熱學(xué)-2025高考物理二輪復(fù)習(xí)與策略：電路（解析版）

熱學(xué)

【備考指南】L2024年新課標(biāo)卷及其他新高考省份的考查題型保持相對穩(wěn)定。

即選擇(或填空)題和計算題。考查的內(nèi)容均為熱學(xué)主干知識，包括分子間的作用

力、分子勢能、內(nèi)能、氣體壓強的微觀解釋、兩個熱力學(xué)定律、氣體實驗定律、

氣體的圖像等。計算題多以“汽缸一活塞”模型和“玻璃管一液柱”模型呈現(xiàn),

2025年“變質(zhì)量”模型和關(guān)聯(lián)氣體模型有可能繼續(xù)作為重點考查。2.備考復(fù)習(xí)

過程要強化混合模型的題目訓(xùn)練，多聯(lián)系實際，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能

力，提高建構(gòu)模型的能力和推理論證的能力。

突破點一分子動理論固體液體

1.估算問題

(1)分子總數(shù)：N=nNA=￡NA='^~~NA。

Mvmol

特別提醒：對氣體而言，%=《不表示一個氣體分子的體積，而是表示一個氣體

分子占據(jù)的空間。

(2)兩種分子模型。

①球體模型：>=，尺3=，〃("為球體直徑)；

36

3

②立方體模型：V=aa

(3)兩點提示。

①固體、液體分子可認(rèn)為是緊靠在一起的球體或立方體；氣體分子只能按立方

體模型計算所占據(jù)的空間。

②阿伏加德羅常數(shù)是宏觀與微觀的聯(lián)系橋梁，計算時要抓住三個量：摩爾質(zhì)量、

摩爾體積和物質(zhì)的量。

2.分子勢能'分子力與分子間距離的關(guān)系

如圖所示。

3.晶體與非晶體

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⑴晶體、非晶體的關(guān)鍵性區(qū)別為是否具有固定的熔點，只有單晶體才可能具有

各向異性。晶體與非晶體可以相互轉(zhuǎn)化。

（2）液晶是一種特殊的物質(zhì)，既可以流動，又可以表現(xiàn)出單晶體的分子排列特點,

在光學(xué)、電學(xué)等物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性。

［典例1］（分子動理論）2024年3月底受冷空氣以及大風(fēng)天氣影響，全國各地均

出現(xiàn)不同程度的沙塵天氣，內(nèi)蒙古、北京等地區(qū)局部有強沙塵暴，甚至局部地

區(qū)出現(xiàn)下“泥點”的惡劣天氣，山東、河南、安徽、江蘇等地區(qū)也都出現(xiàn)AQI（空

氣質(zhì)量指數(shù)）達(dá)到500的現(xiàn)象，AQI指數(shù)中一項重要指標(biāo)就是大家熟知的PM2.5

指數(shù)，PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5pm的懸浮顆粒物，飄浮在空中，

很難自然沉降到地面。對于上述天氣現(xiàn)象的解釋正確的是（）

A.沙塵暴中的沙塵顆粒所做的無規(guī)則運動是布朗運動

B.一團質(zhì)量不變的沙塵暴從溫度較低的地區(qū)吹到溫度較高的地區(qū)，溫度逐漸升

高、風(fēng)速逐漸減小，其內(nèi)能逐漸減小

C.PM2.5顆粒的尺寸與空氣中氧氣分子的尺寸數(shù)量級相當(dāng)

D.PM2.5顆粒在空氣中的無規(guī)則運動是由大量空氣分子無規(guī)則運動對其撞擊的

不平衡性引起的

D［布朗運動是懸浮在液體或氣體中的固體顆粒，受到液體或氣體分子的無規(guī)

則撞擊所做的無規(guī)則運動，用肉眼無法觀察到布朗運動，沙塵暴的運動是氣流

運動形成的，不是布朗運動，故A錯誤；一定質(zhì)量的物體，從低溫到高溫，分

子平均動能增加，分子動能與物體的宏觀速度無關(guān)，故B錯誤；氧分子尺寸的

數(shù)量級為IO"。m,而PM2.5是指空氣中直徑小于或等于2.5pm的懸浮顆粒物，

故C錯誤；PM2.5顆粒在空氣中的運動是由空氣中大量空氣分子無規(guī)則運動對

其撞擊的不平衡性引起的，是布朗運動，故D正確。］

［典例2］（固體、液體的性質(zhì)）（多選）（2024?四川內(nèi)江統(tǒng)考一模）噴霧型防水劑是

現(xiàn)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。下列

說法正確的是（）

A.玻璃和水滴之間發(fā)生了浸潤現(xiàn)象

B.水滴呈橢球形是液體表面張力和重力共同作用的結(jié)果

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C.水滴表面分子比水滴的內(nèi)部密集

D.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

BD［浸潤即液體在與固體表面接觸時能夠彌散附著在固體表面的現(xiàn)象，而題中

的玻璃和水不浸潤，故A錯誤；由于液體表面張力的作用使水滴呈球形，但在

重力的作用下水滴呈橢球形，故B正確；水滴表面分子比水滴的內(nèi)部稀疏，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，表面層分子

