學而優教有方TOC\o"1-4"\h\z\u考點一熱學 4 4 101.熱學問題的模型匯總 102.熱力學第一定律與氣體實驗定律綜合問題的解題思路 113.熱力學圖像問題的綜合應用及解題技巧 11 12考向一分子動理論與固體液體的性質 12考向二氣體實驗定律理想氣體狀態方程 13考向三熱力學定律與氣體實驗定律相結合 13考向四熱力學圖像問題 14

考點要求考題統計熱學考向一分子動理論與固體液體的性質：2023?北京?高考真題、2023?海南?高考真題、2022?江蘇?高考真題、2021?重慶?高考真題、2021?北京?高考真題考向二氣體實驗定律理想氣體狀態方程：2023?全國?高考真題（3題）、2023?河北?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?湖北?高考真題、2023?海南?高考真題、2023?湖南?高考真題、2023?山西?高考真題、2022?全國?高考真題（2題）、2022?海南?高考真題、2022?廣東?高考真題、2022?河北?高考真題、2022?湖南?高考真題、2022?山東?高考真題、2021?全國?高考真題（2題）、2021?山東?高考真題（2題）、2021?重慶?高考真題、2021?湖北?高考真題、2021?遼寧?高考真題、2021?河北?高考真題、2021?湖南?高考真題、考向三熱力學定律與氣體實驗定律相結合：2023?全國?高考真題、2023?山東?高考真題、2023?天津?高考真題、2023?浙江?高考真題、2022?重慶?高考真題、2022?山東?高考真題、2022?全國?高考真題（2題）、2022?天津?高考真題、2022?湖南?高考真題、2022?廣東?高考真題、2022?河北?高考真題（2題）、2021?天津?高考真題、2021?湖南?高考真題、2021?江蘇?高考真題、考向四熱力學圖像問題：2023?重慶?高考真題、2023?遼寧?高考真題、2023?江蘇?高考真題、2023?福建?高考真題、2023?廣東?高考真題、2022?福建?高考真題、2022?北京?高考真題、2022?江蘇?高考真題、2022?遼寧?高考真題、2022?湖北?高考真題、2022?全國?高考真題（2題）、2021?全國?高考真題、2021?海南?高考真題、2022?重慶?高考真題、2021?福建?高考真題、2021?廣東?高考真題考情分析【命題規律及方法指導】1.命題重點：本專題就是高考的熱點問題，考察范圍廣，從分子動理論、固體、液體到氣體實驗定律、理想氣體狀態方程到熱力學定律均有涉及，重點是理想氣體狀態方程與熱力學定律結合的應用，解決問題時候注意分析氣體的三個狀態參量（p、V、T）2.常用方法：模型法。3.常考題型：選擇題，填空題，計算題．【命題預測】1.本專題屬于熱點內容；2.高考命題考察方向①熱學：分子動理論、固體、液體；以氣缸、U型管、直管、L型管及生活生產中的器皿為背景，結合氣體實驗定律、理想氣體狀態方程和熱力學定律綜合應用考察

