2026版高考物理二轮复习微专题13　热学（学用）

专题六热学近代物理微专题13热学1.估算问题(1)分子总数：N＝nNA＝eq\f(m,M)NA＝eq\f(V,Vmol)NA.特别提醒：对气体而言，V0＝eq\f(V,N)不等于一个气体分子的体积，而是表示一个气体分子占据的空间．(2)两种分子模型：①球体模型：V＝eq\f(4,3)πR3＝eq\f(1,6)πd3(d为球体直径)；②立方体模型：V＝a3.2.分子热运动：分子永不停息地做无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈，即平均速率越大，但某个分子的瞬时速率不一定大.3.布朗运动：在显微镜下看到的悬浮在液体中的微小颗粒的永不停息的无规则运动，布朗运动反映了液体分子的无规则运动，颗粒越小，运动越明显；温度越高，运动越剧烈.4.分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系甲乙5.分子运动速率分布的统计规律：气体分子运动速率分布呈正态分布，即中间多、两头少的分布规律．6.晶体与非晶体(1)固体的分子间距很小，分子间作用力很大，分子在平衡位置附近做无规则的振动．(2)区分晶体和非晶体的标准是看是否有确定的熔点，区分单晶体和多晶体的标准是看形状是否规则、某些性质是否具有各向异性.7.液体(1)液体的表面张力使液体表面具有收缩的趋势，表面张力的方向跟液面相切，跟这部分液面的分界线垂直.(2)液晶既具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性．8.气体压强的微观解释9.气体实验定律、理想气体状态方程(1)一定质量的理想气体：eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2).(2)等温过程：p1V1＝p2V2；等压过程：eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)；等容过程：eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2).10.热力学第一定律：ΔU＝Q＋W.注意正、负号法则．11.热力学第二定律的两种表述：(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体．(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．或表述为第二类永动机是不可能制成的．考情一热学概念的理解1.(2025·江苏卷)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.(2023·江苏卷)如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，该过程中()A.气体分子的数密度增大B.气体分子的平均动能增大C.单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D.单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小3.(2022·江苏卷)自主学习活动中，同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论，下列说法中正确的是()A.体积增大时，氢气分子的密集程度保持不变B.压强增大是因为氢气分子之间斥力增大C.因为氢气分子很小，所以氢气在任何情况下均可看成理想气体D.温度变化时，氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化考情二气体实验定律的综合应用4.(2024·江苏卷)某科研实验站有一个密闭容器，容器内有温度为300K、压强为1×105Pa的气体，容器内有一个面积为0.06m2的观测台，现将这个容器移动到月球，容器内的温度变成240K，整个过程可认为气体的体积不变，月球表面为真空状态．求：(1)气体现在的压强．(2)观测台对气体的压力大小．考情三气体实验定律与热力学第一定律的综合5.(2025·江苏卷)如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气．当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾．橡胶塞跳出后，瓶内气体()A.内能迅速增大 B.温度迅速升高C.压强迅速增大 D.体积迅速膨胀6.(2022·江苏卷)如图所示，一定质量的理想气体分别经历a→b和a→c两个过程，其中a→b为等温过程，状态b、c的体积相同，则()A.状态a的内能大于状态bB.状态a的温度高于状态cC.a→c过程中气体吸收热量D.a→c过程中外界对气体做正功7.