］重難點17熱學(xué)-2025年高考物理【熱點重點難點】專練（西

北四省專用）（陜西、山西、寧夏、青海）重難點17熱學(xué)

三命題趨勢/

考點三年考情分析2025考向預(yù)測

分子動理論的基本觀點和實驗依

氣缸問題（2024?全國甲卷，14

據(jù)

2022?全國乙卷，14）液柱問題

阿伏伽德羅常數(shù)

氣體分子運動速率分布的統(tǒng)計規(guī)（2024?全國甲卷，13

律2023?全國乙卷，14）圖像問題

溫度、內(nèi)能（1）考點預(yù)測：氣態(tài)方程、熱力

（2024?新課標卷，8

固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體學(xué)定律。

2022?全國乙卷,13

液晶的微觀結(jié)構(gòu)（2）考法預(yù)測：

液體的表面張力現(xiàn)象）分子動理論、熱力學(xué)定律、固體

氣體實驗定律、理想氣體和液體的性質(zhì)（2023?全國乙卷，13

熱力學(xué)第一定律

2023?新課標卷，8

能量守恒定律

）

熱力學(xué)第二定律

重難詮釋

【情境解讀】

r微現(xiàn)量的計算

物體由大量分子組成1油膜法估測分子

直在

分子

--分子熱運動——擴散現(xiàn)象、布期運動

動理論

L分子間相互作用一分子力隨"變化

「分子動能溫度是分子平均動能大力、白勺標志

—分子勢育星一分子勢育旨的廠變化，宏現(xiàn)上與體積

一（內(nèi)/旨）有關(guān)

I-做功

改變內(nèi)育旨的兩種方式J77<7

1

才大-怡愁

季日,一―巾…一工「單晶體：各向異'隹

曰曰體（有周無熔點）T多晶體：存同同性

匚三匕晶體：熔點不固定，各向?司性

崔環(huán)表面張力｛呈露產(chǎn)潤

一匕

廠三個實蕤定律：〃］匕=「2匕，爭=弁

=TT

T氣體）—

L理想1氣?（本可犬本方程：華工=與號

?1,2

熱力第一定律△。=w+2能量守恒

定澤H-第二定律一方向小生

【高分技巧】

一、應(yīng)用氣體實驗定律的解題思路

1.選擇對象--一定質(zhì)量的理想氣體；

2.找出參量——氣體在始末狀態(tài)的參量pi、山、「及必、匕、r2；

3.認識過程——認清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提；

4.列出方程——選用某一實驗定律或狀態(tài)方程，代入具體數(shù)值求解，并討論結(jié)果的合理性。

二、對熱力學(xué)第二定律的兩種表述的理解

1.“自發(fā)地”指明了傳熱等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界能量的幫助；

2.“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面

的影響，如吸熱、放熱、做功等。

三、圖像問題

1.首先應(yīng)明確圖像上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個狀態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)量；圖像上的某一條直

線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)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(yīng)規(guī)律求解.

2.在V—T圖像（或p—T圖像）中，比較兩個狀態(tài)的壓強（或體積）時，可比較這兩個狀態(tài)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.

四、分子動理論、熱力學(xué)定律、固體和液體的性質(zhì)

1.微觀量的估算：分子總數(shù)：13就/*。

2.兩種分子模型

(1)球模型：(適用于估算液體、固體分子直徑)；

(2)立方體模型：%=〃(常用于估算氣體分子間距)。

3.分子力F、分子勢能Ep隨分子間距廠的變化規(guī)律

(1)特點：當r＞為時，分子力為引力，隨著7■的增大，分子力先增大后減小。當時，分子力為斥力,

隨著廠的減小，分子力增大。

當r=ro時，分子勢能最小，當Yro和＞”時，若廠變化時分子力做負功，分子勢能增大。

(2)分子力和分子勢能隨r的變化曲線

4.分析物體內(nèi)能問題的五點提醒

(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法.

(2)內(nèi)能的大小與溫度、體積、物質(zhì)的量和物態(tài)等因素有關(guān).

(3)通過做功或傳熱可以改變物體的內(nèi)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(nèi)能由物體內(nèi)部分子微觀運動狀態(tài)決定，與物體整體運動情況無關(guān).任何物體都具有內(nèi)能，恒不為零.