考點一熱學1．（2022·江蘇·高考真題）自主學習活動中，同學們對密閉容器中的氫氣性質進行討論，下列說法中正確的是（）A．體積增大時，氫氣分子的密集程度保持不變B．壓強增大是因為氫氣分子之間斥力增大C．因為氫氣分子很小，所以氫氣在任何情況下均可看成理想氣體D．溫度變化時，氫氣分子速率分布中各速率區間的分子數占總分子數的百分比會變化【考向】分子動理論【答案】D【詳解】A．密閉容器中的氫氣質量不變，分子個數不變，根據，可知當體積增大時，單位體積內分子個數變少，分子的密集程度變小，故A錯誤；B．氣體壓強產生的原因是大量氣體分子對容器壁的持續的、無規則撞擊產生的；壓強增大并不是因為分子間斥力增大，故B錯誤；C．普通氣體在溫度不太低，壓強不太大的情況下才能看作理想氣體，故C錯誤；D．溫度是氣體分子平均動能的標志，大量氣體分子的速率呈現“中間多，兩邊少”的規律，溫度變化時，大量分子的平均速率會變化，即分子速率分布中各速率區間的分子數占總分子數的百分比會變化，故D正確。故選D。2．（2023·全國·高考真題）（多選）對于一定量的理想氣體，經過下列過程，其初始狀態的內能與末狀態的內能可能相等的是（）A．等溫增壓后再等溫膨脹B．等壓膨脹后再等溫壓縮C．等容減壓后再等壓膨脹D．等容增壓后再等壓壓縮E．等容增壓后再等溫膨脹【考向】氣體實驗定律理想氣體狀態方程【答案】ACD【詳解】A．對于一定質量的理想氣體內能由溫度決定，故等溫增壓和等溫膨脹過程溫度均保持不變，內能不變，故A正確；B．根據理想氣體狀態方程，可知等壓膨脹后氣體溫度升高，內能增大，等溫壓縮溫度不變，內能不變，故末狀態與初始狀態相比內能增加，故B錯誤；C．根據理想氣體狀態方程可知等容減壓過程溫度降低，內能減小；等壓膨脹過程溫度升高，末狀態的溫度有可能和初狀態的溫度相等，內能相等，故C正確；D．根據理想氣體狀態方程可知等容增壓過程溫度升高；等壓壓縮過程溫度降低，末狀態的溫度有可能和初狀態的溫度相等，內能相等，故D正確；E．根據理想氣體狀態方程可知等容增壓過程溫度升高；等溫膨脹過程溫度不變，故末狀態的內能大于初狀態的內能，故E錯誤。故選ACD。3．（2023·山西·高考真題）（多選）如圖，一封閉著理想氣體的絕熱汽缸置于水平地面上，用輕彈簧連接的兩絕熱活塞將汽缸分為f、g、h三部分，活塞與汽缸壁間沒有摩擦。初始時彈簧處于原長，三部分中氣體的溫度、體積、壓強均相等。現通過電阻絲對f中的氣體緩慢加熱，停止加熱并達到穩定后（）

A．h中的氣體內能增加 B．f與g中的氣體溫度相等C．f與h中的氣體溫度相等 D．f與h中的氣體壓強相等【考向】理想氣體狀態方程熱力學第一定律【答案】AD【詳解】A．當電阻絲對f中的氣體緩慢加熱時，f中的氣體內能增大，溫度升高，根據理想氣體狀態方程可知f中的氣體壓強增大，會緩慢推動左邊活塞，可知h的體積也被壓縮壓強變大，對活塞受力分析，根據平衡條件可知，彈簧彈力變大，則彈簧被壓縮。與此同時彈簧對右邊活塞有彈力作用，緩慢向右推動左邊活塞。故活塞對h中的氣體做正功，且是絕熱過程，由熱力學第一定律可知，h中的氣體內能增加，A正確；B．未加熱前，三部分中氣體的溫度、體積、壓強均相等，當系統穩定時，活塞受力平衡，可知彈簧處于壓縮狀態，對左邊活塞分析，則，分別對f、g內的氣體分析，根據理想氣體狀態方程有，，由題意可知，因彈簧被壓縮，則，聯立可得，B錯誤；C．在達到穩定過程中h中的氣體體積變小，壓強變大，f中的氣體體積變大。由于穩定時彈簧保持平衡狀態，故穩定時f、h中的氣體壓強相等，根據理想氣體狀態方程對h氣體分析可知，聯立可得，C錯誤；D．對彈簧、活塞及g中的氣體組成的系統分析，根據平衡條件可知，f與h中的氣體壓強相等，D正確。故選AD。4．（2023·全國·高考真題）如圖，豎直放置的封閉玻璃管由管徑不同、長度均為的A、B兩段細管組成，A管的內徑是B管的2倍，B管在上方。管內空氣被一段水銀柱隔開。水銀柱在兩管中的長度均為。現將玻璃管倒置使A管在上方，平衡后，A管內的空氣柱長度改變。求B管在上方時，玻璃管內兩部分氣體的壓強。（氣體溫度保持不變，以為壓強單位）