(2021·江苏卷)如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为S，与汽缸底部相距L，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为p0和T0.现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动距离L后停止，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为f，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程中气体吸收的热量为Q，求该过程中：(1)内能的增加量ΔU.(2)最终温度T.考向1热学概念的理解(2025·山东卷)分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为0，则()A.只有r大于r0时，Ep为正 B.只有r小于r0时，Ep为正C.当r不等于r0时，Ep为正 D.当r不等于r0时，Ep为负题组跟进11.(2025·南通第一次调研)黑磷的原子按照一定的规则排列呈片状结构，电子在同一片状平层内容易移动，在不同片状平层间移动时受到较大阻碍，则黑磷()A.属于多晶体B.没有固定的熔点C.导电性能呈各向异性D.没有天然的规则几何外形2.(2025·南通四模)肥皂水浸润玻璃，现将粗细不同的两根玻璃管竖直插入肥皂水中，管内液面情形可能正确的是()3.(2025·如皋第三次适应性考试)如图所示，内壁光滑的绝热汽缸竖直放置在水平桌面上，汽缸内封闭一定质量的理想气体．在外力作用下，活塞从A处缓慢运动到B处，该过程中()A.气体的内能减小B.气体分子的数密度变大C.气体分子的平均动能增加D.单位时间内气体分子对单位面积缸壁的作用力增大考向2气体实验定律的综合应用(2025·海南卷)竖直放置的汽缸内，活塞横截面积S＝0.01m2，活塞质量不计，活塞与汽缸之间无摩擦，最初活塞静止，缸内气体T0＝300K，V0＝5×10－3m3，大气压强p0＝1×105Pa，取g＝10m/s2.(1)若加热活塞缓慢上升，体积变为V1＝7.5×10－3m3，求此时的温度T1.(2)若往活塞上放m＝25kg的重物，保持温度T0不变，求稳定之后，气体的体积V2.气体实验定律相关问题的解题策略1.合理选取气体变化所遵循的规律列方程(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．2.关联气体问题：研究由活塞、液柱相联系的两部分气体时，注意找两部分气体的压强、体积等关系，列出关联关系式，再结合气体实验定律或理想气体状态方程求解．3.变质量问题：在充气、抽气等“变质量”问题中可以把充进或抽出的气体包含在气体变化的始、末状态中，即把变质量问题转化为恒定质量的问题．题组跟进21.(2025·徐州调研)如图所示为水平放置的固定圆柱形汽缸，汽缸内被A、B两活塞封闭着一定质量的气体，活塞之间用硬杆相连(硬杆的粗细可忽略)，活塞与汽缸壁之间可无摩擦地滑动而不漏气．现缸内气体温度为T1，活塞在图示位置保持静止，若缸内气体温度缓慢下降到T2，且降温幅度很小，外界环境压强不变，则下列说法中正确的是()A.缸内气体将做等体积变化，活塞不发生移动B.活塞将向右移动C.活塞将向左移动D.活塞再次静止时，缸内气体的体积、温度、压强与降温前相比都发生了变化2.(2025·如皋第二次适应性考试)两端封闭的玻璃管水平放置，一段水银柱将管中的气体a、b隔开，水银柱处于静止状态，图中标明了气体a、b的体积和温度的关系．如果气体a、b均升高相同的温度，水银柱向左移动的是()3.(2025·南通第二次调研)某校冬季篮球比赛在球馆内进行，篮球被带入球馆前，球内气体的温度t1＝－3℃，压强p1＝1.35×105Pa.被带入球馆后一段时间，球内气体温度t2＝7℃，球的体积保持不变．(1)求温度为t2时球内气体压强p2.(2)比赛要求篮球内气体压强p＝1.6×105Pa，则需充入一定质量的气体．设充气过程中球内气体温度保持t2不变，求充入球内气体的质量与原来球内气体质量的比值k.考向3气体实验定律与热力学第一定律的综合(2025·南京、盐城一模)如图所示，一定质量的理想气体经历了a→b、b→c、c→a三个过程，已知b→c为等容过程，另外两个中一个是等温过程，一个是绝热过程．下列说法中正确的是()A.a→b过程，气体压强和体积的乘积变大B.a→b过程，气体压强和体积的乘积变小C.c→a过程，气体压强和体积的乘积变大D.c→a过程，气体压强和体积的乘积变小热力学第一定律中ΔU、W、Q的分析思路1.内能变化量ΔU(1)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W：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>0.3.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．