高考物理热学专题复习1

2023年高考物理热点复习：热力学定律与能量守恒定律
【2023高考课标解读】
1.知道改变内能的两种方式，理解热力学第一定律.
2.知道与热现象有关的宏观物理过程的方向性，了解热力学第二定律.
3.掌握能量守恒定律及其应用．
【2023高考热点解读】
一、热力学第一定律
1．改变物体内能的两种方式
(1)做功；(2)热传递。

2．热力学第一定律
(1)内容：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。

(2)表达式：ΔU＝Q＋W。

3．ΔU＝W＋Q中正、负号法则
物理量W QΔU
＋外界对物体做功物体吸收热量内能增加
－物体对外界做功物体放出热量内能减少
二、热力学第二定律的理解
1．热力学第二定律的两种表述
(1)克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

(2)开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。

或表述为“第二类永动机是不可能制成的”。

2．用熵的概念表示热力学第二定律
在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小(选填“增大”或“减小”)。

3．热力学第二定律的微观意义
一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行。

三、能量守恒定律和两类永动机
1．能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

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热学的基本概念与原理（一）分子动理论、温度和内能一、物体是由大量分子组成的微观量：分子体积0V 、分子直径d 、分子质量0m宏观量：物质体积V 、摩尔体积A V 、物体质量m 、摩尔质量M 、物质密度ρ。

联系桥梁：阿伏加德罗常数（1231002.6-⨯=mol N A ） AV MV m ==ρ 1、分子质量：A A 0N V N M N m m A ρ===2、分子体积：AA 0N MN V N V V A ρ＝＝= （对气体，0V 应为气体分子占据的空间大小） 3、分子大小：(数量级m 1010-) （1）球体模型．30)2(34dN M N V V A A A πρ===直径306πV d =（固、液体一般用此模型）油膜法估测分子大小：SV d = S ：单分子油膜的面积，V ：滴到水中的纯油酸的体积 （2）立方体模型．30V d = （气体一般用此模型；对气体，d 应理解为相邻分子间的平均距离）注意：固体、液体分子可估算分子质量、大小(认为分子一个挨一个紧密排列)；气体分子间距很大，大小可忽略，不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。

（3）分子的数量：A A N MVN M m nN N A ρ=== 或者 A A N M V N V V nN N A A ρ=== 二、布朗运动与分子热运动扩散现象、布朗运动与热运动的比较三、分子力、分子势能和物体的内能1、分子力及分子势能比较（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）决定内能大小的因素为温度、体积、分子数，还与物态有关系． （3）通过做功或热传递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，分子的平均动能相同．四、针对练习1、(多选)钻石是首饰、高强度钻头和刻刀等工具中的主要材料，设钻石的密度为ρ(单位为kg/m 3)，摩尔质量为M (单位为g/mol)，阿伏加德罗常数为N A .已知1克拉＝0.2 g ，则下列选项正确的是( )A ．a 克拉钻石物质的量为0.2a MB ．a 克拉钻石所含有的分子数为0.2aN AMC ．每个钻石分子直径的表达式为36M ×10－3N A ρπ(单位为m) D ．a 克拉钻石的体积为aρ2、（多选）若以μ表示氮气的摩尔质量，V 表示在标准状况下氮气的摩尔体积，ρ是在标准状况下氮气的密度，A N 为阿伏加德罗常数，m 、∆分别表示每个氮分子的质量和体积，下面四个关系式中正确的是（ ） A ．mV ρN A =B ．∆=A N μρC ．A N μm =D ．A N V =∆3、空调在制冷过程中，室内空气中的水蒸气接触蒸发器(铜管) 液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积为V ，水的密度为ρ，摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则液化水中分子的总数N 和水分子的直径d 分别为( ) A ．N ＝MρVN A，d ＝36M πρN A B ．N ＝ρVN AM，d ＝3πρN A6MC ．N ＝ρVN AM ，d ＝36M πρN A D ．N ＝MρVN A ，d ＝3πρN A6M4、（多选）某气体的摩尔质量为M ，分子质量为m ，若1摩尔该气体的体积为m V , 密度为μ，则该气体单位体积分子数为(阿伏加德罗常数为A N )（ ）A ．m V N A B ．m mV MC ．M N A μD ．mμN A 5、（多选）PM2.5是指空气中直径等于或小于2.5微米的悬浮颗粒物，飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后危害人体健康，矿物燃料的燃烧是形成PM2.5的主要原因．下列关于PM2.5的说法正确的是( ) A ．PM2.5的尺寸与空气中氧分子的尺寸的数量级相当 B ．PM2.5在空气中的运动属于布朗运动 C ．温度越低PM2.5活动越剧烈D ．PM2.5中小一些的颗粒的运动比大一些的颗粒更为剧烈6、关于布朗运动，下列说法中正确的是（ ）A ．悬浮的微粒越大，布朗运动越明显B ．布朗运动是液体分子无规则运动的反映C ．强烈的阳光射人较暗的房间内，在光束中可以看到有悬浮在空中的微尘不停地做无规则 运动,这也是一种布朗运动D ．因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也叫做热运动7、据研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。