間的作用力為引力，使表面層分子有收縮的趨勢，從而形成球形，故C錯誤，D

正確。故選BD。］

突破點二氣體實驗定律理想氣體狀態(tài)方程

1.壓強的計算

⑴被活塞或汽缸封閉的氣體，通常分析活塞或汽缸的受力，應(yīng)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(yīng)用0=00+0/,或0=。0—p”計算壓強，壓強p的單位為

cmHg或mmHgo

2.合理選取氣體變化所遵循的規(guī)律列方程

(1)若氣體質(zhì)量一定，p、K7中有一個量不發(fā)生變化，則選用對應(yīng)的氣體實驗

定律列方程求解。

(2)若氣體質(zhì)量一定，p、K7均發(fā)生變化，則選用理想氣體狀態(tài)方程列式求解。

3.關(guān)聯(lián)氣體問題

解決由活塞、液柱相聯(lián)系的兩部分氣體問題時，根據(jù)兩部分氣體壓強、體積的

關(guān)系，列出關(guān)聯(lián)關(guān)系式，再結(jié)合氣體實驗定律或理想氣體狀態(tài)方程求解。

4.變質(zhì)量問題

在充氣、抽氣等“變質(zhì)量”問題中可以把充進或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)化為恒定質(zhì)量的問題。

［典例3］(“單一”氣體問題)(2024?湖南卷)一個充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)

氣體壓強為p、體積為匕氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。

(1)若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強po,求此時氣體的體積K(用po、p和/

表示)；

(2)小贊同學(xué)想測量該氣球內(nèi)氣體體積廠的大小，但身邊僅有一個電子天平。將

氣球置于電子天平上,示數(shù)為m=8.66X10-3kg(此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的

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影響）。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時氣球內(nèi)氣體壓強P和體積/還滿足：（P-

po）（V-VBo）=C,其中po=1.0X105Pa為大氣壓強，F(xiàn)BO=O.5X10-3為氣球無

張力時的最大容積，C=18J為常量。已知該氣球自身質(zhì)量為加.=8.40X10-3kg,

外界空氣密度為"o=L3kg/m3,重力加速度g取10m/s2,求氣球內(nèi)氣體體積V

的大小。

［解析］（1）由玻意耳定律有p〉=poHo

解得Fo=—o

Po

（2）氣球內(nèi)空氣體積為匕）時，密度為“，故氣球內(nèi)部空氣質(zhì)量用內(nèi)=poK=歿叱

Po

對氣球和氣球內(nèi)部氣體組成的系統(tǒng)受力分析，由力的平衡條件有

（mo+m內(nèi)）g=F泮+mg

又歹浮=pog>

結(jié)合仍一“））（>一/o）=C

聯(lián)立解得r=5X103m3o

［答案］（1端（2）5X10-3nP

反思感悟氣體實驗定律的應(yīng)用思路

礪箴A根據(jù)題意，選出所研究的某一部分

（或一定質(zhì)量）的氣體

京維'分別找出這部分氣體狀態(tài)發(fā)生變化前

后的p、P、T數(shù)值或表達(dá)式（壓強的確

定是關(guān)鍵）

認(rèn)過程認(rèn)清變化過程，正確選用物理規(guī)律

選擇實驗定律列式求解，有時要討論

列方程

結(jié)果的合理性

【教師備選資源】

（2023?湖北卷）如圖所示，豎直放置在水平桌面上的左右兩汽缸粗細(xì)均勻，內(nèi)壁

光滑，橫截面積分別為S、2S,由體積可忽略的細(xì)管在底部連通。兩汽缸中各有

一輕質(zhì)活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉，左側(cè)汽缸底部與活塞用輕質(zhì)細(xì)彈簧相

連。初始時，兩汽缸內(nèi)封閉氣柱的高度均為以，彈簧長度恰好為原長。現(xiàn)往右

側(cè)活塞上表面緩慢添加一定質(zhì)量的沙子,直至右側(cè)活塞下降匏,左側(cè)活塞上升步,

已知大氣壓強為po,重力加速度大小為g,汽缸足夠長，汽缸內(nèi)氣體溫度始終不

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變，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。求:

⑴最終汽缸內(nèi)氣體的壓強。

(2)彈簧的勁度系數(shù)和添加的沙子質(zhì)量。

［解析］對汽缸中的氣體，初狀態(tài)pi=po,V!=HS+2HS=3HS-,設(shè)最終狀態(tài)氣

體壓強為p2,體積匕=(H+1)5+2s(H-=^HS0

=

由玻意耳定律有p\V\piVi9

解得P2=噌po。

(2)對左側(cè)活塞受力分析有p^S+k?^H=p2S9

解得彈簧的勁度系數(shù)4=鬻。

±7H

對右側(cè)活塞受力分析有P0?2S+mg=p2?IS,

解得添加的沙子質(zhì)量產(chǎn)篝。

［答案1(1譚。Q篇罌

［典例4］(“關(guān)聯(lián)”氣體問題)(2024?廣東卷)差壓閥可控制氣體進行單向流動，

廣泛應(yīng)用于減震系統(tǒng)。如圖所示，A、B兩個導(dǎo)熱良好的汽缸通過差壓閥連接，

A內(nèi)輕質(zhì)活塞的上方與大氣連通，B內(nèi)氣體體積不變。當(dāng)A內(nèi)氣體壓強減去B

內(nèi)氣體壓強大于如時差壓閥打開，A內(nèi)氣體緩慢進入B中；當(dāng)該差值小于或等

于Ap時差壓閥關(guān)閉。當(dāng)環(huán)境溫度7i=300K時,A內(nèi)氣體體積以1=4.0X102m3,

B內(nèi)氣體壓強PB1等于大氣壓強po,已知活塞的橫截面積S=0.10m2,Ap=o.llpo?

po=l.OXlO5Pa,重力加速度大小取g=10m/s2,A、B內(nèi)的氣體可視為理想氣體,

忽略活塞與汽缸間的摩擦，差壓閥與連接管內(nèi)的氣體體積不計。當(dāng)環(huán)境溫度降

到,2=270K時:

⑴求B內(nèi)氣體壓強PB2；

5/21

⑵求A內(nèi)氣體體積以2；

(3)在活塞上緩慢倒入鐵砂，若B內(nèi)氣體壓強回到po并保持不變，求已倒入鐵砂

的質(zhì)量取。

［解析］⑴⑵假設(shè)溫度降低到Ti時，差壓閥沒有打開，A、B兩個汽缸導(dǎo)熱良好,

B內(nèi)氣體做等容變化，初態(tài)

PBi=po,71=300K

末態(tài)炎=270K

根據(jù)等=等

代入數(shù)據(jù)可得

4

pB2=9X10Pa

A內(nèi)氣體做等壓變化，壓強保持不變，初態(tài)

以1=4.0X102m3,7\=300K

末態(tài)T2=270K

根據(jù)組=也

T1T2

代入數(shù)據(jù)可得

以2=3.6X102m3

由于Po—PB2VAp

假設(shè)成立，即

4

pB2=9X10Pa,以2=3.6X102up。

(3)恰好穩(wěn)定時，A內(nèi)氣體壓強為

B內(nèi)氣體壓強

P'B=PO

此時差壓閥恰好關(guān)閉，所以有

P'A-p'B=Ap

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

陽=1.1X102kgo

［答案］(l)9X104pa(2)3.6X102m3(3)1.1X102kg

反思感悟多個系統(tǒng)相互聯(lián)系的恒定質(zhì)量氣體問題，往往利用壓強建立起系統(tǒng)間

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的關(guān)系，各系統(tǒng)獨立進行狀態(tài)分析。要確定每個研究對象的變化性質(zhì)，分別應(yīng)

用相應(yīng)的氣體實驗定律，并充分應(yīng)用各研究對象之間的壓強、體積、溫度等量

的有效關(guān)聯(lián)。若液柱（或活塞）可自由移動，一般要根據(jù)液柱（或活塞）的平衡狀態(tài)

確定兩部分氣體的壓強關(guān)系。

［典例5］（“變質(zhì)量”氣體問題）（2024?山東卷）圖甲為戰(zhàn)國時期青銅汲酒器，根

據(jù)其原理制作了由中空圓柱形長柄和儲液罐組成的汲液器，如圖乙所示。長柄

頂部封閉，橫截面積Si=L0cm2,長度H=100.0cm,側(cè)壁有一小孔N。儲液罐

的橫截面積S2=90.0cm2,高度〃=20.0cm,罐底有一小孔6。汲液時，將汲液

器豎直浸入液體，液體從孔5進入，空氣由孔N排出；當(dāng)內(nèi)外液面相平時，長

柄浸入液面部分的長度為X；堵住孔N,緩慢地將汲液器豎直提出液面，儲液罐

內(nèi)剛好儲滿液體。已知液體密度"=1.0X103kg/nR重力加速度大小g=10m/s2,

大氣壓po=LOXlO5pa。整個過程溫度保持不變，空氣可視為理想氣體，忽略

器壁厚度。

⑴求X；

Q）松開孔a從外界進入壓強為p。、體積為/的空氣，使?jié)M儲液罐中液體緩緩

流出，堵住孔N,穩(wěn)定后罐中恰好剩余一半的液體，求匕

A°

H

__

h

._B.

