新高考物理二輪復(fù)習(xí)重難點(diǎn)專練重難點(diǎn)17 熱學(xué)（原卷版）

重難點(diǎn)17熱學(xué)重難點(diǎn)17熱學(xué)1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與氣體、液體、固體等熱學(xué)探究情境，解題時(shí)能從具體情境中抽象出物理模型，正確應(yīng)用相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)解決物理實(shí)際問題。2.考查知識(shí)主要集中在三個(gè)方面:①分子運(yùn)動(dòng)論;②氣體;③固體、液體、氣體物態(tài)變化④熱力學(xué)定律和能量守恒定律3.計(jì)算題經(jīng)常結(jié)合生活生產(chǎn)場(chǎng)景中與氣體有關(guān)問題，利用氣體實(shí)驗(yàn)定律和理想氣體狀態(tài)方程來解題。4.實(shí)驗(yàn)題經(jīng)常出現(xiàn)油膜法估算分子直徑和探究氣體實(shí)驗(yàn)定律等實(shí)驗(yàn)。一分子動(dòng)理論、內(nèi)能及熱力學(xué)定律1.分子動(dòng)理論要掌握的“一個(gè)橋梁、三個(gè)核心”(1)宏觀量與微觀量的轉(zhuǎn)換橋梁(2)分子模型、分子數(shù)①分子模型：球模型V＝eq\f(4,3)πR3，立方體模型V＝a3.②分子數(shù)：N＝nNA＝eq\f(m,Mmol)NA＝eq\f(V,Vmol)NA(固體、液體)．(3)分子運(yùn)動(dòng)：分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，即平均速率越大，但某個(gè)分子的瞬時(shí)速率不一定大．(4)分子勢(shì)能、分子力與分子間距離的關(guān)系．2.理想氣體相關(guān)三量ΔU、W、Q的分析思路(1)內(nèi)能變化量ΔU的分析思路①由氣體溫度變化分析氣體內(nèi)能變化．溫度升高，內(nèi)能增加；溫度降低，內(nèi)能減少．②由公式ΔU＝W＋Q分析內(nèi)能變化．(2)做功情況W的分析思路①由體積變化分析氣體做功情況．體積膨脹，氣體對(duì)外界做功；體積被壓縮，外界對(duì)氣體做功．②由公式W＝ΔU－Q分析氣體做功情況．(3)氣體吸、放熱Q的分析思路：一般由公式Q＝ΔU－W分析氣體的吸、放熱情況．二固體、液體和氣體1．固體和液體的主要特點(diǎn)(1)晶體和非晶體的分子結(jié)構(gòu)不同，表現(xiàn)出的物理性質(zhì)不同．晶體具有確定的熔點(diǎn)，單晶體表現(xiàn)出各向異性，多晶體和非晶體表現(xiàn)出各向同性．晶體和非晶體在適當(dāng)?shù)臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化．(2)液晶是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，所處的狀態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間，液晶具有流動(dòng)性，在光學(xué)、電學(xué)物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性．(3)液體的表面張力使液體表面具有收縮到最小的趨勢(shì)，表面張力的方向跟液面相切．2．飽和汽壓的特點(diǎn)液體的飽和汽壓與溫度有關(guān)，溫度越高，飽和汽壓越大，且飽和汽壓與飽和汽的體積無關(guān)．3.相對(duì)濕度某溫度時(shí)空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度時(shí)水的飽和汽壓之比．即B＝eq\f(p,ps).4．對(duì)氣體壓強(qiáng)的兩點(diǎn)理解(1)氣體對(duì)容器壁的壓強(qiáng)是氣體分子頻繁碰撞的結(jié)果，溫度越高，氣體分子數(shù)密度越大，氣體對(duì)容器壁因碰撞而產(chǎn)生的壓強(qiáng)就越大．(2)地球表面大氣壓強(qiáng)可認(rèn)為是大氣重力產(chǎn)生的．三氣體實(shí)驗(yàn)定律與理想氣體狀態(tài)方程1．氣體壓強(qiáng)的幾種求法(1)參考液片法：選取假想的液體薄片(自身重力不計(jì))為研究對(duì)象，分析液片兩側(cè)受力情況，建立平衡方程，消去面積，得到液片兩側(cè)壓強(qiáng)相等方程，求得氣體的壓強(qiáng)．