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重难点17 热学
考点
三年考情分析
2025 考向预测
分子动理论的基本观点和实验依
据
阿伏伽德罗常数
气体分子运动速率分布的统计规
律
温度、内能
固体的微观结构、晶体和非晶体
液晶的微观结构
液体的表面张力现象
气体实验定律、理想气体
热力学第一定律
能量守恒定律
热力学第二定律
气缸问题（2024·全国甲卷，14
2022·全国乙卷，14）液柱问题
（2024·全国甲卷，13
2023·全国乙卷，14）图像问题
（2024·新课标卷，8
2022·全国乙卷，13
）分子动理论、热力学定律、固
体和液体的性质（2023·全国乙
卷，13
2023·新课标卷，8
）
（1）考点预测：气态方程、热力
学定律。
（2）考法预测：
【情境解读】
【高分技巧】
一、应用气体实验定律的解题思路
1．选择对象——一定质量的理想气体；
1
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2．找出参量——气体在始末状态的参量p1、V1、T1及p2、V2、T2；
3．认识过程——认清变化过程是正确选用物理规律的前提；
4．列出方程——选用某一实验定律或状态方程，代入具体数值求解，并讨论结果的合理性。
二、对热力学第二定律的两种表述的理解
1．“自发地”指明了传热等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界能量的帮助；
2．“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方
面的影响，如吸热、放热、做功等。
三、图像问题
1．首先应明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个状态，它对应着三个状态量；图像上的某一条
直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程．看此过程属于等温、等容还是等压变化，
然后用相应规律求解．
2．在V－T 图像(或p－T 图像)中，比较两个状态的压强(或体积)时，可比较这两个状态到原点连线的斜率
的大小，斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大．
四、分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质
1．微观量的估算：分子总数：N＝nNA＝NA＝NA。
2．两种分子模型
(1)球模型：V0＝πd3(适用于估算液体、固体分子直径)；
(2)立方体模型：V0＝a3(常用于估算气体分子间距)。
3．分子力F、分子势能Ep随分子间距r 的变化规律
(1)特点：当r＞r0时，分子力为引力，随着r 的增大，分子力先增大后减小。当r＜r0时，分子力为斥力，
随着r 的减小，分子力增大。
当r＝r0时，分子势能最小，当r<r0和r>r0时，若r 变化时分子力做负功，分子势能增大。
(2)分子力和分子势能随r 的变化曲线
4．分析物体内能问题的五点提醒
(1)内能是对物体的大量分子而言的，不存在某个分子内能的说法．
(2)内能的大小与温度、体积、物质的量和物态等因素有关．
(3)通过做功或传热可以改变物体的内能．
(4)温度是分子平均动能的标志，相同温度的任何物体，分子的平均动能都相同．
(5)内能由物体内部分子微观运动状态决定，与物体整体运动情况无关．任何物体都具有内能，恒不为零．
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（建议用时：40 分钟）
【考向一：液柱问题】
1．（2024·陕西省·二模）如图所示，U 形管竖直放置，右管内径为左管内径的2 倍，管内水银在左管内封
闭了一段长为76cm、温度为300K 的空气柱，左、右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg。
（1）给左管的气体加热，求当U 形管两边水银面等高时，左管内气体的温度；
（2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银，直到左管气柱恢复原长，求此时两管水
银面的高度差。
2．（2024·山西省·一模）（多选）取一个空的金属易拉罐，在开口处插入一根粗细均匀的长透明吸管，在
吸管内注入一小段油柱（长度、质量均可忽略），然后用蜡将易拉罐开口处密封。以密封处为原点，在吸
管上标上刻度，如果不考虑大气压的变化，就是一个简易的气温计，如图所示。当环境温度由
缓慢升高
到
的过程中，油柱从刻度处上升到
处，则（ ）
A. 这一过程中，罐壁单位面积上单位时间内碰撞的气体分子数减少
B. 这一过程中，罐内气体对外做的功大于气体从外吸收的热量
C. 若油柱从刻度
处缓慢升到
处，环境温度的升高小于
3
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D. 若油柱从刻度
处缓慢升到
处，环境温度的升高等于
3．（2024·青海省海南藏族自治州·二模）两端封闭、粗细均匀的玻璃管内，一段水银柱将内部的理想气体
分隔成A、B 两段，当玻璃管竖直静止时，A、B 两段的长度相等，如图甲所示；仅将玻璃管旋转180°，
再次平衡时，A、B 两段的长度之比为1∶2，如图乙所示。求：
（1）图甲中A、B 两段气体的压强的比值
；
（2）图乙中A、B 两段气体的压强的比值
。
4．（2024·青海省西宁市·一模）如图所示的装置中，三支内径相等的玻璃管A、B 和C 用细管连通。A、B
两管上端等高，A 管上端封闭，B 管上端与大气相通，管内装有水银且A、B 两管内的水银面等高，C 管中
的活塞可滑动且密封良好。A、B 和C 竖直且整个装置平衡，A、B 管中的空气柱长度均为
，C 管中
的水银柱足够长。现在将C 管中的活塞缓慢向上推，直到B 管中的水银上升到管口。A 管中封闭的气体可
视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。已知大气压强
