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2025年

专题十一热学——高考物理二轮复习典例分析及重难突破

【典例分析】

一、热力学定律与能量守恒定律

一、热力学定律

1.热力学第一定律

（1）内容：外界对物体做的功W与物体从外界吸收的热量Q之和等于物体内能的增量。

（2)表达式：

2.热力学第二定律的两种表述

（1）热量不能自发地从低温物体传到高温物体。

（2）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。

二、能量守恒定律

1.能量守恒定律的内容：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，或者是从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量保持不变。

2.条件性：能量守恒定律是自然界的普遍规律，某一种形式的能是否守恒是有条件的，例如，机械能守恒定律具有适用条件，而能量守恒定律是无条件的，是一切自然现象都遵守的基本规律。

三、1、分子间作用力和分子势能

（1）分子力是分子间引力与斥力的合力，分子间的引力和斥力同时存在，且引力和斥力均随分子间距的增大而减小，但斥力变化比引力快.

（2）分子势能变化根据分子力做功判断.分子力做正功，分子势能减少；分子力做负功，分子势能增加.

2、布朗运动和分子热运动的比较

布朗运动

热运动

共同点

都是无规则运动，都随温度的升高而变得更加剧烈

不同点

运动物体

小颗粒

分子

环境对象

液体或气体之中

任何物体

运动类型

机械运动，是热运动的反映

热运动

联系

布朗运动是由于小颗粒受到周围分子热运动的撞击力不平衡而引起的，它是分子做无规则热运动的间接反映

热力学第一定律

热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变物体内能的方式是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系.

（1）若过程是绝热的，则Q=0,，外界对物体做的功等于物体内能的增量；

（2）若过程中不做功，则W=0，，物体吸收的热量等于物体内能的增量；

（3）若过程的始、末状态物体的内能不变，即，则W+Q=0或W=-Q，外界对物体做的功等于物体放出的热量

（4）做功和热传递都可以改变物体的内能，如果两个过程同时发生，则内能的改变可由热力学第一定律确定

四、气体的变质量问题模型

分析气体质量改变问题时，可以通过巧妙地选择合适的研究对象，使这类问题转化为质量一定的气体问题，用气体实验定律或理想气体状态方程求解。

1．打气问题

选择原有气体和即将充入的气体整体作为研究对象。

2．抽气问题

把抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，可看成质量不变的等温膨胀过程。

3．灌气分装

把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象。

4．漏气问题

选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使漏气过程中气体质量变化问题转化为一定质量气体问题。

五、气体关联模型

1．汽缸活塞类模型

1）确定研究对象

①热学研究对象（一定质量的理想气体）；

②力学研究对象（汽缸或活塞）。

2）分析物理过程

①对热学研究对象明确初、末状态及状态变化过程，依据气体实验定律列出方程；

②对力学研究对象要正确地进行受力分析，依据力学规律列出方程。

3）挖掘题目的隐含条件，如几何关系等，列出辅助方程。

4）关联气体分析时应分别研究各部分气体，找出它们各自遵循的规律，并写出相应的方程，还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式，最后联立求解。

2．玻璃管液柱模型

1）液体因重力产生的压强为p=pgh（其中h为液体的高度）；

2）不要漏掉大气压强，同时又要尽可能平衡掉某些大气的压力；

3）有时可直接应用连通器原理-连通器内静止的液体，同种液体在同一水平面上各处压强相等；

4）当液体为水银时，可灵活应用压强单位“cmHg”，使计算过程简捷。

【高考真题】

一、多选题

1．[2024年河北高考真题]如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后()

A.弹簧恢复至自然长度

B.活塞两侧气体质量相等

C.与初始时相比，汽缸内气体的内能增加

D.与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少

2．一定质量的理想气体从状态a开始经三个过程回到原状态，已知ab垂直于T轴，bc延长线过O点，下列说法正确的是()

A.bc过程外界对气体做功 B.ca过程气体压强不变

C.ab过程气体放出热量 D.ca过程气体内能减小

二、实验题

3．[2024年上海高考真题]物质性质

实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究