(2)力平衡法：選與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，得到液柱(或活塞)的受力平衡方程，求得氣體的壓強(qiáng)．(3)等壓面法：在連通器中，同一種液體(中間不間斷)同一深度處壓強(qiáng)相等．(4)加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中封閉氣體壓強(qiáng)的求法：選與氣體接觸的液柱(或活塞)為研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，利用牛頓第二定律列方程求解．2．巧選“充氣、抽氣、灌氣(分裝)、漏氣”問題中的研究對(duì)象——化變質(zhì)量為定質(zhì)量在“充氣、抽氣、灌氣(分裝)、漏氣”問題中通過巧選研究對(duì)象可以把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量的問題．(1)充氣問題設(shè)想將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體用一個(gè)無形的彈性口袋收集起來，那么當(dāng)我們?nèi)∪萜骱涂诖鼉?nèi)的全部氣體為研究對(duì)象時(shí)，這些氣體狀態(tài)不管怎樣變化，其質(zhì)量總是不變的．這樣，就將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題．(2)抽氣問題用抽氣筒對(duì)容器抽氣的過程中，對(duì)每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變化，其解決方法同充氣問題類似，假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變化的始末狀態(tài)中，即把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題．(3)灌氣(分裝)問題將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問題，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體看作整體作為研究對(duì)象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題．(4)漏氣問題容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變化，不能用理想氣體狀態(tài)方程求解．如果選容器內(nèi)剩余氣體為研究對(duì)象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題．四氣體的狀態(tài)變化圖象與熱力學(xué)定律的綜合問題1．一定質(zhì)量的理想氣體的狀態(tài)變化圖象與特點(diǎn)類別圖象特點(diǎn)其他圖象等溫線pV＝CT(其中C為恒量)，pV之積越大，等溫線溫度越高，線離原點(diǎn)越遠(yuǎn)p＝CTeq\f(1,V)，斜率k＝CT，即斜率越大，溫度越高等容線p＝eq\f(C,V)T，斜率k＝eq\f(C,V)，即斜率越大，體積越小等壓線V＝eq\f(C,p)T，斜率k＝eq\f(C,p)，即斜率越大，壓強(qiáng)越小2.對(duì)熱力學(xué)第一定律的考查有定性判斷和定量計(jì)算兩種方式(1)定性判斷利用題中的條件和符號(hào)法則對(duì)W、Q、ΔU中的其中兩個(gè)量做出準(zhǔn)確的符號(hào)判斷，然后利用ΔU＝W＋Q對(duì)第三個(gè)量做出判斷．(2)定量計(jì)算一般計(jì)算等壓變化過程的功，即W＝p·ΔV，然后結(jié)合其他條件，利用ΔU＝W＋Q進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．(3)注意符號(hào)正負(fù)的規(guī)定若研究對(duì)象為氣體，對(duì)氣體做功的正負(fù)由氣體體積的變化決定．氣體體積增大，氣體對(duì)外界做功，W<0；氣體的體積減小，外界對(duì)氣體做功，W>0.（建議用時(shí)：30分鐘）1．（2024·云南昆明·統(tǒng)考一模）升降椅簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)如圖所示，座椅和圓柱形導(dǎo)熱汽缸固定在一起，汽缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。