甲乙

［解析］（1）在緩慢將汲液器豎直提出液面的過程，封閉氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)

玻意耳定律有

pi（H-x）Si=pzHSi

根據(jù)題意可知pi=po,pi+pgh=po

聯(lián)立解得x=2cm0

⑵對新進入的氣體和原有的氣體整體分析，由玻意耳定律有po/+p2flSi=

P3（HS1+^S2）

7/21

又P3+〃g*異PO

聯(lián)立解得r=8.92X10-4m3o

［答案］(1)2cm(2)8.92X10W

【教師備選資源】

(2023?湖南卷)汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力。如圖所示，剎車

助力裝置可簡化為由助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿N5與助力活塞固定

為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿N6上施加水平力推動液壓泵實現(xiàn)剎車。助力

氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力

氣室的壓強差實現(xiàn)剎車助力。每次抽氣時，Ki打開，R閉合，抽氣活塞在外力

作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達(dá)到兩

氣室壓強相等；然后，Ki閉合，R打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全

部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程。已知助力氣室容積為治,初始壓強等于

外部大氣壓強po,助力活塞橫截面積為S,抽氣氣室的容積為匕。假設(shè)抽氣過

程中，助力活塞保持不動，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變。

(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強

(2)第〃次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小A尸。

［解析］(1)以第1次抽氣之前助力氣室內(nèi)的氣體為研究對象，根據(jù)玻意耳定律有

poFo=/>i(Fo+匕)

解得第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)氣體的壓強

_v0

PLW。。

(2)第2次抽氣前后，根據(jù)玻意耳定律有

piFo=p2(Fo+Fi)

解得第2次抽氣之后助力氣室內(nèi)氣體的壓強

P2=(贏))。

第3次抽氣前后，根據(jù)玻意耳定律有

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P2匕）=03（匕）+Kl）

解得第3次抽氣之后助力氣室內(nèi)氣體的壓強

口3=（福）7。

則第〃次抽氣之后助力氣室內(nèi)氣體的壓強

P"=（肅力

則第〃次抽氣后，該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小

A歹=poS_p"S=poS［l_（前力。

（1）

［答案1V^°⑵/1—（贏）”］

突破點三熱力學(xué)定律與氣體實驗定律的綜合

1.理想氣體相關(guān)三量AU、印、。的分析思路

（1）內(nèi)能變化量AU。

①由氣體溫度變化分析AU。溫度升高，內(nèi)能增加，AU>0；溫度降低，內(nèi)能減少,

AU<0。

②由公式AU=%+2分析內(nèi)能變化。

（2）做功情況Wo

由體積變化分析氣體做功情況。體積膨脹，氣體對外界做功，眸0;體積被壓縮,

外界對氣體做功，%>0。氣體等壓膨脹（壓縮）時，氣體對外界（外界對氣體）做功

W=p\V.

（3）氣體吸、放熱2。

一般由公式。=AU—次分析氣體的吸、放熱情況。2>0,吸熱；2<0,放熱。

2.對熱力學(xué)第二定律的理解

熱量可以由低溫物體傳遞到高溫物體，也可以從單一熱庫吸收熱量全部轉(zhuǎn)化為

功，但會產(chǎn)生其他影響。

［典例6］（熱力學(xué)定律與氣體實驗定律的綜合應(yīng)用）（2024?湖北卷）如圖所示，在

豎直放置、開口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為陽的活塞密封一部分理想氣體，

活塞橫截面積為S,能無摩擦地滑動。初始時容器內(nèi)氣體的溫度為To,氣柱的

高度為肌當(dāng)容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升卻再次平衡。

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已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量AU與溫度變化量A7的關(guān)系式為AU=CAT,。為己

知常量，大氣壓強恒為po,重力加速度大小為g,所有溫度為熱力學(xué)溫度。求

(1)再次平衡時容器內(nèi)氣體的溫度。

(2)此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量。

［解析］(1)設(shè)容器內(nèi)氣體初、末狀態(tài)體積分別為匕)、V,末狀態(tài)溫度為7,由蓋

-呂薩克定律得空=5

101

其中Fo=S/i,V=S(h+

聯(lián)立解得T=1Too

(2)設(shè)此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量為。，外界對氣體做的功為次,由熱力學(xué)

第一定律得

\U=Q+W

其中AU=C(T-n)

W=—(ntg+poS)^h

聯(lián)立解得Q=^CT0+ntgh+P0Sh)o

［答案］(l)|To(2)^CT0+,ngh+p0Sh)

［典例7］(熱力學(xué)定律與圖像綜合問題)(2024?山東卷)一定質(zhì)量理想氣體經(jīng)歷

如圖所示的循環(huán)過程，過程是等壓過程，8-c過程中氣體與外界無熱量交

換，cfa過程是等溫過程。下列說法正確的是()

A.a一分過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功

B.8-c過程，氣體對外做功，內(nèi)能增加

C.a-A-c過程，氣體從外界吸收的熱量全部用于對外做功

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D.a一8過程，氣體從外界吸收的熱量等于c-a過程放出的熱量