【考向】氣體實驗定律理想氣體狀態方程【答案】，【詳解】設B管在上方時上部分氣壓為pB，則此時下方氣壓為pA，此時有倒置后A管氣體壓強變小，即空氣柱長度增加1cm，A管中水銀柱減小1cm，A管的內徑是B管的2倍，則可知B管水銀柱增加4cm，空氣柱減小4cm；設此時兩管的壓強分別為、，所以有倒置前后溫度不變，根據玻意耳定律對A管有對B管有其中聯立以上各式解得5．（2023·全國·高考真題）一高壓艙內氣體的壓強為1.2個大氣壓，溫度為17℃，密度為1.46kg/m3。（i）升高氣體溫度并釋放出艙內部分氣體以保持壓強不變，求氣體溫度升至27℃時艙內氣體的密度； （ii）保持溫度27℃不變，再釋放出艙內部分氣體使艙內壓強降至1.0個大氣壓，求艙內氣體的密度。【考向】理想氣體狀態方程【答案】（i）1.41kg/m3；（ii）1.18kg/m3【詳解】（i）由攝氏度和開爾文溫度的關系可得T1=273＋17K=290K，T2=273＋27K=300K理想氣體狀態方程pV=nRT可知其中n為封閉氣體的物質的量，即理想氣體的正比于氣體的質量，則其中p1=p2=1.2p0，ρ1=1.46kg/m3，代入數據解得ρ2=1.41kg/m3（ii）由題意得p3=p0，T3=273＋27K=300K同理可得解得ρ3=1.18kg/m36．（2023·全國·高考真題）（多選）在一汽缸中用活塞封閉著一定量的理想氣體，發生下列緩慢變化過程，氣體一定與外界有熱量交換的過程是（

）A．氣體的體積不變，溫度升高B．氣體的體積減小，溫度降低C．氣體的體積減小，溫度升高D．氣體的體積增大，溫度不變E．氣體的體積增大，溫度降低【考向】熱力學定律與氣體實驗定律相結合【答案】ABD【詳解】A．氣體的體積不變溫度升高，則氣體的內能升高，體積不變氣體做功為零，因此氣體吸收熱量，A正確；B．氣體的體積減小溫度降低，則氣體的內能降低，體積減小外界對氣體做功，由熱力學第一定律，可知氣體對外放熱，B正確；C．氣體的體積減小溫度升高，則氣體的內能升高，體積減小外界對氣體做功，由熱力學第一定律，可知Q可能等于零，即沒有熱量交換過程，C錯誤；D．氣體的體積增大溫度不變則氣體的內能不變，體積增大氣體對外界做功，由熱力學第一定律，可知，即氣體吸收熱量，D正確；E．氣體的體積增大溫度降低則氣體的內能降低，體積增大氣體對外界做功，由熱力學第一定律，可知Q可能等于零，即沒有熱量交換過程，E錯誤。故選ABD。7．（2023·浙江·高考真題）某探究小組設計了一個報警裝置，其原理如圖所示。在豎直放置的圓柱形容器內用面積、質量的活塞密封一定質量的理想氣體，活塞能無摩擦滑動。開始時氣體處于溫度、活塞與容器底的距離的狀態A。環境溫度升高時容器內氣體被加熱，活塞緩慢上升恰好到達容器內的卡口處，此時氣體達到狀態B。活塞保持不動，氣體被繼續加熱至溫度的狀態C時觸動報警器。從狀態A到狀態C的過程中氣體內能增加了。取大氣壓，求氣體。（1）在狀態B的溫度；（2）在狀態C的壓強；（3）由狀態A到狀態C過程中從外界吸收熱量Q。【考向】熱力學定律與氣體實驗定律相結合【答案】（1）330K；（2）；（3）【詳解】（1）根據題意可知，氣體由狀態A變化到狀態B的過程中，封閉氣體的壓強不變，則有解得（2）從狀態A到狀態B的過程中，活塞緩慢上升，則解得根據題意可知，氣體由狀態B變化到狀態C的過程中，氣體的體積不變，則有解得（3）根據題意可知，從狀態A到狀態C的過程中氣體對外做功為由熱力學第一定律有解得8．（2023·江蘇·高考真題）如圖所示，密閉容器內一定質量的理想氣體由狀態A變化到狀態B。該過程中（

