热学（讲义）-2026年高考物理二轮复习原卷版

专题15热学

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第一部分思维导图

第二部分核心考点精讲

【考点01】分子动理论固体、液体

［考点02］气体实验定律和理想气体状态方程

【考点03】气体实验定律与图像、热力学第一定律等的综合问题

第三部分题海精炼

X・

.X

物体由大量

分子组成

L理想气体

扩散现象

玻意耳

P\Vl=P2V2

定律

查理Pl_=P2_

定律元-司

盖一吕萨V,_v2

克定律不二不

理想气体二P2匕

状态方程17-T?

气体热现象的微观意义

■即

热力学第一定律

第一类永动机

第一种表述

热力学第二定律（第二种表述

第二类永动机

厂核心考点精讲；

■“

考点01分子动理论固体.液体

知识积累

1.分子动理论的三个核心规律

(1)分子模型、分子数

4

-

①分子模型：球模型:3立方体模型：v=/.

②分子数：N=nNA=~^-NA==NA.

iVlmVm

(2)分子运动：分子做永不停息地无规则运动，温度越高，分子的无规则运动越剧烈.

⑶分子势能、分子力与分子间距离的关系.

2.固体和液体

(1)晶体和非晶体的分子结构不同，表现出的物理性质不同.晶体具有确定的熔点.单晶

体表现为各向异性，多晶体和非晶体表现为各向同性.晶体和非晶体在适当的条件下可以相互

转化.

⑵液晶是一种特殊的物质状态，所处的状态介于固态和液态之间.液晶具有流动性，在

光学、电学、物理性质上表现为各向异性.

(3)液体的表面张力使液体表面具TF收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切.

典例精讲

【典例1】(2026•江苏•一模)如图所示为甲、乙两分子间的作用力〃与分子间距离，•的关系图像。若甲固

定，乙从无穷远处逐渐靠近甲，则分子势能最小时分子间距离为()

A.nB.n

【变式LI】（多选）（2026•山东济南•模拟预测）关于四幅图片中的信息,下列说法正确的是（）

粒位置连线图间距「的关系图

丙T

A.甲图中薄板一定是非晶体

B.乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且

C.内图说明了微粒分子做无规则运动

D.丁图中分子间距为4时，分子力为零

【变式1・2】（多选）（2026•内蒙古兴安盟•一模）如图甲为一气缸,其升降部分由M、N两筒组成，两筒

间密闭了••定质量的理想气体。图乙为气体分子速率分布曲线，初始时刻气缸内气体所对应的曲线为瓦若

用力使M迅速向下滑动，设此过程筒内气体不与外界发生热交换，则此过程中（）

A.气体对外界做功，内能减少

B.密闭气体压强增大，分子平均动能增大

C.容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数增加

D.密闭气体的分子速率分布曲线可能会由力曲线变成〃曲线

【变式1-31【改编】（2026・上海•一模）把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，液柱如图所示，正确

的现象应是（)

考点02气体实验定律和理想气体状态方程

知识积累

1.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。

⑵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。

2.利用气体实验定律和理想气体状态方程分析问题的步骤

根据题意，选出所研究的某一部分一定质量的气体

分别找出这部分气体状态发生变化前后的〃、匕T

数值或表达式,压强的确定是关键

选用气体状态方程或某一实验定律列式求解,有时

要讨论结果的合理性

注意：（1）若气体质E量一定，P、V、7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，〃、V、丁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。

3.变质量气体问题的解题思路

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。可利用牛二管+若

+…求解。

4.关联气体问题的解题思路

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。

典例精讲

【典例2】（2026・江苏镇江•一模）如图所示，把上端封闭、下端开口的玻璃管竖直插入水中后，将玻璃管

缓慢向下移动。若管内气体温度保持不变，则管内气体（）

A.压强小于大气压强B.内能增大

C.单位体积内的分子数保持不变D.单位面积上分子撞击器壁的作用力变大

举一反三

【变式2・1】（多选）（2026•辽宁沈阳•-模）如图，某同学向同定容积为V的气瓶中注入质量为〃2的水，

然后将瓶竖直倒立固定。现用打气筒通过带阀门的金属管向瓶内打入空气，打气结束时瓶内高压气体的体

积为0.5匕温度为7,压强为打开金属管阀门，若假设瓶内的水在极短时间内以恒定的速率喷出，当水

完全喷出时，瓶内气体的温度下降为0.987,瓶内气体可视为理想气体，质量不变。内能变化量与温度变化

量满足△。=。小丁的关系为常量），此过程可视为绝热过程，不计水的重力做功，下列说法正确的是

()