<1

限時提升練

(建議用時：40分鐘)

【考向一：液柱問題】

1.(2024?陜西省?二模)如圖所示，U形管豎直放置，右管內(nèi)徑為左管內(nèi)徑的2倍，管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封

閉了一段長為76cm、溫度為300K的空氣柱，左、右兩管水銀面高度差為6cm,大氣壓為76cmHg。

(1)給左管的氣體加熱，求當U形管兩邊水銀面等高時，左管內(nèi)氣體的溫度；

(2)在(1)間的條件下，保持溫度不變，往右管緩慢加入水銀，直到左管氣柱恢復(fù)原長，求此時兩管水

銀面的高度差。

T

76cm

2.（2024?山西省?一模）（多選）取一個空的金屬易拉罐，在開口處插入一根粗細均勻的長透明吸管，在

吸管內(nèi)注入一小段油柱（長度、質(zhì)量均可忽略），然后用蠟將易拉罐開口處密封。以密封處為原點，在吸管

上標上刻度，如果不考慮大氣壓的變化，就是一個簡易的氣溫計，如圖所示。當環(huán)境溫度由:緩慢升高到弓

的過程中，油柱從刻度/處上升到2/處，則（）

A.這一過程中，罐壁單位面積上單位時間內(nèi)碰撞的氣體分子數(shù)減少

B.這一過程中，罐內(nèi)氣體對外做的功大于氣體從外吸收的熱量

C.若油柱從刻度2/處緩慢升到3/處，環(huán)境溫度的升高小于馬-4

D,若油柱從刻度2/處緩慢升到3/處，環(huán)境溫度的升高等于今-4

3.（2024?青海省海南藏族自治州?二模）兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)，一段水銀柱將內(nèi)部的理想氣

體分隔成A、B兩段，當玻璃管豎直靜止時，A、B兩段的長度相等，如圖甲所示；僅將玻璃管旋轉(zhuǎn)180。，

再次平衡時，A、B兩段的長度之比為1：2,如圖乙所示。求：

（1）圖甲中A、B兩段氣體的壓強的比值印；

（2）圖乙中A、B兩段氣體的壓強的比值左2。

A

B

甲乙

4.（2024?青海省西寧市?一模）如圖所示的裝置中，三支內(nèi)徑相等的玻璃管A、8和C用細管連通。A、

B兩管上端等高，A管上端封閉，2管上端與大氣相通，管內(nèi)裝有水銀且A、B兩管內(nèi)的水銀面等高，C管

中的活塞可滑動且密封良好。A、8和C豎直且整個裝置平衡，A、8管中的空氣柱長度均為18cm,C管中

的水銀柱足夠長。現(xiàn)在將C管中的活塞緩慢向上推，直到B管中的水銀上升到管口。A管中封閉的氣體可

視為理想氣體，活塞移動過程中整個裝置的溫度保持不變。已知大氣壓強p0=75cmHg,求:

（1）B管中的水銀上升到管口時，A管中氣體的壓強;

（2）整個過程C管中的活塞向上移動的距離。

A|B

C

5.（2024?青海省協(xié)作聯(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，且其容積相對氧氣瓶的容積可以忽略不計）相連，玻璃直管內(nèi)用一很薄

的水銀片（質(zhì)量和厚度不計）在玻璃管下方封閉了一段空氣柱A,開始時瓶內(nèi)氧氣的壓強為10個標準大氣

壓，封閉的空氣柱A的長度為8cm,隨著氧氣的使用，一段時間后發(fā)現(xiàn)水銀片上升了12cm（未到達玻璃

管頂部），使用過程中環(huán)境的熱力學(xué)溫度變成了原來的二，已知一個標準大氣壓為76cmHg,氧氣與空氣均

4

視為理想氣體。求：

（1）此時氧氣瓶內(nèi)的壓強；

（2）此時瓶內(nèi)剩余氧氣的質(zhì)量占原來氧氣總質(zhì)量的百分比。

A

氧氣瓶

【考向二：氣缸問題】

1.（2024?陜西省寶雞市?二模）如圖所示，一水平放置導(dǎo)熱汽缸，由截面積不同兩個圓筒連接而成，

輕質(zhì)活塞A、B用一長度為3L=30cm剛性輕桿連接成整體，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地左右滑動且不漏氣。

2

活塞的面積分別為SA=20cn?和SB=10cm,汽缸內(nèi)A和B之間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，A的左邊

及B的右邊均與大氣相通，大氣壓強始終保持為00=10x1（）5pa,當氣缸內(nèi)氣體溫度為7；=300K時，活

塞處于圖示位置的平衡狀態(tài)。求：

（1）此時汽缸內(nèi)理想氣體的壓強Pi為多少？

（2）現(xiàn)對活塞A施加一個水平向右推力，使活塞向右移動L=10cm距離后靜止，此時汽缸內(nèi)氣體溫度

T2=312K,則此時推力/大小為多少？

2.（2024?陜西省漢中市?二模）圖甲為某氣壓型彈跳桿，其核心部分可簡化為圖乙所示的豎直倒立質(zhì)量

為加的圓筒形汽缸（導(dǎo)熱性良好），連桿一端與水平地面接觸，另一端與面積為S的活塞連接（活塞厚度不

計），汽缸內(nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體。沒有站人時活塞位于距缸底為反的A處。當某同學(xué)站上汽缸最終穩(wěn)