）

A．氣體分子的數密度增大B．氣體分子的平均動能增大C．單位時間內氣體分子對單位面積器壁的作用力減小D．單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數減小【考向】熱力學圖像問題【答案】B【詳解】A．根據，可得，則從A到B為等容線，即從A到B氣體體積不變，則氣體分子的數密度不變，選項A錯誤；B．從A到B氣體的溫度升高，則氣體分子的平均動能變大，則選項B正確；C．從A到B氣體的壓強變大，氣體分子的平均速率變大，則單位時間內氣體分子對單位面積的器壁的碰撞力變大，選項C錯誤；D．氣體的分子密度不變，從A到B氣體分子的平均速率變大，則單位時間內與單位面積器壁碰撞的氣體分子數變大，選項D錯誤。故選B。9．（2022·全國·高考真題）（多選）一定量的理想氣體從狀態a經狀態b變化到狀態c，其過程如圖上的兩條線段所示，則氣體在（）A．狀態a處的壓強大于狀態c處的壓強B．由a變化到b的過程中，氣體對外做功C．由b變化到c的過程中，氣體的壓強不變D．由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱E．由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內能【考向】熱力學圖像問題【答案】ABD【詳解】AC．根據理想氣體狀態方程可知，即圖像的斜率為，故有，故A正確，C錯誤；B．理想氣體由a變化到b的過程中，因體積增大，則氣體對外做功，故B正確；DE．理想氣體由a變化到b的過程中，溫度升高，則內能增大，由熱力學第一定律有，而，，則有，可得，，即氣體從外界吸熱，且從外界吸收的熱量大于其增加的內能，故D正確，E錯誤；故選ABD。10．（2023·廣東·高考真題）在駐波聲場作用下，水中小氣泡周圍液體的壓強會發生周期性變化，使小氣泡周期性膨脹和收縮，氣泡內氣體可視為質量不變的理想氣體，其膨脹和收縮過程可簡化為如圖所示的圖像，氣泡內氣體先從壓強為、體積為、溫度為的狀態等溫膨脹到體積為、壓強為的狀態，然后從狀態絕熱收縮到體積為、壓強為、溫度為的狀態到過程中外界對氣體做功為．已知和．求：