，求：
（1）B 管中的水银上升到管口时，A 管中气体的压强；
（2）整个过程C 管中的活塞向上移动的距离。
4
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5．（2024·青海省协作联考·一模）医院用的氧气瓶（导热性良好）如图所示，氧气瓶通过细管和右边封闭
的均匀玻璃直管（导热性良好，且其容积相对氧气瓶的容积可以忽略不计）相连，玻璃直管内用一很薄的
水银片（质量和厚度不计）在玻璃管下方封闭了一段空气柱
，开始时瓶内氧气的压强为10 个标准大气
压，封闭的空气柱
的长度为
，随着氧气的使用，一段时间后发现水银片上升了
（未到达玻璃
管顶部），使用过程中环境的热力学温度变成了原来的
，已知一个标准大气压为
，氧气与空气
均视为理想气体。求：
（1）此时氧气瓶内的压强；
（2）此时瓶内剩余氧气的质量占原来氧气总质量的百分比。
【考向二：气缸问题】
1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）如图所示，一水平放置导热汽缸，由截面积不同
两个圆筒连接而成，轻
质活塞A、B 用一长度为
刚性轻杆连接成整体，它们可以在筒内无摩擦地左右滑动且不漏气。
活塞的面积分别为
和
，汽缸内A 和B 之间封闭有一定质量的理想气体，A 的左边
及B 的右边均与大气相通，大气压强始终保持为
，当气缸内气体温度为
时，
活塞处于图示位置的平衡状态。求：
（1）此时汽缸内理想气体的压强
为多少？
（2）现对活塞A 施加一个水平向右推力，使活塞向右移动
距离后静止，此时汽缸内气体温度
，则此时推力F 大小为多少？
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2．（2024·陕西省汉中市·二模）图甲为某气压型弹跳杆，其核心部分可简化为图乙所示的竖直倒立质量为
的圆筒形汽缸（导热性良好），连杆一端与水平地面接触，另一端与面积为
的活塞连接（活塞厚度不
计），汽缸内密封一定质量的理想气体。没有站人时活塞位于距缸底为H 的A 处。当某同学站上汽缸最终
稳定后，活塞位于距离缸底
的B 处。已知大气压强为
，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间的
摩擦，汽缸始终保持竖直。
（1）求该同学的质量
；
（2）若该同学仍然站在踏板上，使密闭气体缓慢升温，最终活塞回到位置A，若此过程中气体内能增加了
，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。
3．（2024·山西省晋中市·二模）气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行传递能量和信号，从而实现生
产自动化。如图所示为某气压传动装置的原理示意图，面积为
的轻质活塞
，通过压缩气体顶起面积
为
的轻质活塞
和上方管道内高的液柱（液体的密度为
，重力加速度为
），开始活塞
静止，活
塞A 与气缸右端相距L，无推力，现用力缓慢向右推动活塞
，最终活塞
和液体上升的高度为
。已知
大气压强为
，不计摩擦和忽略细弯管中的气体体积，气缸中理想气体的温度始终不变，下列说法正确的
是（ ）
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A. 推动活塞
的过程中，对封闭气体做功，故气体内能增加
B. 整个过程中，活塞
对气缸内气体做的功小于气体向外界放出的热量
C. 最终气缸内气体的压强大小为
D. 横截面积为
的气缸内气体的长度
4．（2024·青海省海东市·二模）洗车所用的喷水壶的构造如图所示，水壶的容积为V，洗车前向壶内加入
的洗涤剂并密封，然后用打气筒打气20 次后开始喷水。已知外部大气压强恒为
，打气筒每次打入压
强为
、体积为
的空气，空气可视为理想气体，不计细管内液体的体积及压强，打气及喷水过程中封
闭空气的温度始终不变。
（1）求喷水壶内封闭空气的最大压强p；
（2）喷水壶内洗涤剂能否全部从喷口喷出？若不能，最少还能剩余多少？
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5．（2024·宁夏银川一中·三模）如图所示，高为L，横截面积为S 的导热汽缸内有一不规则物体，厚度不
计的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞正好在汽缸的顶部。再在活塞上放置质量为m 的物体后，
活塞缓慢下移，并静止在与缸底的间距为0.8L 的高度。已知外界大气压强
，忽略缸内气体温度
的变化，不计活塞和汽缸的摩擦，重力加速度为g。求：
（1）不规则物体的体积
；
（2）该过程中缸内气体向外界放出的热量
。
【考向三：图像问题】
1．（2024·陕西省·二模）（多选）一定质量的理想气体从状态a 开始，其变化过程如V-T 图象所示，其中
ab 和cd 均与T 轴平行．对此气体，下列说法正确的是__________
A. 在过程ab 中气体的压强增大
B. 在过程bc 中气体对外做功，内能减小
C. 在过程cd 中气体对外放出热量，内能减小
D. 在过程da 中气体吸收热量，内能增大
E. 气体在状态b 的压强是在状态c 的压强的2 倍
2．（2024·山西省名校联考·三模）（多选）一定质量的理想气体从状态A 开始，经A→B、B→C、C→A 三
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个过程后回到初始状态A，其
图像如图所示。已知O、A、C 三点在一条直线上，
。下列
说法正确的是（ ）
A. 状态B 时气体的温度为500K
B. 在A→B 的过程中，气体对外做功大于它从外界吸收的热量
C. 在B→C 的过程中，气体对外做功
D. 在A→B→C→A 一个循环过程中，气体向外界释放的热量为
3．（2024·山西省名校联考·二模）（多选）一定质量的理想气体由状态A 经状态B，C，D 最终又回到状