C口-8過程是等壓變化且體積增大，則比如＜0,由蓋-呂薩克定律可知方＞￡,

即AU加＞0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=?+%可知過程，氣體從外界吸收的

熱量一部分用于對外做功，另一部分用于增加內(nèi)能，A錯誤；過程中氣體

與外界無熱量交換，即。兀=0,又由氣體體積增大可知麻c＜0,由熱力學(xué)第一定

律AU=2+/可知氣體內(nèi)能減少，B錯誤；c-a過程為等溫過程，可知或=。,

AUe=0,根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知a-A-c過程，氣體從外界吸收的熱量全部

用于對外做功，C正確；由A項分析可知=一比血由B項分析可知

Wbc=\Ubc,由C項分析可知0=/a+&?,又AUM+ASC=0,聯(lián)立解得Qab-{-

Qca）=~Wca-Wbc-Wab,根據(jù)p-V圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示外界對氣

體（氣體對外界）做的功，結(jié)合題圖可知。岫一（一。館）W0,所以過程氣體從

外界吸收的熱量不等于c-a過程放出的熱量，D錯誤。］

方法技巧處理理想氣體狀態(tài)變化圖像問題的技巧

（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平衡狀態(tài)，它對應(yīng)著

三個狀態(tài)量p、KT；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?？创诉^程屬于等溫、等容還是等壓變化，就用相應(yīng)規(guī)

律求解。

（2）在匕7圖像（或p-7圖像）中，比較兩個狀態(tài)的壓強（或體積）時，根據(jù)p/=CT

可知，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??；斜率越小，壓強（或體積）越大。

?臨考預(yù)測，名師押題?

1.（熱點情境?傳統(tǒng)文化）（2024?河南許昌11月測試）陶瓷藝術(shù)成型或藝術(shù)設(shè)計、

施釉裝飾之后，需經(jīng)過一系列高溫?zé)频臋z驗，所謂“匣器調(diào)色，與書家不同,

器上諸色，必出火而后定”（朱琰《陶說》）o如圖所示是燒制瓷器所用窯爐的簡

圖，上方有一只能向上打開的單向閥門，閥門橫截面積為S,當(dāng)閥門受到大于等

于2.5poS的凈壓力時，閥門打開，已知大氣壓強恒為po,絕對零度取一273℃,

T=/+273Ko某次模擬燒制過程，初始時窯內(nèi)溫度為27C,窯內(nèi)氣體體積為

%,壓強為po,窯內(nèi)氣體可看成理想氣體，閥門打開后，窯內(nèi)氣體壓強不變,

則（）

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單向排氣閥

A.窯內(nèi)溫度為727℃時閥門打開

B.閥門打開時，窯內(nèi)氣壓可能為2.6poS

C.窯內(nèi)溫度為427℃時，窯內(nèi)氣壓為2.0川

D.窯內(nèi)溫度為987℃時，窯內(nèi)剩余氣體質(zhì)量為初始時的J

D［外界大氣對閥門的作用力恒為poS,閥門恰好打開時，設(shè)窯內(nèi)氣體壓強為p,

有pS-p0S=2.5°遙，解得p=3.5po,選項B錯誤；閥門打開前，窯內(nèi)氣體發(fā)生

等容變化，有言=今解得7=1050K,即f=777C,選項A錯誤；窯內(nèi)溫度為

427℃時，根據(jù)詈=詈，解得此時窯內(nèi)氣壓為m=3o,選項C錯誤；窯內(nèi)溫度為

987°C時，閥門處于打開狀態(tài)，選窯爐內(nèi)原有氣體為研究對象，根據(jù)華=的，

解得＞=1.2%,窯內(nèi)氣體的剩余質(zhì)量為初始時氣體質(zhì)量的粵=工選項D正確。］

V6

2.（高考熱點?匕7圖像分析）（2024?山東淄博10月測試）一定質(zhì)量的理想氣體

經(jīng)歷了如圖所示的循環(huán)過程。下列說法正確的是（）

A.N-6-C過程中，氣體壓強先增加后不變

B.C一刀一N過程中，單位體積內(nèi)分子數(shù)先不變后增加

C.整個循環(huán)過程中，氣體對外界做的功大于外界對氣體做的功

D.整個循環(huán)過程中，氣體對外界放熱，內(nèi)能不變

D［理想氣體由N-6為等溫膨脹過程，由玻意耳定律可知，氣體壓強減小。

6-C為等容升溫過程，由查理定律可知，氣體的壓強增大，可得N-6-C過

程中，氣體壓強先減小后增大，故A錯誤；理想氣體由C-O-N的過程中，氣

體的體積先減小后不變，所以單位體積內(nèi)分子數(shù)先增加后不變，故B錯誤；理

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想氣體由N-5為等溫膨脹，壓強減小過程；5-C為等容升溫，壓強增大過程;