定后，活塞位于距離缸底力=:”的B處。已知大氣壓強為外，重力加速度為g,不計活塞與汽缸間的摩

擦，汽缸始終保持豎直。

（1）求該同學(xué)的質(zhì)量

（2）若該同學(xué)仍然站在踏板上，使密閉氣體緩慢升溫，最終活塞回到位置A,若此過程中氣體內(nèi)能增加了

△U,求該過程中缸內(nèi)氣體從外界吸收的熱量。。

c

ThH

?踏板

B

匕

aZZT"7

甲乙

3.（2024?山西省晉中市?二模）氣壓傳動是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來進行傳遞能量和信號，從而實現(xiàn)

生產(chǎn)自動化。如圖所示為某氣壓傳動裝置的原理示意圖，面積為2s的輕質(zhì)活塞A,通過壓縮氣體頂起面積

為S的輕質(zhì)活塞B和上方管道內(nèi)高〃的液柱（液體的密度為夕，重力加速度為g）,開始活塞A靜止，活塞

A與氣缸右端相距L,無推力，現(xiàn)用力緩慢向右推動活塞A,最終活塞B和液體上升的高度為乙。已知大氣

壓強為A）,不計摩擦和忽略細彎管中的氣體體積，氣缸中理想氣體的溫度始終不變，下列說法正確的是

（）

A.推動活塞A的過程中，對封閉氣體做功，故氣體內(nèi)能增加

B.整個過程中，活塞A對氣缸內(nèi)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

C.最終氣缸內(nèi)氣體的壓強大小為p2=pG-pgh

PoLL

D.橫截面積為2s的氣缸內(nèi)氣體的長度〃Tf=°「不

Po+Pgh2

4.（2024?青海省海東市?二模）洗車所用的噴水壺的構(gòu)造如圖所示，水壺的容積為V,洗車前向壺內(nèi)加

V

入萬的洗滌劑并密封，然后用打氣筒打氣20次后開始噴水。已知外部大氣壓強恒為Po,打氣筒每次打入

V

壓強為Po、體積為一的空氣，空氣可視為理想氣體，不計細管內(nèi)液體的體積及壓強，打氣及噴水過程中

封閉空氣的溫度始終不變。

（1）求噴水壺內(nèi)封閉空氣的最大壓強P;

（2）噴水壺內(nèi)洗滌劑能否全部從噴口噴出？若不能，最少還能剩余多少？

噴水細管

5.（2024?寧夏銀川一中?三模）如圖所示，高為L,橫截面積為S的導(dǎo)熱汽缸內(nèi)有一不規(guī)則物體，厚度

不計的輕質(zhì)活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞正好在汽缸的頂部。再在活塞上放置質(zhì)量為機的物體后,

活塞緩慢下移，并靜止在與缸底的間距為0.8乙的高度。已知外界大氣壓強Po=2等，忽略缸內(nèi)氣體溫度

的變化，不計活塞和汽缸的摩擦，重力加速度為g。求：

（1）不規(guī)則物體的體積乂;

（2）該過程中缸內(nèi)氣體向外界放出的熱量。。

【考向三：圖像問題】

1.（2024?陜西省?二模）（多選）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)。開始，其變化過程如圖象所示，其中

仍和cd均與T軸平行.對此氣體，下列說法正確的是

A.在過程ab中氣體的壓強增大

B.在過程兒中氣體對外做功，內(nèi)能減小

C.在過程cd中氣體對外放出熱量，內(nèi)能減小

D.在過程血中氣體吸收熱量，內(nèi)能增大

E.氣體在狀態(tài)b的壓強是在狀態(tài)c的壓強的2倍

2.（2024?山西省名校聯(lián)考?三模）（多選）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始，經(jīng)A-B、B-C、C—A

三個過程后回到初始狀態(tài)4其P-V圖像如圖所示。已知。、A、C三點在一條直線上，TA=200Ko下

B.在A-8的過程中，氣體對外做功大于它從外界吸收的熱量

C.在8—C的過程中，氣體對外做功2X1C）5J

D.在ATB—C—A一個循環(huán)過程中，氣體向外界釋放的熱量為1.5x105J

3.（2024?山西省名校聯(lián)考?二模）（多選）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)8,C,。最終又回到狀

態(tài)A,該過程中氣體的p-V圖像如圖所示，其中4到8為絕熱過程，8到C和。到A為等容過程，C到。

為等溫過程。下列說法正確的是（）

A.從A到8,氣體分子的平均動能增大

B.從。到A,氣體分子平均動能的減少量大于從B到C氣體分子平均動能的增加量

C.全過程氣體對外界做的功為零

D.全過程氣體從外界吸收的熱量小于放出的熱量

4.（2024?青海省海東市?二模）（多選）一定質(zhì)量的某種理想氣體，在不同溫度下的氣體熱運動速率的統(tǒng)