态A，该过程中气体的p-V 图像如图所示，其中A 到B 为绝热过程，B 到C 和D 到A 为等容过程，C 到D
为等温过程。下列说法正确的是（ ）
A. 从A 到B，气体分子的平均动能增大
B. 从D 到A，气体分子平均动能的减少量大于从B 到C 气体分子平均动能的增加量
C. 全过程气体对外界做的功为零
D. 全过程气体从外界吸收的热量小于放出的热量
4．（2024·青海省海东市·二模）（多选）一定质量的某种理想气体，在不同温度下的气体热运动速率的统
计分布图如图所示。下列说法正确的是（ ）
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A. 温度升高，图像的极值变大
B. 温度升高，图像的极大值点变大
C. 气体在状态②时具有的内能较大
D. 温度升高时每个分子的动能都增大
E. 两图像与横轴围成的面积相等
5．（2024·山西省太原市·三模）某物理小组利用下图器材探究气体等温变化的规律。
（1）利用控制变量法进行研究。用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它
和柱塞一起把一段空气柱封闭。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的______不变；另一方面，让空气
柱的______变化不要太快，保证______不发生明显的变化。
（2）需要测量空气柱的长度和空气柱的压强，具体操作如下：空气柱的长度可以通过刻度尺读取，空气
柱的长度与横截面积的______就是它的体积；空气柱的压强可以从与注射器内空气柱相连的______读取。
（3）把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。若绘制的
图像类似于双
曲线，进一步通过图像来检验这个猜想，再以p 为纵坐标，以______为横坐标，把采集的各组数据在坐标
纸上描点。如果图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明______。
【考向四：分子动理论、热力学定律、固体和液体的性质】
1．（2024·陕西省宝鸡市·二模）（多选）下列有关热现象的说法正确的是（ ）
A. 一定质量的0℃的冰融化为0℃的水时，分子势能增加
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B. 所有晶体都有固定的形状、固定的熔点和沸点
C. 水蒸气达到饱和时，水蒸气的压强不再变化，但蒸发和凝结仍在进行
D. 电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，符合热力学第二定律
E. 液晶像液体一样具有流动性，其光学性质与某些晶体相似，具有各向同性
2．（2024·陕西省汉中市·二模）（多选）以下说法正确的是（ ）
A. 液体表面张力产生的原因是液体表面层分子较稀疏，分子间的引力大斥力
B. 浸润现象产生的原因是附着层内分子间距比液体内部分子间距大，分子力表现为引力
C. 一切自发过程总是沿着分子无序性增大的方向进行
D. 一定质量100℃的水变成100℃的水蒸气，分子平均动能不变，其分子之间的势能增加
E. 第二类永动机不可能制成，是因为违背了能量守恒定律
3．（2024·山西省名校联考·三模）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为
的纯油酸配成总体
积为
的油酸酒精溶液，用注射器取体积为
的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴入烧杯，滴数为N。
（1）此后，图甲中操作正确的顺序是______（用字母符号表示）。
（2）把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙所示。图中每个
小正方形格的边长为a，则油酸薄膜的面积S=______；可估算出油酸分子的直径为______（用
、
、
、N、S 表示）。
（3）若实验得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为______。
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A. 油酸酒精溶液中油酸浓度较小
B. 痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C. 油膜有部分沾到了浅盘边缘
D. 未等油膜稳定就开始描绘轮廓
4．（2024·青海省百所名校·二模）（多选）下列关于晶体、非晶体的说法正确的是（ ）
A. 玻璃是非晶体
B. 蔗糖、食盐和味精都是晶体
C. 有些非晶体在一定的条件下可以转化为晶体
D. 单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点
E. 手机液晶显示屏利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
5．（2024·宁夏省银川一中·二模）（多选）关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识，描述正确的是
（ ）
A. 甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当
时，分子间的作用力表现为引力
B. 要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上
C. 丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度
D. 丁图中，悬浮在液体中的颗粒越大，布朗运动表现得越明显
E. 戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，气体温度升高、压强变大
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