历年(2020-2024)全国高考物理真题分类(热力学第一定律)汇编一、多选题1．（2023ꞏ山东ꞏ统考高考真题）一定质量的理想气体，初始温度为300K，压强为5110Pa。

经等容过程，该气体吸收400J的热量后温度上升100K；若经等压过程，需要吸收600J的热量才能使气体温度上升100K。

下列说法正确的是（）A．初始状态下，气体的体积为6L B．等压过程中，气体对外做功400JC．等压过程中，气体体积增加了原体积的14D．两个过程中，气体的内能增加量都为400J2．（2023ꞏ全国ꞏ统考高考真题）对于一定量的理想气体，经过下列过程，其初始状态的内能与末状态的内能可能相等的是（ ）A．等温增压后再等温膨胀B．等压膨胀后再等温压缩C．等容减压后再等压膨胀D．等容增压后再等压压缩E．等容增压后再等温膨胀3．（2023ꞏ全国ꞏ统考高考真题）在一汽缸中用活塞封闭着一定量的理想气体，发生下列缓慢变化过程，气体一定与外界有热量交换的过程是（）A．气体的体积不变，温度升高B．气体的体积减小，温度降低C．气体的体积减小，温度升高D．气体的体积增大，温度不变E．气体的体积增大，温度降低4．（2023ꞏ山西ꞏ统考高考真题）如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。

初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。

现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后（ ）A．h中的气体内能增加B．f与g中的气体温度相等C．f与h中的气体温度相等D．f与h中的气体压强相等5．（2022ꞏ天津ꞏ高考真题）采用涡轮增压技术可提高汽车发动机效率。

将涡轮增压简化为以下两个过程，一定质量的理想气体首先经过绝热过程被压缩，然后经过等压过程回到初始温度，则（）A．绝热过程中，气体分子平均动能增加B．绝热过程中，外界对气体做负功C．等压过程中，外界对气体做正功D．等压过程中，气体内能不变6．（2022ꞏ湖南ꞏ统考高考真题）利用“涡流效应”可实现冷热气体的分离。

2024高考物理热学题一、关于热力学第一定律，以下说法正确的是？A、物体吸收热量，其内能一定增加B、物体对外做功，其内能一定减少C、物体吸收热量同时对外做功，其内能可能不变D、物体不做功也不吸收热量，其内能一定不变（答案）C解析：热力学第一定律表明，物体内能的变化等于物体吸收的热量与外界对物体所做的功之和。

因此，物体吸收热量时，如果同时对外做功，其内能可能并不增加，甚至可能减少。

同样，物体对外做功时，如果同时吸收热量，其内能也可能并不减少。

选项C正确，因为它涵盖了这种可能性。

二、在密闭容器中，一定量的理想气体进行等容变化，若气体温度升高，则？A、气体压强减小B、气体压强增大C、气体分子平均动能减小D、气体分子数密度减小（答案）B解析：根据查理定律，对于一定质量的理想气体，在体积不变的情况下，温度每升高1摄氏度，压强就增加原始压强的1/273.15。