計分布圖如圖所示。下列說法正確的是（）

B.溫度升高，圖像的極大值點變大

氣體在狀態(tài)②時具有的內(nèi)能較大

D.溫度升高時每個分子的動能都增大

E.兩圖像與橫軸圍成的面積相等

5.（2024?山西省太原市?三模）某物理小組利用下圖器材探究氣體等溫變化的規(guī)律。

溫度不變時壓強與體積的關(guān)系

（1）利用控制變量法進行研究。用注射器選取一段空氣柱為研究對象，注射器下端的開口有橡膠套，它和

柱塞一起把一段空氣柱封閉。在實驗過程中，一方面讓空氣柱內(nèi)氣體的不變；另一方面，讓空氣柱

的變化不要太快，保證不發(fā)生明顯的變化。

（2）需要測量空氣柱的長度和空氣柱的壓強，具體操作如下：空氣柱的長度可以通過刻度尺讀取，空氣柱

的長度與橫截面積的就是它的體積；空氣柱的壓強可以從與注射器內(nèi)空氣柱相連的讀取。

（3）把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強的幾組數(shù)據(jù)。若繪制的O-V圖像類似于雙

曲線，進一步通過圖像來檢驗這個猜想，再以p為縱坐標，以為橫坐標，把采集的各組數(shù)據(jù)在坐標

紙上描點。如果圖像中的各點位于過原點的同一條直線上，就說明。

【考向四：分子動理論、熱力學(xué)定律、固體和液體的性質(zhì)】

1.（2024?陜西省寶雞市?二模）（多選）下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說法正確的是（）

A.一定質(zhì)量的0℃的冰融化為0℃的水時，分子勢能增加

B.所有晶體都有固定的形狀、固定的熔點和沸點

C.水蒸氣達到飽和時，水蒸氣的壓強不再變化，但蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進行

D.電冰箱的制冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內(nèi)的熱量傳到外界，符合熱力學(xué)第二定律

E.液晶像液體一樣具有流動性，其光學(xué)性質(zhì)與某些晶體相似，具有各向同性

2.（2024?陜西省漢中市?二模）（多選）以下說法正確的是（）

A.液體表面張力產(chǎn)生的原因是液體表面層分子較稀疏，分子間的引力大斥力

B.浸潤現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是附著層內(nèi)分子間距比液體內(nèi)部分子間距大，分子力表現(xiàn)為引力

C.一切自發(fā)過程總是沿著分子無序性增大的方向進行

D.一定質(zhì)量100℃的水變成100℃的水蒸氣，分子平均動能不變，其分子之間的勢能增加

E.第二類永動機不可能制成，是因為違背了能量守恒定律

3.（2024?山西省名校聯(lián)考?三模）在“用油膜法估測分子的大小”實驗中，將體積為匕的純油酸配成總

體積為匕的油酸酒精溶液，用注射器取體積為％的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入燒杯，滴數(shù)為M

圖甲

（1）此后，圖甲中操作正確的順序是（用字母符號表示）。

（2）把一滴油酸酒精溶液滴入淺盤中，待穩(wěn)定后得到油酸薄膜的輪廓形狀和尺寸如圖乙所示。圖中每個小

正方形格的邊長為。，則油酸薄膜的面積S=；可估算出油酸分子的直徑為（用％、匕、%、

N、S表示）。

圖乙

（3）若實驗得到的油酸分子直徑數(shù)據(jù)偏大，可能是因為0

A.油酸酒精溶液中油酸濃度較小

B.琲子粉撒得太多，油膜沒有充分展開

C.油膜有部分沾到了淺盤邊緣

D,未等油膜穩(wěn)定就開始描繪輪廓

4.（2024?青海省百所名校?二模）（多選）下列關(guān)于晶體、非晶體的說法正確的是（）

A.玻璃是非晶體

B.蔗糖、食鹽和味精都是晶體

C.有些非晶體在一定的條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體

D.單晶體有固定的熔點，多晶體沒有固定的熔點

E.手機液晶顯示屏利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向同性的特點

5.（2024?寧夏省銀川一中?二模）（多選）關(guān)于下面熱學(xué)中的五張圖片所涉及的相關(guān)知識，描述正確的是

（）

甲乙丙丁戊

A,甲是分子間的作用力跟距離的關(guān)系圖，當廠〉“時，分子間的作用力表現(xiàn)為引力

B.要達到乙圖的實驗效果，應(yīng)先將一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把琲子粉撒在水面上

C.丙圖中對同一氣體而言，實線對應(yīng)的氣體分子溫度高于虛線對應(yīng)的氣體分子溫度

D.丁圖中，懸浮在液體中的顆粒越大，布朗運動表現(xiàn)得越明顯

E.戊圖中，猛推推桿壓縮筒內(nèi)封閉的氣體，氣體溫度升高、壓強變大

重難點17熱學(xué)

■遜r題趨勢.