若封閉氣體不泄漏且環(huán)境溫度恒定，人坐上座椅到最終氣體狀態(tài)穩(wěn)定的過程中，下列說法正確的是（）A．封閉氣體的內(nèi)能增加 B．封閉氣體對(duì)外界做正功C．封閉氣體向外界放出了熱量 D．封閉氣體的分子平均動(dòng)能增大2．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A緩慢經(jīng)過B、C、D再回到狀態(tài)A，其熱力學(xué)溫度T和體積V的關(guān)系圖像如圖所示，BA和CD的延長(zhǎng)線均過原點(diǎn)O，氣體在狀態(tài)A時(shí)的壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0過程中氣體向外界放熱B．SKIPIF1<0過程中氣體分子的平均動(dòng)能不斷增大C．SKIPIF1<0過程中氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)容器壁的碰撞次數(shù)不斷減少D．SKIPIF1<0過程中氣體的溫度升高了SKIPIF1<03．一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變?yōu)闋顟B(tài)c，其過程如SKIPIF1<0圖中SKIPIF1<0直線段所示，已知?dú)怏w在三個(gè)狀態(tài)的內(nèi)能分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則（

）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<04．（2024·遼寧沈陽·統(tǒng)考一模）2021年2月21日~4月2日，“深海一號(hào)”鉆井平臺(tái)搭載“蛟龍”號(hào)潛艇赴西北太平洋深淵區(qū)開展7000米級(jí)作業(yè)。若開始下潛時(shí)，“蛟龍”號(hào)潛艇內(nèi)氣體溫度為SKIPIF1<0、壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，當(dāng)下潛到某一深度時(shí)，艇內(nèi)溫度降到SKIPIF1<0。潛艇內(nèi)氣體視為理想氣體，體積和質(zhì)量不變，下列關(guān)于艇內(nèi)氣體的說法，正確的是（

）A．SKIPIF1<0時(shí)，壓強(qiáng)約為SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0時(shí)，壓強(qiáng)約為SKIPIF1<0C．下潛過程中，內(nèi)能增加 D．下潛過程中，吸收熱量二、多選題5．關(guān)于以下幾幅圖，下列說法正確的是（）A．圖1實(shí)驗(yàn)表明，大量的豆粒對(duì)秤盤的頻繁碰撞對(duì)秤盤產(chǎn)生了一個(gè)持續(xù)的均勻的壓力，氣體壓強(qiáng)就是這樣產(chǎn)生的B．圖2中，SKIPIF1<0對(duì)應(yīng)曲線為同一氣體在溫度較高時(shí)的速率分布圖C．圖3是布朗運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生原因的示意圖，可以看出，微粒越大，液體分子沿各方向撞擊它的數(shù)量越多，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯D．圖4中，若抽掉絕熱容器中間的隔板，氣體的溫度不變E．圖5中，液體表面層分子間相互作用表現(xiàn)為引力，正是因?yàn)橐Σ攀沟盟w可以停在水面上6．如圖所示，開口向上、內(nèi)壁光滑密封完好的絕熱氣缸水平放置，在氣缸M、N兩處設(shè)有卡口，厚度不計(jì)但具有一定質(zhì)量的活塞只能在M、N之間運(yùn)動(dòng)。開始時(shí)活塞停在SKIPIF1<0處，缸內(nèi)壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，溫度為SKIPIF1<0，現(xiàn)用缸內(nèi)電熱絲緩慢加熱，使活塞運(yùn)動(dòng)到SKIPIF1<0處，此時(shí)缸內(nèi)壓強(qiáng)為SKIPIF1<0，溫度為SKIPIF1<0，再持續(xù)加熱至溫度為SKIPIF1<0。已知外界大氣壓為SKIPIF1<0，缸內(nèi)氣體可視為理想氣體。則整個(gè)過程中氣缸內(nèi)氣體的p-T圖像及相關(guān)的說法正確的是（）