因此，气体温度升高时，压强会增大。

选项B正确。

三、关于热传递，以下说法错误的是？A、热传递是热量从高温物体传向低温物体的过程B、热传递的方式有传导、对流和辐射三种C、热传递过程中，物体的内能一定发生变化D、热传递是热量转移的唯一方式（答案）D解析：热传递确实是热量从高温物体传向低温物体的过程，方式包括传导、对流和辐射。

在热传递过程中，物体的内能通常会发生变化。

然而，热量转移并不仅仅通过热传递实现，还可以通过做功等方式进行。

因此，选项D是错误的。

四、关于热力学第二定律，以下说法正确的是？A、热力学第二定律表明，热量不能自发地从低温物体传向高温物体B、热力学第二定律是能量守恒定律的另一种表述C、热力学第二定律只适用于气体，不适用于液体和固体D、热力学第二定律表明，所有热机的效率都可以达到100%（答案）A解析：热力学第二定律是热力学中的基本定律之一，它表明热量不能自发地从低温物体传向高温物体，这是热力学过程中的一个基本方向性规律。

选项A正确。

热力学第二定律并不是能量守恒定律的另一种表述，而是对能量转化和传递方向性的描述。

《热力学定律综合题》一、计算题1.如图所示图中，一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B，气体对外做功280J，放出热量410J；气体又从状态B经BDA过程回到状态A，这一过程中气体对外界做功200J．求：过程中气体的内能是增加还是减少？变化量是多少？过程中气体是吸热还是放热？吸收或放出的热量是多少？2.图中A、B气缸的长度和截面积分别为30cm和，C是可在气缸内无摩擦滑动的、体积不计的活塞，D为阀门。

整个装置均由导热材料制成。

起初阀门关闭，A内有压强帕的氮气。

B内有压强帕的氧气。

阀门打开后，活塞C向右移动，最后达到平衡。

假定氧气和氮气均为理想气体，连接气缸的管道体积可忽略。

求：活塞C移动的距离及平衡后B中气体的压强；活塞C移动过程中A中气体是吸热还是放热简要说明理由。

3.薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数，其中t为渗透持续时间，S为薄膜的面积，d为薄膜的厚度，为薄膜两侧气体的压强差．k称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好．图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI为渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U形管内横截面积实验中，首先测得薄膜的厚度，再将薄膜固定于图中处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积，下面部分连同U形管左管水面以上部分的总容积为，薄膜能够透气的面积打开开关、与大气相通，大气的压强，此时U形管右管中气柱长度，关闭、后，打开开关，对渗透室上部分迅速充气至气体压强，关闭并开始计时．两小时后，U形管左管中的水面高度下降了实验过程中，始终保持温度为求该薄膜材料在时对空气的透气系数．本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值来代替公式中的普适气体常量，．4.地面上放一开口向上的气缸，用一质量为的活塞封闭一定质量的气体，不计一切摩擦，外界大气压为活塞截面积为重力加速度g取，则活塞静止时，气体的压强为多少？若用力向下推活塞而压缩气体，对气体做功为，同时气体通过气缸向外传热，则气体内能变化为多少？5.一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其图象如图所示。

物理热学知识点高考题目高考物理考试中，热学是一个相对较难的部分。

热学是研究物体在不同温度下的热现象和能量转换的学科，涉及到多个重要知识点，如热力学定律、热传导、热辐射等。

为了帮助同学们更好地掌握这些知识点，本文将介绍一些与高考相关的物理热学题目，并给出详细的解析。

1. 一个质量为0.5kg的物体以2m/s的速度水平地撞击一个静止的质量为2kg的物体，两物体粘连在一起运动。

求它们运动后的速度。

解析：根据动量守恒定律，两物体撞击前后的总动量保持不变。

设两物体撞击后的速度为v，则根据动量守恒定律可得：(0.5kg×2m/s) + (2kg×0m/s) = (0.5kg+2kg)×v即：1kg×2m/s = 2.5kg×v解得：v = 1m/s所以，两物体运动后的速度为1m/s。

