正确的是（）

A．B．C．D．

（24-25高二下·上海·期末）气体温度计是一种以一定质量的气体作为工作物质的温度计。如图，某同学

利用气体定律设计如下装置：空的饮料罐中插入一根塑料吸管，吸管内有一小段红色水柱密封饮料罐和吸

管中的气体，吸管右端开口。在大气压为1.0105Pa的环境中，记录两个温度时的水柱位置，均匀标注温度

刻度，即制成一个简易气温计。（吸管壁厚度和水柱长度可忽略，装置不漏气）

4．若水对塑料是不浸润的，

（1）这是由于塑料分子对附着层内水分子的吸引力液体内部水分子间的吸引力。

（2）将粗细不同的塑料管插入水中，其液面分布正确的是()

A．B．C．D．

5．水柱离罐口的距离x随热力学温度T的变化关系图像可能为（）

A．B．C．

D．E．

6．若将封闭气体看作理想气体，开口端大气压强不变，当x增大时，封闭气体的内能（选填：“变大”、

“变小”或“不变”），气体（选填：“吸热”或“放热”）。

7．已知饮料罐的容积为200cm3，露在罐外的吸管长度为50cm，横截面积为0.20cm2，水柱离罐口20cm处

温度刻度为25℃。若大气压为0.99105Pa，环境温度为25℃时水柱离罐口距离为cm（结果保

留3位有效数字）。

（23-24高三上·上海浦东新·开学考试）热学问题研究

把一个小烧瓶和一根弯成直角的均匀玻璃管用橡皮塞连成如图所示的装置，在玻璃管内引入一小段油柱，

将一定质量的空气密封在容器内。如果不计油柱与管壁间的摩擦和外界大气压强的变化，利用此装置可以

研究烧瓶内空气的体积随温度变化的关系。

8．关于瓶内气体，下列说法中正确的有（）

A．温度升高时，瓶内气体体积增大，压强不变

B．温度升高时，瓶内气体分子的动能都增大

C．温度升高，瓶内气体分子单位时间碰撞到容器壁单位面积的次数增多

D．温度不太低，压强不太大时，可视为理想气体

9．改变烧瓶内气体的温度，测出几组体积V与对应温度T的值，作出V-T图像如图所示。已知大气压强

5

p0=1×10Pa，则由状态