—气瓶

——高压气体

三三三三二三---水

瓶塞

雅二带阀门的

IT金属管

A.当水完全喷出时，瓶内气体压强为0.5p

B.当水完全喷出时，瓶内气体压强为U.49"

C.水喷射的恒定的速率是上杵

D.水喷射的恒定的速率是杉

【变式2・2】(2026・广东惠州•二模)图为一款导热性能良好的发声小黄鸭玩具。挤压小黄鸭，气流通过底

部出气口时可以发出鸣叫声。小明同学在17团的室外先用胶带封住小黄鸭底部出气口，再将其拿到27C室

内静置一段时间，设小黄鸭容积用不变。腔内气体均可视为理想气体，室内外大气压强均为E，热力学温

度T和摄氏温度，的关系为：7"+273K。求：

⑴小黄鸭在室内静置一段时间后腔内气体压强4;

(2)小明在室内轻按压小黄鸭，使其体积变为原来的此时腔内气体压强B；

⑶小黄鸭恢复:原状后再撕开胶带，一段时间后，腔内剩余气体质量与原气体质量之比为多少。

【变式2・3】【改编】(2026•广东深圳•一模)如图所示，竖直放置在水平面上的两汽缸底部由容枳可忽略

的细管连接，左、右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，截面枳分别为S、2S,左、右两汽缸内各有一个活塞将

缸内封闭一定质量的理想气体，左、右活塞质量分别为05〃、2m,轻质细弹簧上端与天花板连接、下端与

左侧汽缸内活塞相连。初始时，两缸内活塞离缸底的距离均为力，两活塞相平，大气压强为整，重力加

速度大小为g,汽缸导热性能良好，环境温度为封闭气体质量保持不变，弹簧的劲度系数为火,弹簧始

终在弹性限度内，汽缸足够长，求：

25

⑴开始时弹簧的形变量；

(2)使环境温度缓慢不高为2To,则右侧汽缸中活塞移动的距离为多少？

⑶若（2）过程中系统内能增加了则系统吸收的热量为多少？

考点03气体实验定律与图像、热力学第一定律等的综合问题

知识积累

解决气体实验定律与气体状态图像、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p-V图像、〃1图像还是匕7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叩分析计算（注意AV的正负号），在p-V图像中图线与V

轴所围的面积表示气体做的功。

典例精讲

【典例3】（2026•云南昭通•模拟预测）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.ArC和4-£>fC过程，外界对气体做功相同

B.气体在状态B时和在状态。时，气体分子热运动的平均动能相同

C.AfBlC和过程，气体放出的热量相同

D.状态C下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数比状态区更多

举一反三〉

【变式3・1】（2026•安徽合肥•模拟预测）一定质量的理想气体日状态。经状态2、。g1到状态。，其p-T

图像如图所示。下列说法正确的是（)

b

O>T

A.a、b、c三个状态的体积关系为匕＜必,＜匕

B.。到“过程，外界对气体做功，吸收热量

C.。到c过程，气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数增多

D.c到。过程，气体对外做功，分子的平均动能减少

【变式3・2】（2026•海南海口•二模）如图1所示，导热性良好的汽缸内用光滑活塞封闭着一定质量的理想

气体，汽缸开口向下悬挂在天花板上并保持静止，此时汽缸内空气柱长度为2/。；当汽缸按如图2所示开口

向上静置在地面上时，汽缸内的空气柱长度为4。已知汽缸的横截面积为S,大气压强为P。，重力加速度为

g，环境温度保持不变。

⑴求活塞的质量；

⑵现用外力缓慢向上拉图2的活塞（汽缸始终未离开地面），当汽缸内空气柱的长度再次变为2/。时，外力

做的功为%,求汽缸内气体从环境中吸收的热量。

【变式3・3】（2026•山东济南•模拟预测）如图甲所示，有一开口向卜，高度为〃、底面积为S的绝热气缸

固定在水平面上，气缸内部有加热装置，在缸口处有固定卡环，绝热活塞与气缸内壁之间无摩擦力。将一

定质量的理想气体封闭在活塞上方，开始时封闭气体的温度为（，压强为。.8〃0,活塞正好位于气缸的中间

位置。现通过电热丝缓慢加热，封闭气体先后经历了如图乙所示的由的状态变化过程，图中标出

的量为已知量。已知外界大气压强为Po,重力加速度为g,活寒的厚度不计，求：

⑴活塞的质量以及活塞刚运动到七环时缸内气体的温度;