（1）的表達式；（2）的表達式；（3）到過程，氣泡內氣體的內能變化了多少？【考向】熱力學圖像問題【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）由題可知，根據玻意耳定律可得解得（2）根據理想氣體狀態方程可知解得（3）根據熱力學第一定律可知其中，故氣體內能增加1.熱學問題的模型匯總1）估算問題兩種分子模型①球模型：，得直徑(常用于固體和液體)．②立方體模型：，得邊長(常用于氣體)．2）氣體壓強計算的兩種模型①活塞模型：如圖所示是最常見的封閉氣體的兩種方式．求氣體壓強的基本方法：先對活塞進行受力分析，然后根據平衡條件或牛頓第二定律列方程．圖甲中活塞的質量為m，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0.由于活塞處于平衡狀態，所以，則氣體的壓強為.圖乙中的液柱也可以看成“活塞”，由于液柱處于平衡狀態，所以，則氣體壓強為.②連通器模型：如圖所示，U形管豎直放置．同一液體中的相同高度處壓強一定相等，所以氣體B和A的壓強關系可由圖中虛線聯系起來．則有，而，所以氣體B的壓強為．【技巧點撥】①被活塞或汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應用平衡條件或牛頓第二定律求解，壓強單位為Pa.②水銀柱密封的氣體，應用或計算壓強，壓強p的單位為或.③關聯氣體問題：解決由活塞、液柱相聯系的兩部分氣體問題時，根據兩部分氣體壓強、體積的關系，列出關聯關系式，再結合氣體實驗定律或理想氣體狀態方程求解．2.熱力學第一定律與氣體實驗定律綜合問題的解題思路1）確定研究對象：①氣體②氣缸、活塞、液柱等2）兩類分析：①氣體實驗定律：狀態量，初末態之間發生的變化②熱力學定律：做功情況，吸、放熱情況，內能變化情況3）選擇規律列方程求解：氣體的三個實驗定律，理想氣體狀態方程，熱力學第一定律【技巧點撥】分析物體內能問題的五點提醒①內能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內能的說法．②內能的大小與溫度、體積、物質的量和物態等因素有關．③通過做功或熱傳遞可以改變物體的內能．④溫度是分子平均動能的標志，相同溫度的任何物體，分子的平均動能都相同．⑤內能由物體內部分子微觀運動狀態決定，與物體整體運動情況無關．任何物體都具有內能，恒不為零．3.熱力學圖像問題的綜合應用及解題技巧1）熱力學第一定律與圖像的綜合應用Ⅰ、氣體的狀態變化可由圖像直接判斷或結合理想氣體狀態方程分析．Ⅱ、氣體的做功情況、內能變化及吸放熱關系可由熱力學第一定律分析．①由體積變化分析氣體做功的情況：體積膨脹，氣體對外做功；氣體被壓縮，外界對氣體做功．②由溫度變化判斷氣體內能變化：溫度升高，氣體內能增大；溫度降低，氣體內能減小．③由熱力學第一定律判斷氣體是吸熱還是放熱．④在p－V圖像中，圖像與橫軸所圍面積表示對外或外界對氣體整個過程中所做的功．2）氣體狀態變化的四種圖像問題及解題技巧Ⅰ、四種圖像的比較類別特點(其中C為常量)舉例p－V，即之積越大的等溫線溫度越高，線離原點越遠p－eq\f(1,V)，斜率，即斜率越大，溫度越高p－T，斜率，即斜率越大，體積越小V－T，斜率，即斜率越大，壓強越小Ⅱ、處理氣體狀態變化的圖像問題的技巧①首先應明確圖像上的點表示一定質量的理想氣體的一個狀態，它對應著三個狀態量；圖像上的某一條直線段或曲線段表示一定質量的理想氣體狀態變化的一個過程．看此過程屬于等溫、等容還是等壓變化，然后用相應規律求解．②在V－T圖像(或p－T圖像)中，比較兩個狀態的壓強(或體積)時，可比較這兩個狀態到原點連線的斜率的大小，斜率越大，壓強(或體積)越小；斜率越小，壓強(或體積)越大．【技巧點撥】合理選取氣體變化所遵循的規律列方程①若氣體質量一定，p、V、T中有一個量不發生變化，則選用對應的氣體實驗定律列方程求解．②若氣體質量一定，p、V、T均發生變化，則選用理想氣體狀態方程列式求解．考向一分子動理論與固體液體的性質1．（2024·四川內江·統考一模）（多選）噴霧型防水劑是現在市場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候，雨水會自然流走，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則運動B．照片中的玻璃和水滴之間發生了浸潤現象C．水滴呈橢球形是液體表面張力和重力共同作用的結果D．照片中水滴表面分子比水滴的內部密集E．水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大【答案】ACE【詳解】A．所有分子都在永不停息的做無規則運動，故A正確；B．浸潤即液體在與固體表面接觸時能夠彌散進入固體表面的現象，而照片中的玻璃和水不浸潤，故B錯誤；C．由于液體表面張力的作用使水滴呈球行，但在重力的作用下水滴呈橢球形，故C正確；DE．照片中水滴表面分子比水滴的內部稀疏，水滴與玻璃表面接觸的那層水分子間距比水滴內部的水分子間距大，內部分子對表面層分子為引力的作用，使表面層分子有收縮的趨勢，從而形成球形，故D錯誤，E正確。故選ACE。考向二氣體實驗定律理想氣體狀態方程2．（2024·河北邯鄲·統考二模）如圖所示，“空氣炮”是非常有趣的小玩具，深受小朋友們喜愛。其使用方法是先用手拉動后面的橡膠膜，抽取一定量的空氣后，迅速放手，橡膠膜在恢復原狀的過程中壓縮空氣，從而產生內外壓強差，空氣從管口沖出形成沖力。已知“空氣炮”在未使用前的容積為600mL，拉動橡膠膜至釋放前的容積變為800mL，大氣壓強為1.05×105Pa，整個過程中“空氣炮”中的空氣溫度等于環境溫度27℃不變。（1）若橡膠膜恢復原狀的過程可視為沒有氣體沖出，試求恢復原狀瞬間“空氣炮”內部空氣壓強。（2）經檢測，橡膠膜恢復原狀瞬間，“空氣炮”內部空氣壓強為1.2×105Pa，試求此時已沖出管口的空氣質量與仍在“空氣炮”內部的空氣質量之比。【答案】（1）1.4×105Pa；（2）【詳解】（1）以抽入氣體后的空氣炮內氣體為研究對象，初始氣體壓強氣體體積橡皮膜恢復原狀時氣體體積氣體做等溫變化，由玻意耳定律得解得即橡膠膜恢復原狀時氣體的壓強為。（2）以抽入氣體后的空氣炮內氣體為研究對象，初始氣體壓強氣體體積橡皮膜恢復原狀時氣體在瓶內的體積已沖出管口的氣體壓強視為與內部相同為設其體積為，氣體做等溫變化，由玻意耳定律得解得同壓強下氣體質量與體積成正比，則沖出管口的氣體與內部氣體的質量比為解得考向三熱力學定律與氣體實驗定律相結合3．（2024·四川綿陽·統考二模）如圖所示，一定質量理想氣體被活塞封閉在汽缸中，活塞的質量為m，面積為S，與汽缸底部相距L，汽缸和活塞絕熱性能良好，氣體的溫度與外界大氣相同均為T0，大氣壓強為p0。現接通電熱絲加熱氣體，一段時間后斷開，活塞緩慢向上移動距離0.5L后停止，整個過程中氣體吸收的熱量為Q。忽略活塞與汽缸間的摩擦，重力加速度為g。求：（i）理想氣體最終的溫度T（ii）理想氣體內能的增加量。

【答案】（i）