2. 一个物体受到一系列力的作用，使其从A点到B点沿直线运动，物体在整个过程中所受到的摩擦力大小不变。

若物体从A点到B点所消耗的能量为E，那么从B点到A点所消耗的能量是多少？解析：根据能量守恒定律，物体由A点到B点所消耗的能量等于摩擦力所做的功。

若物体由B点到A点进行反向运动，则摩擦力的方向与位移方向相反，所以物体由B点到A点所消耗的能量为负值。

因此，从B点到A点所消耗的能量是-E。

3. 两种物质A和B的比热容分别为c1和c2，质量分别为m1和m2。

当两种物质被混合放入一个绝热容器中时，达到热平衡后的最终温度为多少？解析：根据热平衡的原理，在绝热条件下，两种物质达到热平衡时，它们的总热量保持不变。

设物质A和物质B的初始温度分别为T1和T2，最终达到的温度为T。

根据热量守恒定律，可得：m1c1(T1 - T) + m2c2(T2 - T) = 0化简得：m1c1T1 + m2c2T2 = (m1c1 + m2c2)T解得：T = (m1c1T1 + m2c2T2) / (m1c1 + m2c2)这就是两种物质混合后达到的最终温度。

高考一轮复习选择性必修三综合练习（计算题）1.热等静压设备广泛用于材料加工中。

该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能。

一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为013 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。

已知每瓶氩气的容积为 3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。

氩气可视为理想气体。

（i）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；（i i）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。

（2）（10分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平2.放在地面上，汽缸内壁光滑。

整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。

平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。

现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（i）抽气前氢气的压强；（ii）抽气后氢气的压强和体积。

3.如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。

若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。

已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。

（i）求细管的长度；（i）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。

4.如题13A-2图所示，一定质量理想气体经历A →B 的等压过程，B →C 的绝热过程（气体与外界无热量交换），其中B→C 过程中内能减少900 J ．求A →B →C 过程中气体对外界做的总功．5.如图，容积为V 的汽缸由导热材料制成，面积为S 的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K 。

2022年全国高考物理真题汇编：热学一、单选题(共3题；共6分)1．（2分）（2022·辽宁）一定质量的理想气体从状态a 变化到状态b ，其体积V 和热力学温度T 变化图像如图所示，此过程中该系统（ ）A ．对外界做正功B ．压强保持不变C ．向外界放热D ．内能减少【答案】A 【解析】【解答】理想气体从状态a 变化到状态b ，体积增大，气体对外界做正功，A 正确； 由图得V =kT +V 0，又PV T=C ， 所以 P （KT+V 0）T =C ，P =CT KT+V 0=CK+V 0T ， 所以T 增大，P 增大。

B 错误；理想气体从状态a 变化到状态b ，温度升高，内能增大。

D 错误；理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，C 错误。

故答案为：A 。

【分析】由理想气体状态方程列出等量关系，再联立图像函数表达式，得出压强变化。

温度升高，内能增大。

同时根据热力学第一定律做出判断。

2．（2分）（2022·湖北）一定质量的理想气体由状态a 变为状态c ，其过程如p-V 图中a→c 直线段所示，状态b 对应该线段的中点。

下列说法正确的是（ ）A ．a→b 是等温过程B ．a→b 过程中气体吸热C ．a→c 过程中状态b 的温度最低D ．a→c 过程中外界对气体做正功【答案】B 【解析】【解答】AB ．由PV T=C ，当a→b 气体温度升高，且体积增大气体对外界做功，则W < 0，由热力学第一定律∆U =W +Q ，可知a→b 过程中气体吸热，A 错误、B 正确；C ．根据理想气体的状态方程PV T=C 可知，p—V 图像的坐标值的乘积对应温度大小，a 状态和c 状态的坐标值的乘积相等，中间状态的坐标值乘积较大，所以a→c 过程的温度先升高后降低，且状态b 的温度最高，C 错误；D ．a→c 过程气体体积增大，对外膨胀，外界对气体做负功，D 错误。

高考物理热学复习优秀课件一、教学内容1. 热力学第一定律2. 热力学第二定律3. 热力学第三定律4. 热传递与热量5. 气体动理论6. 液体和固体的性质二、教学目标1. 理解并掌握热力学基本定律，能够运用热力学定律分析实际问题。