C一刀為等壓壓縮，溫度降低過程；O-N為等容降溫，壓強減小過程。整個循

環(huán)過程定性的p-V圖像如圖甲所示，可知N-5過程中體積膨脹，氣體對外界做

的功為圖乙中陰影部分的面積，C-Z）過程中外界對氣體做的功為圖丙中陰影部

分的面積，6—C和O—N的過程氣體與外界沒有相互做功，故整個循環(huán)過程中，

氣體對外界做的功小于外界對氣體做的功，故C錯誤；對整個循環(huán)過程，由熱

力學(xué)第一定律知AU=。+%,由上面的分析可知外界對氣體做的功大于氣體對外

界做的功，即吟0,氣體的溫度最終回到了初始狀態(tài)，內(nèi)能變化量為0,內(nèi)能不

變，即AU=0,可知整個循環(huán)過程。＜0,氣體對外界放熱，故D正確。

3.（高考新趨勢?活塞一液柱混合模型）如圖所示，豎直圓筒是固定不動的，粗

筒橫截面積是細(xì)筒的2倍。粗筒中封有壓強為pi=75cmHg的空氣柱I（可視為

理想氣體），氣柱長Li=20cm,細(xì)筒中N、5兩輕質(zhì)活塞間封有空氣柱H（可視

為理想氣體），氣柱長L2=10cm。活塞N上方的水銀柱高10cm,兩輕質(zhì)活

塞與筒壁間的摩擦不計。用外力向上托住活塞6,使之處于平衡狀態(tài)，水銀面與

細(xì)筒上端相平。現(xiàn)使活塞6緩慢上移，直至水銀恰好全部被推入粗筒中，設(shè)在

整個過程中氣柱的溫度不變，大氣壓強po=75cmHg。求：

（1）水銀恰好被全部推入粗筒時，空氣柱I的壓強；

（2）活塞6上移的距離。（結(jié)果保留2位小數(shù)）

［解析］⑴對于空氣柱I,初態(tài)pi="o=75cmHg,Vn=LiSi

末態(tài)，設(shè)壓強為P2,體積匕2=（Li—?Si

根據(jù)玻意耳定律得piVu=piV\2

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解得/?2=100cmHgo

(2)對于空氣柱II,初態(tài)p2i=po+E(cmHg)=85cmHg,匕i=L2s

末態(tài)壓強為p22=p2+*cmHg)=105cmHg,體積匕2=22262

由玻意耳定律得P21V21=P22V22

解得上22=8.10cm

活塞5上移的距離為＜/=￡2+^-￡22=11.90cm。

［答案］⑴100cmHg⑵11.90cm

專題限時集訓(xùn)(十三)

［A組基礎(chǔ)保分練］

i.下列四幅圖所涉及的物理知識，下列論述正確的是()

A.圖甲表明晶體熔化過程中分子平均動能變大

B.圖乙水電可以在水面自由活動，說明它所受的浮力大于重力

C.圖丙是顯微鏡下三顆小炭粒的運動位置連線圖，連線表示小炭粒的運動軌跡

D.圖丁中N是浸潤現(xiàn)象，5是不浸潤現(xiàn)象

D［晶體熔化過程中溫度不變，分子平均動能不變，故A錯誤；水患可以在水

面自由活動，是因為水的表面張力，故B錯誤；每隔一段時間把觀察到的炭粒

的位置記錄下來，然后用直線把這些位置依次連接成折線，所以布朗運動圖像

反映每隔一段時間小炭粒的位置，而不是運動軌跡，故C錯誤；題圖丁中N是

浸潤現(xiàn)象，6是不浸潤現(xiàn)象，故D正確。］

2.如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸豎直倒放，汽缸內(nèi)用絕熱活塞(活塞質(zhì)量不可

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忽略）封閉一定質(zhì)量的理想氣體，氣體處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)把汽缸稍微傾斜一點,

達(dá)到平衡時與原來相比（）

A.氣體的密度增大

B.氣體的內(nèi)能減小

C.單位時間氣體分子對活塞的沖量減小

D.氣體分子的平均動能增大，所有氣體分子熱運動速率都增大

A［以活塞為研究對象，開始時有po5=〃，g+pS,當(dāng)汽缸稍微傾斜一點，設(shè)傾

角為，，平衡時有poS=?/gsin，+pS,可知封閉氣體的壓強增大，根據(jù)理想氣

體狀態(tài)方程可知封閉氣體的半在變小，結(jié)合熱力學(xué)第一定律AU=%+。，因為系

統(tǒng)絕熱。=0,所以有AU=%,同時理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，可得7變大，