A．p-T圖像可能如圖甲所示?；钊弦七^程中，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能增加B．p-T圖像可能如圖乙所示?；钊o止于卡口M處，加熱時(shí)缸內(nèi)氣體分子動(dòng)能增加C．p-T圖像可能如圖丙所示。SKIPIF1<0與SKIPIF1<0時(shí)刻，某些氣體分子的動(dòng)能可能相同D．p-T圖像可能如圖丁所示。從SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過程，氣體分子與氣缸底部平均作用力增大7．小明同學(xué)為測(cè)定某高原的大氣壓強(qiáng)進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)。將總長(zhǎng)L=24cm的玻璃管開口端向下豎直插入裝有水銀的燒杯中，并使玻璃管內(nèi)外的液面相平，如圖1所示，測(cè)得玻璃管內(nèi)封閉空氣的長(zhǎng)度。SKIPIF1<0，然后將玻璃管緩慢地豎直上提，移出燒杯，如圖2所示，測(cè)得玻璃管內(nèi)水銀柱的長(zhǎng)度SKIPIF1<0，已知一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于76cm水銀柱高，記作SKIPIF1<0，室內(nèi)溫度SKIPIF1<0。（1）玻璃管緩慢上提過程中，封閉氣體（選填“吸收”或“釋放”）熱量；（2）求高原的大氣壓強(qiáng)為多少厘米的水銀柱高？（3）若將玻璃管轉(zhuǎn)置開口向上，并加熱使水銀柱剛好移到管口，如圖3所示，求此時(shí)管內(nèi)氣體的溫度為多少？若要將水銀全部溢出，求需要將管內(nèi)氣體加熱到多少溫度？8．高壓氧艙是進(jìn)行高壓氧療的設(shè)備。高壓氧艙根據(jù)氣壓和氧氣濃度的不同分為醫(yī)用氧艙和民用氧艙。某一民用高壓氧艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.5倍大氣壓，溫度為SKIPIF1<0，體積為SKIPIF1<0，密度為SKIPIF1<0。（1）升高氣體溫度并釋放出艙內(nèi)部分氣體以保持壓強(qiáng)不變，求氣體溫度升至SKIPIF1<0時(shí)，釋放出氣體的質(zhì)量；（2）保持溫度27℃不變，再釋放出艙內(nèi)部分氣體使艙內(nèi)壓強(qiáng)降至1.2倍大氣壓，求釋放出氣體的質(zhì)量。

（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．“天宮課堂”中，宇航員王亞平演示了“液橋演示實(shí)驗(yàn)”，即在太空中，兩個(gè)塑料板間用水搭建一座長(zhǎng)約10cm的橋，如圖1。受其啟發(fā)，某學(xué)生設(shè)想“天地同一實(shí)驗(yàn)”，固在空間站和地面做同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列說法正確的是（）

A．液橋的建立是由于液體表面存在張力，在地面做相同實(shí)驗(yàn)，也能觀察到同樣長(zhǎng)度的橋B．用圖2中的器材做單擺實(shí)驗(yàn)，空間站和地面實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同C．圖3相同密閉容器內(nèi)裝著完全相同的氣體，在相同溫度下，空間站和地面容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不同D．圖4將兩端開口的圓柱形毛細(xì)管豎直插入水中，相同裝置在空間站和地面觀察到管中液面升高的高度不同2．如圖所示，一定質(zhì)量的某種理想氣體，沿SKIPIF1<0圖像中箭頭所示方向，從狀態(tài)SKIPIF1<0開始先后變化到狀態(tài)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，再回到狀態(tài)SKIPIF1<0。已知SKIPIF1<0狀態(tài)氣體溫度為SKIPIF1<0。則下列說法正確的是（）（絕度零度取SKIPIF1<0）