2. 掌握热传递的三种方式，了解热量计算的基本方法。

3. 理解气体动理论的基本观点，能够运用气体动理论解释气体现象。

三、教学难点与重点教学难点：热力学第二定律的理解与应用，气体动理论的基本观点。

教学重点：热力学第一定律、热传递与热量、气体动理论在实际问题中的应用。

四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、黑板、粉笔、实验器材（如温度计、烧瓶、酒精灯等）。

2. 学具：笔记本、教材、练习册。

五、教学过程1. 导入：通过展示生活中常见的热现象，引导学生思考热学知识在实际生活中的应用。

a. 实践情景引入：对比热水袋和暖宝宝的使用效果，探讨热传递的方式和热量计算。

b. 例题讲解：计算一个热水袋中的热量，并与暖宝宝进行比较。

2. 知识回顾：引导学生回顾热力学基本定律、热传递与热量、气体动理论等核心知识。

3. 随堂练习：针对热力学定律和热传递，设计相关练习题，让学生独立完成。

a. 练习题1：运用热力学第一定律计算一个热机的工作效率。

b. 练习题2：分析一个热传递现象，判断其属于哪种传热方式。

4. 知识拓展：介绍热学在科技领域的应用，如热能发电、空调制冷等。

六、板书设计1. 热力学第一定律、第二定律、第三定律的公式和概念。

2. 热传递的三种方式和热量计算公式。

3. 气体动理论的基本观点和公式。

七、作业设计1. 作业题目：a. 计算题：根据热力学第一定律，求一个热机工作时的效率。

b. 分析题：分析一个实际热传递现象，判断其传热方式。

2. 答案：a. 效率计算公式：η = (W/Q1) × 100%，其中W为有用功，Q1为热机从高温热源吸收的热量。

b. 传热方式判断：根据热流方向、物体性质和温度差进行分析。

专题热学1(23-24高三上·江苏扬州·期末)如图所示，水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，附着在玻璃上；在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层。

下列说法正确的是()A.水浸润石蜡B.玻璃面上的水没有表面张力C.蜡面上水滴呈扁平形主要是由于表面张力D.水与玻璃的相互作用比水分子间的相互作用强【答案】D【详解】水滴在洁净的玻璃面上扩展形成薄层，是浸润现象，说明水和玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用强，玻璃面上的水存在表面张力，在蜡面上可来回滚动而不会扩展成薄层，是不浸润现象，水在蜡面上不浸润，则水分子间表现为引力。

故选D 。

2(2024·云南昆明·一模)如图所示，质量相等的同种理想气体甲和乙分别用绝热活塞封闭在两个绝热气缸中，两气缸固定在同一水平面上，开口分别竖直向上和水平向右，活塞质量不能忽略且可沿气缸无摩擦滑动。

甲、乙两气体的体积相等，它们的压强分别用p 甲、p 乙表示，温度分别用T 甲、T 乙表示。

下列关系正确的是()A.p 甲>p 乙，T 甲>T 乙B.p 甲>p 乙，T 甲<T 乙C.p 甲<p 乙，T 甲>T 乙D.p 甲<p 乙，T 甲<T 乙【答案】A【详解】对甲图活塞受力分析有mgS+p 0=p 甲对乙图活塞受力分析有p 乙=p 0由题知质量相等的同种理想气体甲、乙两气体的体积相等，则根据p 甲T 甲=p乙T 乙可知p 甲>p 乙，T 甲>T 乙故选A 。

3(2024·辽宁葫芦岛·一模)某科研小组设计一款超重报警装置，其结构原理图如图所示，主体是导热性能良好的薄壁密闭容器，厚度和质量不计的活塞通过轻杆连接轻质平台。

平台上未放重物时，内部封闭理想气体气柱长度L =0.2m ；当活塞进入预警区域时，系统会发出超重预警。

横截面积S =0.01m 2，底部的预警区域深度h =0.1m ，平台上轻放质量为m 的重物稳定时，活塞刚好触动报警装置。