V減小，故氣體的密度增大，內(nèi)能增大，A正確，B錯誤；封閉氣體的壓強變大，

單位時間氣體分子對活塞的沖量增大，C錯誤；理想氣體的內(nèi)能增大，氣體分子

的平均動能增大，但并非所有氣體分子熱運動速率都增大，D錯誤。］

3.制作“吸管潛水艇”是深受小朋友喜愛的科學(xué)實驗，如圖所示，將吸管對折

后用回形針固定，然后管口豎直向下插入裝有水的礦泉水瓶中，使吸管頂部露

出水面，最后用蓋子封緊礦泉水瓶（如圖甲）。實驗時，用力按壓瓶身，“潛水艇”

就會沉入水底，松開手后，“潛水艇”又浮出水面。設(shè)水面上方的封閉氣體體

積為壓強為po,吸管內(nèi)封閉氣體的體積為匕“吸管潛水艇”的總質(zhì)量為

m,水的密度恒為〃，氣體溫度始終保持不變，所有氣體視為理想氣體。緩慢擠

壓瓶身時，瓶內(nèi)封閉氣體吸熱還是放熱？擠壓瓶身使“潛水艇”恰好懸浮在水

中時（如圖乙），水面上方的氣體體積減小了多少？（不考慮吸管厚度和回形針的

體積，吸管內(nèi)外液面高度差產(chǎn)生的壓強遠(yuǎn)小于大氣壓，即管內(nèi)外氣壓始終相等）

下列選項正確的是（）

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體積y

A.吸熱，2%(1-1)B.放熱,B(1J)

C.吸熱，c(i-9D.放熱，2Ml-第

B［氣體溫度不變，則瓶內(nèi)封閉氣體發(fā)生等溫變化，故內(nèi)能保持不變，即AU=O,

擠壓瓶身時，水面上方氣體體積減小，外界對氣體做功，即%>0,根據(jù)熱力學(xué)

第一定律AU=2+%,則2<0,即氣體對外放熱。設(shè)“潛水艇”懸浮時，吸管

內(nèi)部封閉氣體的壓強為P1,體積為匕，根據(jù)平衡條件得"gH=Mg,解得匕=￡,

對吸管內(nèi)的氣體，根據(jù)玻意耳定律poV="H,解得“=管，設(shè)水面上方的氣

體體積減小AP,對水面上方的氣體，根據(jù)玻意耳定律po%=pi(Fo-AF),解得

AF=Fo(l-^),故選B。］

4.(2024?四川綿陽統(tǒng)考二模)如圖所示，一定質(zhì)量理想氣體被活塞封閉在汽缸

中，活塞的質(zhì)量為〃2,面積為S,與汽缸底部相距〃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北，大氣壓強為P0?，F(xiàn)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0.5上后停止，整個過程中氣體吸收的

熱量為2。忽略活塞與汽缸間的摩擦，重力加速度為g。求:

(1)理想氣體最終的溫度7;

(2)理想氣體內(nèi)能的增加量AU。

［解析］(1)活塞向上移動了0.5上，在此等壓過程中有察=粵

丁0T

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且匕=1.5匕

解得T=L5Too

(2)活塞緩慢移動，所以受力平衡，則piS=poS+/Mg

外界對氣體做功W=~0.5piSL

根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=Q+W

解得AU=Q-O.5(poS+mg)L。

［答案］(1)1.5，)(2)Q-O.5(poS+mg)L

5.(2024?河北邯鄲統(tǒng)考二模)“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，抽取一定質(zhì)量的空氣后，迅速

放手，橡膠膜在恢復(fù)原狀的過程中壓縮空氣，從而產(chǎn)生內(nèi)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?yōu)?00mL,大氣壓強為1.05X105pa,整個過程中“空氣炮”

中的空氣溫度等于環(huán)境溫度27C不變。

(1)若橡膠膜恢復(fù)原狀的過程可視為沒有空氣沖出，試求恢復(fù)原狀瞬間“空氣炮”

內(nèi)部空氣壓強。

(2)經(jīng)檢測，橡膠膜恢復(fù)原狀瞬間，“空氣炮”內(nèi)部空氣壓強為1.2X105pa,試

求此時已沖出管口的空氣質(zhì)量與仍在“空氣炮”內(nèi)部的空氣質(zhì)量之比。

［解析］(1)以抽入空氣后的“空氣炮”內(nèi)空氣為研究對象，初始空氣壓強pi=

1.05X105Pa

空氣體積匕=800mL

橡皮膜恢復(fù)原狀時空氣體積匕=600mL

空氣做等溫變化，由玻意耳定律得,1匕=,2匕，解得p2=L4X105pa

即橡膠膜恢復(fù)原狀瞬間“空氣炮”內(nèi)部空氣壓強為1.4X105pa。

(2)以抽入空氣后的“空氣炮”內(nèi)空氣為研究對象，初始空氣壓強pi=1.05X105

Pa,空氣體積匕=800mL

橡皮膜恢復(fù)原狀時空氣在管內(nèi)的體積匕=600mL

已沖出管口的空氣壓強視為與內(nèi)部相同為p，2=1.2X105Pa,設(shè)其體積為匕，空

氣做等溫變化，由玻意耳定律得。1匕=/2(匕+匕)，解得匕=100mL

同壓強下空氣質(zhì)量與體積成正比，則沖出管口的空氣質(zhì)量與內(nèi)部的空氣質(zhì)量之

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比為膽=常解得膽=3

m2V2m26

［答案］⑴1.4X105pa（2）1

［B組能力提分練］

6.（2024?山東濰坊壽光現(xiàn)代中學(xué)?？寄M預(yù)測）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)N