题组跟进31.(2025·北京卷)我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒．猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃．在压缩过程中，筒内气体()A.压强变小 B.对外界不做功C.内能保持不变 D.分子平均动能增大2.(2024·海南卷改编)一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法中正确的是()A.bc过程气体对外界做功 B.ca过程气体压强不变C.ab过程气体放出热量 D.ca过程气体内能减小3.(2025·南京、盐城期末调研)如图所示，在水平固定的圆柱形导热容器内用活塞密封一定质量的气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为p0的空气中，开始时容器内气体的温度为T0，活塞与容器底部的距离为L0.当外界空气的温度逐渐降低，活塞缓慢向左移动d后再次平衡，气体向外放出热量为Q.求：(1)此时外界空气的温度T.(2)此过程中气体内能的变化量ΔU.配套热练1.(2025·南通第三次调研)“覆水难收”意指泼出去的水不能自发回到原来的状态，其蕴含的物理规律是()A.热平衡定律 B.热力学第一定律C.热力学第二定律 D.机械能守恒定律2.(2025·南京、盐城一模)汽缸内封闭有一定质量的气体，在某次压缩过程中，缸内气体的温度从T1迅速升高至T2.下列各图中，纵坐标f(v)表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，图线Ⅰ、Ⅱ分别为缸内气体在T1、T2两种温度下的分子速率分布曲线，其中正确的是()3.(2025·南通四模)气球在空中缓慢上升，体积逐渐变大，将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，该过程中球内气体压强p和体积V的关系可能正确的是()4.(2025·泰州四模)如图所示，一个固定的绝热容器被隔板K分成A、B两室，已知A内有一定质量的理想气体，B内为真空．抽开隔板K，最终达到平衡状态，该过程中()A.气体对外界做功B.气体的温度不变C.每个气体分子的速率都减小D.单位时间单位面积气体分子与容器撞击的次数变多5.(2025·甘肃卷)如图所示，一定质量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C.已知质量一定的某种理想气体的内能只与温度有关，且随温度升高而增大．下列说法中错误的是()A.A→B过程为吸热过程 B.B→C过程为吸热过程C.状态A压强比状态B的小 D.状态A内能比状态C的小6.(2025·苏锡常镇调研二)如图所示为一定质量理想气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成．下列说法中正确的是()A.在a→b过程中，气体分子的数密度变小B.在b→c过程中，气体吸收热量C.在c→d过程中，气体分子的平均速率增大D.在d→a过程中，气体的内能增加7.(2025·泰州调研)取一个透明塑料瓶，向瓶内注入少量的水．将橡胶塞打孔，安装上气门嘴，再用橡胶塞把瓶口塞紧，并向瓶内打气，橡胶塞迅速跳出，瓶内出现白雾．橡胶塞跳出过程中()A.瓶内气体对外界做负功B.瓶内气体向外界放热C.瓶内气体温度迅速下降D.气体分子单位时间对瓶壁单位面积碰撞的个数增大8.(2024·苏锡常镇调研二)如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象，管中水会沿管上升一段高度．如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是()9.(2025·苏州、海门、淮阴、姜堰四校联考)两只相同的篮球甲、乙内空气压强相等、温度相同．用气筒给甲球快速充气，给乙球缓慢充气，两球充入空气的质量相同．设充气过程篮球体积不变，则下列说法中正确的是()A.刚充完气，两球中气体分子的平均动能相等B.刚充完气，甲中气体分子的数密度较大C.刚充完气，两球内气体压强相等D.对甲充气过程人做的功比对乙的多10.(2024·如皋调研)小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温(室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强)，结构如图所示，大玻璃泡A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度．当室内温度为27℃时，B管内水银面的高度为16cm，B管的体积与大玻璃泡A的体积相比可忽略不计，则下列说法中正确的是()A.该测温装置利用了气体的等压变化的规律B.B管上所刻