考點三年考情分析2025考向預(yù)測

分子動理論的基本觀點和實驗依

氣缸問題（2024?全國甲卷，14

（1）考點預(yù)測：氣態(tài)方程、熱力

據(jù)

2022?全國乙卷，14）液柱問題學(xué)定律。

阿伏伽德羅常數(shù)

（2）考法預(yù)測：

氣體分子運動速率分布的統(tǒng)計規(guī)（2024?全國甲卷，13

律2023?全國乙卷，14）圖像問題

溫度、內(nèi)能

（2024?新課標卷，8

固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體

2022?全國乙卷，13

液晶的微觀結(jié)構(gòu)

液體的表面張力現(xiàn)象）分子動理論、熱力學(xué)定律、固體

氣體實驗定律、理想氣體和液體的性質(zhì)（2023?全國乙卷，13

熱力學(xué)第一定律

2023?新課標卷，8

能量守恒定律

）

熱力學(xué)第二定律

重難詮釋

◎

【情境解讀】

r微觀量的計算

物體由大量分子組成1油腔法估測分子

直彳圣

分子

-分子熱運動——擴散現(xiàn)象、布朗運動

動理論

L分子間相互作用一分子力隨廠變化

廠分子動能淞度是分子平均動育上大力、的標志

,、—分子勢育旨——分子勢育B隨廠變化，宏觀上與體積

-G5SD有關(guān)

L做功

改變內(nèi)育旨的兩種方式-f

日/+廣4、廠單晶體：各向異性

攀曰日體（有固定后點）T多晶體：各向同性

-（固體j―

匚mm品休：熔點不圖定，各向?司性

信斯~《露京7潤

廠三個實驗定律:巧V,=pV.爭=%

22/=詈

-S3J-L理想氣體狀態(tài)方程：烏獸=與二

/I12

熱力享匕第一定律△口=w+2超量守恒

是滓l~L第二定律一方向十生

【高分技巧】

一、應(yīng)用氣體實驗定律的解題思路

1.選擇對象---一定質(zhì)量的理想氣體；

2.找出參量——氣體在始末狀態(tài)的參量pi、山、八及及、巳、72；

3.認識過程一認清變化過程是正確選用物理規(guī)律的前提；

4.列出方程——選用某一實驗定律或狀態(tài)方程，代入具體數(shù)值求解，并討論結(jié)果的合理性。

二、對熱力學(xué)第二定律的兩種表述的理解

1.“自發(fā)地”指明了傳熱等熱力學(xué)宏觀現(xiàn)象的方向性，不需要借助外界能量的幫助；

2.“不產(chǎn)生其他影響”的含義是發(fā)生的熱力學(xué)宏觀過程只在本系統(tǒng)內(nèi)完成，對周圍環(huán)境不產(chǎn)生熱力學(xué)方面

的影響，如吸熱、放熱、做功等。

三、圖像問題

1.首先應(yīng)明確圖像上的點表示一定質(zhì)量的理想氣體的一個狀態(tài)，它對應(yīng)著三個狀態(tài)量；圖像上的某一條直

線段或曲線段表示一定質(zhì)量的理想氣體狀態(tài)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(yīng)規(guī)律求解.

2.在V—T圖像(或p—T圖像)中，比較兩個狀態(tài)的壓強(或體積)時，可比較這兩個狀態(tài)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.

四、分子動理論、熱力學(xué)定律、固體和液體的性質(zhì)

1.微觀量的估算：分子總數(shù)：N="NA=+NA=JNA。

"molVmol

2.兩種分子模型

(1)球模型：%=*/(適用于估算液體、固體分子直徑)；

(2)立方體模型：%=蘇(常用于估算氣體分子間距)。

3.分子力尺分子勢能Ep隨分子間距廠的變化規(guī)律

(1)特點：當時，分子力為引力，隨著r的增大，分子力先增大后減小。當時，分子力為斥力,

隨著廠的減小，分子力增大。

當時，分子勢能最小，當云小和＞④時，若廠變化時分子力做負功，分子勢能增大。

(2)分子力和分子勢能隨r的變化曲線

4.分析物體內(nèi)能問題的五點提醒

(1)內(nèi)能是對物體的大量分子而言的，不存在某個分子內(nèi)能的說法.

(2)內(nèi)能的大小與溫度、體積、物質(zhì)的量和物態(tài)等因素有關(guān).

(3)通過做功或傳熱可以改變物體的內(nèi)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(nèi)能由物體內(nèi)部分子微觀運動狀態(tài)決定，與物體整體運動情況無關(guān).任何物體都具有內(nèi)能，恒不為零.