緩慢經(jīng)過6、C、刀再回到狀態(tài)N,其熱力學(xué)溫度7和體積/的關(guān)系圖像如圖所

示，區(qū)4和CD的延長線均過原點O,氣體在狀態(tài)N時的壓強為po,下列說法正

確的是（）

A.N-5過程中氣體向外界放熱

B.6-C過程中氣體分子的平均動能不斷增大

C.C-。過程中氣體分子在單位時間內(nèi)對單位容器壁的碰撞次數(shù)不斷減少

D.O-N過程中氣體的溫度升高了?

D3一6過程中氣體的溫度升高，內(nèi)能增大。氣體體積增大的過程中對外做功，

W<0,根據(jù)AU=%+2,可知2>0,說明氣體從外界吸熱，故A錯誤；5—C過

程中氣體做等溫變化，氣體分子的平均動能不變，故B錯誤；C-O過程中氣體

的溫度降低，分子的平均動能減小，則分子撞擊器壁的平均撞擊力減小，根據(jù)

CD的延長線過原點O,可知C—O過程中氣體壓強不變，所以氣體分子在單位

時間內(nèi)對單位容器壁的碰撞次數(shù)不斷增加，故C錯誤；由題圖中幾何關(guān)系知，

TA=-^-=~Z-,TD=~=~,則N過程中氣體的溫度升高了AT=7LI—TD=~T,

LL336

故D正確。］

7.如圖所示為某型血壓儀的結(jié)構(gòu)簡圖，加壓氣囊、臂帶組成一個密閉部分，壓

強計能顯示臂帶內(nèi)氣體與外界大氣的壓強差。測血壓時先調(diào)節(jié)壓強計示數(shù)為0,

之后通過加壓氣囊充氣加壓，臂帶通過軟組織作用于肱動脈，當(dāng)所加壓力高于

心臟收縮壓力時聽診器聽不到心臟搏動的聲音，之后通過加壓氣囊慢慢向外放

氣，臂帶內(nèi)的壓強隨之下降，血液沖開被阻斷的血管時可以再次聽到心臟搏動

的聲音，壓強計顯示的壓力值就等于收縮壓。若臂帶容積為各連接管的體

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積均不計，充氣過程臂帶內(nèi)氣體體積不變，溫度不變，外界大氣壓強恒為750

mmHgo現(xiàn)測得某同學(xué)的收縮壓為120mmHg,則再次聽到心臟搏動聲音時臂帶

、

A.—35C*

29B-7?25

C［結(jié)合題述可知，再次聽到心臟搏動聲音時臂帶內(nèi)氣體的壓強為pi=750

mmHg+120mmHg,設(shè)再次聽到心臟搏動聲音時臂帶內(nèi)氣體在大氣壓強下的體

=/=

積為V\9根據(jù)玻意耳定律有p\V^p^V\9解得Ki=—Jo^Fo,故四■=空，tn\

Po25m()VQ

=||/"0,C正確。］

8.(2024?江西卷)可逆斯特林熱機的工作循環(huán)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體

經(jīng)N6aM完成循環(huán)過程，N5和CD均為等溫過程，5C和均為等容過程，

已知71=1200K,T2=300K,氣體在狀態(tài)N的壓強1=8.0義105Pa,體積匕

=1.0m3,氣體在狀態(tài)。的壓強pc=1.0X105Pa。求：

(1)氣體在狀態(tài)D的壓強PD；

(2)氣體在狀態(tài)5的體積匕。

［解析］⑴氣體從狀態(tài)D到狀態(tài)A的過程發(fā)生等容變化,根據(jù)查理定律有詈=詈

5

代入數(shù)據(jù)解得po=2.0X10Pao

(2)氣體從狀態(tài)C到狀態(tài)D的過程發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有pcV2=pDVl

代入數(shù)據(jù)解得匕=2.0m3

又氣體從狀態(tài)5到狀態(tài)。發(fā)生等容變化，因此氣體在6狀態(tài)的體積也為匕=2.0

3

mo

［答案］(1)2.0X105Pa(2)2.0m3

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9.(2024?浙江1月卷)如圖所示，一個固定在水平面上的絕熱容器被隔板N分

成體積均為匕=750cup的左右兩部分。面積為S=100cmz的絕熱活塞6被鎖

定，隔