A．氣體在SKIPIF1<0狀態(tài)時(shí)的溫度為SKIPIF1<0B．從狀態(tài)SKIPIF1<0的過程中，氣體對(duì)外界做功SKIPIF1<0C．氣體在SKIPIF1<0過程中放出熱量SKIPIF1<0D．氣體在SKIPIF1<0過程中單位時(shí)間內(nèi)撞擊單位面積器壁上的氣體分子個(gè)數(shù)增多3．一定質(zhì)量理想氣體的狀態(tài)變化如圖所示，該圖由4段圓弧組成，表示該氣體從狀態(tài)a依次經(jīng)狀態(tài)b、c、d，最終回到狀態(tài)a的狀態(tài)變化過程，則下列說法正確的是（）A．從狀態(tài)a到狀態(tài)c是等壓膨脹B．從狀態(tài)c到狀態(tài)d是等溫變化C．從狀態(tài)a到狀態(tài)c，氣體對(duì)外做功，內(nèi)能減小D．從狀態(tài)a經(jīng)b、c、d回到狀態(tài)a，氣體放出熱量4．（2024·廣東惠州·統(tǒng)考二模）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a變化到狀態(tài)b，其過程如p-V圖中從a到b的直線所示，在此過程中（）

A．氣體溫度一直下降 B．氣體的內(nèi)能先增大后減小C．外界對(duì)氣體一直做正功 D．氣體吸收的熱量一部分用于對(duì)外做功二、多選題5．（2024·四川內(nèi)江·統(tǒng)考一模）噴霧型防水劑是現(xiàn)在市場(chǎng)上廣泛銷售的特殊防水劑。其原理是防水劑在玻璃上形成一層薄薄的保護(hù)膜，形成類似于荷葉外表的效果，水滴以橢球形分布在玻璃表面，無法停留在玻璃上，從而在遇到雨水的時(shí)候，雨水會(huì)自然流走，保持視野清晰，如圖所示。下列說法正確的是（）A．雨水分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B．照片中的玻璃和水滴之間發(fā)生了浸潤(rùn)現(xiàn)象C．水滴呈橢球形是液體表面張力和重力共同作用的結(jié)果D．照片中水滴表面分子比水滴的內(nèi)部密集E．水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內(nèi)部的水分子間距大6．（2023·四川樂山·統(tǒng)考一模）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷ab、bc、ca三個(gè)過程回到原狀態(tài)a，變化過程的SKIPIF1<0圖像如圖所示，關(guān)于理想氣體經(jīng)歷的三個(gè)過程，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)、b兩狀態(tài)下氣體溫度之比為1：1B．bc過程中，氣體一定從外界吸熱C．bc過程中，氣體體積變小，外界對(duì)氣體做功D．ca過程中，氣體壓強(qiáng)增大，溫度升高E．a(chǎn)b過程中，氣體分子的平均動(dòng)能保持不變?nèi)⒔獯痤}7．（2024·吉林白山·統(tǒng)考一模）如圖是模擬汽車上常用的一種減震裝置—?dú)怏w彈簧的簡(jiǎn)化模型結(jié)構(gòu)圖。直立圓柱形密閉氣缸導(dǎo)熱良好，面積為SKIPIF1<0的活塞通過連桿與車輪軸連接。初始時(shí)重力忽略不計(jì)的氣缸內(nèi)密閉一段長(zhǎng)度為SKIPIF1<0，壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)SKIPIF1<0的理想氣體。氣缸與活塞間的摩擦忽略不計(jì)。車輛載重時(shí)相當(dāng)于在氣缸頂部增加一個(gè)物體A，穩(wěn)定時(shí)汽車重量由減震裝置支撐，且封閉氣體被壓縮了SKIPIF1<0，氣體溫度保持不變。（1）求物體A的重力大??；（2）為使氣缸升到原位置，求需向氣缸內(nèi)充入與氣缸溫度相同大氣的體積。8．（2024·青?！ばＢ?lián)考一模）醫(yī)院用的氧氣瓶（導(dǎo)熱性良好）如圖所示，氧氣瓶通過細(xì)管和右邊封閉的均勻玻璃直管（導(dǎo)熱性良好，且其容積相對(duì)氧氣瓶的容積可以忽略不計(jì)）相連，玻璃直管內(nèi)用一很薄的水銀片（質(zhì)量和厚度不計(jì)）在玻璃管下方封閉了一段空氣柱SKIPIF1<0，開始時(shí)瓶?jī)?nèi)氧氣的壓強(qiáng)為10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，封閉的空氣柱SKIPIF1<0的長(zhǎng)度為SKIPIF1<0，隨著氧氣的使用，一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)水銀片上升了SKIPIF1<0（未到達(dá)玻璃管頂部），使用過程中環(huán)境的熱力學(xué)溫度變成了原來的SKIPIF1<0，已知一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為SKIPIF1<0，氧氣與空氣均視為理想氣