1限時提升練◎

(建議用時：40分鐘)

【考向一：液柱問題】

1.(2024?陜西省?二模)如圖所示，U形管豎直放置，右管內(nèi)徑為左管內(nèi)徑的2倍，管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封

閉了一段長為76cm、溫度為300K的空氣柱，左、右兩管水銀面高度差為6cm,大氣壓為76cmHg。

(1)給左管的氣體加熱，求當U形管兩邊水銀面等高時，左管內(nèi)氣體的溫度；

(2)在(1)間的條件下，保持溫度不變，往右管緩慢加入水銀，直到左管氣柱恢復(fù)原長，求此時兩管水

銀面的高度差。

【答案】(1)346.3K；(2)4.8cm

【解析】(1)由右管內(nèi)徑是左管的2倍可知，右管的橫截面積是左管的4倍，所以兩管水銀面相平時，左側(cè)

液面下降4.8cm,右側(cè)液面上升1.2cm,則有

Pi=76cmHg-6cmHg=70cmHg,匕=76cmS,工=300K

Pi=76cmHg,V2=(76cm+4.8cm)S

由公式

PNi_P^2

A

解得

T2=346.3K

(2)管中氣體做等溫變化，則有

。2匕=。3匕

其中

解得

=80.8cmHg

所以右管的水銀面比左管高

Ah=80.8cm-76cm=4.8cm

2.（2024?山西省?一模）（多選）取一個空的金屬易拉罐，在開口處插入一根粗細均勻的長透明吸管，在

吸管內(nèi)注入一小段油柱（長度、質(zhì)量均可忽略），然后用蠟將易拉罐開口處密封。以密封處為原點，在吸管

上標上刻度，如果不考慮大氣壓的變化，就是一個簡易的氣溫計，如圖所示。當環(huán)境溫度由：緩慢升高到弓

的過程中，油柱從刻度/處上升到2/處，則（）

A.這一過程中，罐壁單位面積上單位時間內(nèi)碰撞的氣體分子數(shù)減少

B.這一過程中，罐內(nèi)氣體對外做的功大于氣體從外吸收的熱量

C.若油柱從刻度2/處緩慢升到3/處，環(huán)境溫度的升高小于,2-4

D,若油柱從刻度2/處緩慢升到3/處，環(huán)境溫度的升高等于，2-4

【答案】AD

【解析】A.設(shè)油柱的質(zhì)量為機，透明吸管的橫截面積為S,外界大氣壓為外，罐內(nèi)氣體的壓強為。，則

根據(jù)平衡條件有

pS^mg+p0S

可得

mg

P=—+Po

由此可知，當環(huán)境溫度由：緩慢升高到今的過程中，罐內(nèi)氣體發(fā)生的是等壓變化，即溫度升高，壓強不變,

而氣體體積增大，單位體積內(nèi)的氣體分子數(shù)減少，但由于溫度升高，氣體分子平均動能增加，氣體分子與

罐壁作用平均作用力增加，因此罐壁單位面積單位時間內(nèi)碰撞的氣體分子數(shù)減少了，故A正確；

B.根據(jù)熱力學(xué)第一定律

AU=Q+W

由于罐內(nèi)氣體發(fā)生等壓變化，氣體膨脹對外做功，即W<0,但同時氣體溫度升高，內(nèi)能增加，即AU〉。,

由此可知氣體從外界吸收熱量大于氣體對外所做的功，故B錯誤；

CD.設(shè)易拉罐的體積為V,溫度為不時，油柱距離接口的距離為/,根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程有