⑵若已知气体的内能为。=。7（。为己知常量），求C过程中缸内气体吸收的热量。

下题海精炼

1.（2026•重庆•一模）开香槟的过程中，瓶中的气体的体积V与温度7的关系如图所示，已知A、8状态

的气体压强分别为必和必（气体可视作理想气体），下列说法正确的是（）

A.PA>PB

B.以匕VP/；

C.气体分子间的作用力表现为斥力

D.该曲线反映的是气体发生等压变化

2.（2026•山西晋城•一模）如图所示，粗细均匀的长直玻璃管两端开口，插在水银槽的水银中并保持固定,

管中有一段水银柱，玻璃管外水银液面为。，玻璃管内水银液面为〃，管中气体为理想气体，现从上管口缓

慢倒入一段水银，在倒入水银的过程中，整个装置温度保持不变，卜列判断止确的是（）

A.。、〃液面高度差不变B.管中气体分了数密度减小

C.管中气体分子平均速率增大D.管中气体放出然量

3.（多选）（2026•广西贵港•一模）在庆典活动中，五彩缤纷的气球在空中缓慢上升，其体积逐渐变大。

已知环境温度随百度增加而降低，球内气体可视为理想气体，巨气球不漏气。关于上升过程中球内气体的

状态变化，下列说法正确的是（）

A.气体的内能减少

B.气体对外界做正功

C.单位时间内撞到气球壁单位面积上的气体分子数逐渐减小

D.气体分子的平均动能增大

4.（多选）（2026•湖南•一模）如图所示是一定质量的理想气体从状态。到状态力的P-V图像，线段曲的

延长线过原点。已知该理想气体的内能与热力学温度的关系是（攵为比例系数，T为热力学温度），

气体在状态。时的温度为《，则对气体从状态〃到状态〃过程中（）

A.气体温度保持不变

B.气体分子数密度减小

c.气体对外界做功为引坐

D.气体从外界吸收热量为弘％-警

5.（多选）（2026•甘肃•一模）如图所示，一开口向上的汽缸放在水平面上，用一定质量的活塞将理想气

体封闭在汽缸中，汽缸和活塞导热性能良好，环境温度保持不变，忽略活塞与汽缸间的摩擦。下列说法错

误的是（)

阀门

A.若仅将环境温度升高少许，气体从外界吸收热量

B.仅在活塞卜放置硬码，单付体积单位时间撞击器壁的分子数不变

C.仅在活塞上放置破码，封闭气体从外界吸收热最

D.仅打开阀门放出少许气体，分子的平均动能减少

6.（2025•河北•模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为々：叫=4:1,原线圈接在电压峰

值为4=40及V的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R=10a2的电热丝，设电阻丝自身升温所需

热量以及所占的体积忽略不计，绝热容器4的容积为％=2L。4容器通过一绝热细管与一竖直的横截面积

为S=lOOcn?的绝热容器C相连，容相C_L有质量为，〃-10kg的绝热活塞封闭，活塞与C容出间无摩擦。

现有一定质量理想气体封闭在两容器中，开始时容器内气体温度为"=300K,活塞离容器底高度为

%=10cm,大气压强为〃o=I.Ol＞：lO、Pa,接通电源对电阻丝加热放出热量，使。中活塞缓慢移动，当稳定

时容器内气体温度为24，电阻丝加热放出热晟Q=900J。不考虑容器吸收热量，重力加速度大小gTOm/s?。

⑴求变压器的输出功率场小

⑵求达到平衡时容器C中活塞移动的位移；

⑶若电热丝产生的热量全部被气体吸收，求电阻丝加热放出Q=900J热量所用的通电时间和容器中气体增

加的内能。

7.（2026•陕西西安•三模）如图所示，在玻璃杯中倒入半杯热水，并立即用重为2N玻璃杯盖盖住杯「I将杯

中气体封住，开始时杯中封闭气体的压强为1x10,Pa,封闭气体的温度为37C,当封闭气体的温度升高至

某•温度时，玻璃杯盖刚好被顶起，并跑出•部分气体，跑出•部分气体后杯中气体压强变为IxlO'Pa,并

再次被玻璃杯盖封住；已知大气E强为lxlO，Pa,杯口的横截面积为40x10'm?,重力加速度为10m/s?,

设跑出气体过程杯中气体温度不变，求:

⑴玻璃杯盖刚要被顶起时，杯中气体的温度为