P（v+s-i）「

T

整理可得

T=叱+咆.1

CC

可知，溫度T與油柱距離接口的距離為一次函數(shù)的關(guān)系，根據(jù)題意，當環(huán)境溫度由％緩慢升高到的過程

中，油柱從刻度/處上升到2/處，因此當油柱從刻度2/處緩慢升到3/處，環(huán)境溫度的升高應(yīng)等于與-4,

故C錯誤，D正確。

故選ADo

3.（2024?青海省海南藏族自治州?二模）兩端封閉、粗細均勻的玻璃管內(nèi)，一段水銀柱將內(nèi)部的理想氣

體分隔成A、B兩段，當玻璃管豎直靜止時，A、B兩段的長度相等，如圖甲所示；僅將玻璃管旋轉(zhuǎn)180。，

再次平衡時，A、B兩段的長度之比為1：2,如圖乙所示。求：

（1）圖甲中A、B兩段氣體的壓強的比值匕；

（2）圖乙中A、B兩段氣體的壓強的比值心。

A

B

B

A

甲乙

77

【答案】(1)—;(2)—

105

【解析】（1）設(shè)玻璃管的橫截面積為S,水銀柱的長度為〃，甲圖中A段氣體的壓強為夕A，長度為3B

段氣體的壓強為OB；乙圖中A段氣體的壓強為PA'，B段氣體的壓強為OB'；則

PB=P§h+PA,P\=pgh+PB

對A段氣體，由玻意爾定律得

對B段氣體，由玻意爾定律得

，4

PBSL=pBSx—L

解得圖甲中A、B兩段氣體的壓強的比值

kx=^=—

%10

（2）圖乙中A、B兩段氣體的壓強的比值

k八°-—P^.一-l

PB5

4.（2024?青海省西寧市?一模）如圖所示的裝置中，三支內(nèi)徑相等的玻璃管A、B和C用細管連通。A、

8兩管上端等高，A管上端封閉，8管上端與大氣相通，管內(nèi)裝有水銀且A、8兩管內(nèi)的水銀面等高，C管

中的活塞可滑動且密封良好。A,8和C豎直且整個裝置平衡，A、2管中的空氣柱長度均為18cm,C管中

的水銀柱足夠長。現(xiàn)在將C管中的活塞緩慢向上推，直到8管中的水銀上升到管口。A管中封閉的氣體可

視為理想氣體，活塞移動過程中整個裝置的溫度保持不變。已知大氣壓強為=75cmHg,求：

（1）2管中的水銀上升到管口時，A管中氣體的壓強；

（2）整個過程C管中的活塞向上移動的距離。

【答案】（1）A=90cmHg；（2）L=21cm

【解析】（1）因為開始時A、B管中的空氣柱長度相等，所以A管中的壓強

p0=75cmHg

設(shè)B管中的水銀上升到管口時，A管中空氣柱的長度為x,玻璃管的橫截面積為S。B管中的水銀上升到管

口時，A管中氣體的壓強

Pi=（A）+x）cmHg

理想氣體的等溫變化得

pohS=P[XS

解得

x=15cm,Pi=90cmHg

（2）A管中水銀柱上升的高度

4=h-x

3管中水銀柱上升的高度

h2—h

A,8管中增加的水銀都來源于C管，所以C管中活塞上升的距離等于A、8管上升的水銀柱的高度之和，

所以C管活塞上升距離

L=h}+

解得

L=21cm

5.（2024?青海省協(xié)作聯(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，且其容積相對氧氣瓶的容積可以忽略不計）相連，玻璃直管內(nèi)用一很薄

的水銀片（質(zhì)量和厚度不計）在玻璃管下方封閉了一段空氣柱A,開始時瓶內(nèi)氧氣的壓強為10個標準大氣

壓，封閉的空氣柱A的長度為8cm,隨著氧氣的使用，一段時間后發(fā)現(xiàn)水銀片上升了12cm（未到達玻璃

3

管頂部），使用過程中環(huán)境的熱力學(xué)溫度變成了原來的“已知一個標準大氣壓為76cmHg,氧氣與空氣均

視為理想氣體。求：

（1）此時氧氣瓶內(nèi)的壓強；

（2）此時瓶內(nèi)剩余氧氣的質(zhì)量占原來氧氣總質(zhì)量的百分比。

氧I氣瓶

【答案】（1）228cmHg；（2）40%

【解析】（1）對封閉的空氣柱A

初始時Pi=760cmHg,=8cm,熱力學(xué)溫度為7；

末態(tài)時L2=L1+12cm=8cm+12cm=20cm,熱力學(xué)溫度T2=0.757]

設(shè)玻璃管的橫截面積為S,因此有

1s_p2L2S

解得

p2=228cmHg

（2）設(shè)氧氣瓶的容積為K,設(shè)剩下的氧氣被壓縮到10個標準大氣壓、熱力學(xué)溫度為刀狀態(tài)下的體積為力，

則有

p2V_p.K

0.757；—7；

解得

V2=0.4V

因此瓶內(nèi)剩余氧氣的質(zhì)量占原來氧氣總質(zhì)量的百分比為

也xlOO%=/x100%=40%

mV

【考向二：氣缸問題】

1.（2024?陜西省寶雞市?二模）如圖所示，一水平放置導(dǎo)熱汽缸，由截面積不同兩個圓筒連接而成，

輕質(zhì)活塞A、B用一長度為3L=30cm剛性輕桿連接成整體，它們可以在筒內(nèi)無摩擦地左右滑動且不漏氣。

活塞的面積分別為SA=20cm2和SB=10cm2,汽缸內(nèi)A和B之間封閉有一定質(zhì)量的理想氣體，A的左邊

及B的右邊均與大氣相通，大氣壓強始終保持為％=1.0x105pa,當氣缸內(nèi)氣體溫度為7；=300K時，活

塞處于圖示位置的平衡狀態(tài)。求：

（1）此時汽缸內(nèi)理想氣體的壓強Pi為多少？

（2）現(xiàn)對活塞A施加一個水平向右推力，使活塞向右移動L=10cm距離后靜止，此時汽缸內(nèi)氣體溫度

4=312K,則此時推力/大小為多少？

【答案】（1）1.0xl05Pa；（2）30N

【解析】（1）設(shè)被封住的理想氣體壓強為p,輕細桿對A和對B的彈力為F,對活塞A有

POSA=PSA+F

對活塞B,有

0SB=°SB+F

解得

p、=1.0xl05Pa

（2）氣體狀態(tài)參量

Pi=1.0xl05Pa

K=23+、

Tx=300K

%=(2L—工電+0+為國

7；=312K

根據(jù)

夕M_2%

代入數(shù)據(jù)得

p2=1.3x1()5pa

對兩活塞整體受力分析：

F+POSA+P2sB=A)SB+P2sA

解得

F=30N

2.（2024?陜西省漢中市?二模）圖甲為某氣壓型彈跳桿，其核心部分可簡化為圖乙所示的豎直倒立質(zhì)量

為小的圓筒形汽缸（導(dǎo)熱性良好），連桿一端與水平地面接觸，另一端與面積為S的活塞連接（活塞厚度不

計），汽缸內(nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體。沒有站人時活塞位于距缸底為H的A處。當某同學(xué)站上汽缸最終穩(wěn)

2

定后，活塞位于距離缸底力=耳”的8處。已知大氣壓強為外，重力加速度為g,不計活塞與汽缸間的摩

擦，汽缸始終保持豎直。

（1）求該同學(xué)的質(zhì)量M；

（2）若該同學(xué)仍然站在踏板上，使密閉氣體緩慢升溫，最終活塞回到位置4若此過程中氣體內(nèi)能增加了

At/,求該過程中缸內(nèi)氣體從外界吸收的熱量。。

T

I踏板

II

甲

,,ms+PnS1/、

【答案】（1）M=若；（2）Q=^+-（mg+pS）H

20

【解析】（1）根據(jù)題意可知，沒有站人時，對汽缸分析

p^S=mg+PoS

站人穩(wěn)定后，對人和汽缸整體分析

P2S=（M+tn）g+pQS

對汽缸內(nèi)氣體的等溫變化分析

PiSH=P[S；

由以上解得

M=mg+p^

2g

（2）緩慢升溫過程中，氣體的壓強保持不變，外界對氣體做的功為

W=-P2S^H

對密閉氣體用熱力學(xué)第一定律可得

AU=W+。

由以上解得

Q=bU+^（mg+p0S）H

3.（2024?山西省晉中市?二模）氣壓傳動是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來進行傳遞能量和信號，從而實現(xiàn)

生產(chǎn)自動化。如圖所示為某氣壓傳動裝置的原理示意圖，面積為2s的輕質(zhì)活塞A,通過壓縮氣體頂起面積

為S的輕質(zhì)活塞B和上方管道內(nèi)高〃的液柱（液體的密度為夕，重力加速度為g）,開始活塞A靜止，活塞

A與氣缸右端相距L無推力，現(xiàn)用力緩慢向右推動活塞A,最終活塞B和液體上升的高度為L。已知大氣

壓強為Po,不計摩擦和忽略細彎管中的氣體體積，氣缸中理想氣體的溫度始終不變，下列說法正確的是

A

A.推動活塞A的過程中，對封閉氣體做功，故氣體內(nèi)能增加

B.整個過程中，活塞A對氣缸內(nèi)氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

C.最終氣缸內(nèi)氣體的壓強大小為P2=Po-pgh

,PoLL

D.橫截面積為2s的氣缸內(nèi)氣體的長度〃T=7

Po+Pgh2

【答案】D

【解析】AB.整個過程中，溫度不變，內(nèi)能不變，故活塞A對封閉氣體做的功等于氣體對外放出的熱量與

活塞B對封閉氣體做的負功之和，AB項錯誤；

C.最終氣缸內(nèi)封閉氣體的壓強大小為

P2=Po+Pgh

故C項錯誤;

D.對氣缸內(nèi)封閉氣體，由等溫變化，可得

p0L-2S=(/?o+2g/z)(Z/.2S+LS)

可得面積為2s氣缸內(nèi)氣體長度

E一PoLL

Po+Pgh2

故D項正確。

故選D。

4.(2024?青海省海東市?二模)洗車所用的噴水壺的構(gòu)造如圖所示，水壺的容積為V,洗車前向壺內(nèi)加

V

入萬的洗滌劑并密封，然后用打氣筒打氣20次后開始噴水。已知外部大氣壓強恒為外，打氣筒每次打入

v

壓強為外、體積為一的空氣，空氣可視為理想氣體，不計細管內(nèi)液體的體積及壓強，打氣及噴水過程中

60

封閉空氣的溫度始終不變。

(1)求噴