2025年高中物理热学知识点.docx

-CAL-FENGHAI-(YEAR-YICAI)_JINGBIAN

高中物理热學知识點

选修3-3《热學》
一、知识网络
分子直径数量级
物质是由大量分子构成的 阿伏加德罗常数
油膜法测分子直径
分
子
動
理
论

分子動理论 分子永不停息地做無规则运動 扩散現象
布朗运動
分子间存在互相作用力，分子力的F－r曲线
分子的動能；与物体動能的区别
物体的内能 分子的势能；分子力做功与分子势能变化的关系；EP－r曲线
物体的内能；影响原因；与机械能的区别
單晶体——各向异性（热、光、電等）
固体
晶体 多晶体——各向同性（热、光、電等） 有固定的熔、沸點
非晶体——各向同性（热、光、電等）没有固定的熔、沸點
液体
热力
學
浸润与不浸润現象——毛细現象——举例
饱和汽与饱和汽压
液晶
体积V 气体体积与气体分子体积的关系
气体
温度T（或t） 热力學温標 分子平均動能的標志
压强的微观解释
压强P 影响压强的原因
求气体压强的措施
热力學定律
变化内能的物理過程 做功 ——内能与其他形式能的互相转化
热传递——物体间（物体各部分间）内能的转移
热力學第一定律
能量转化与守恒 能量守恒定律
热力學第二定律（两种表述）——熵——熵增長原理
能源与环境 常规能源．煤、石油、天然气
新能源．風能、水能、太阳能、核能、地热能、海洋能等
二、考點解析
考點64 物体是由大量分子构成的 阿伏罗德罗常数　　　　　　　规定：Ⅰ
阿伏加德罗常数（NA＝6.02×1023mol－1）是联络微观量与宏观量的桥梁。
设分子体积V0、分子直径d、分子质量m；宏观量為．物质体积V、摩尔体积V1、物质质量M、摩尔质量μ、物质密度ρ。
（1）分子质量： （2）分子体积：
（對气体，V0应為气体分子占据的空间大小）
（3）分子直径：球体模型． （固体、液体一般用此模型）立方体模型． （气体一般用此模型）（對气体，d应理解為相邻分子间的平均距离）
（4）分子的数量：固体、液体分子可估算分子质量、大小认為分子一种挨一种紧密排列)；气体分子不可估算大小，只能估算气体分子所占空间、分子质量。
考點65 用油膜法估测分子的大小（试验、探究）　　　　　　　　　规定：Ⅰ
在“用油膜法估测分子的大小”的试验中，有下列操作环节，請补充试验环节C的内容及试验环节E中的计算式：
A．用滴管将浓度為0.05%的油酸酒精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL 的油酸酒精溶液的滴数N；
B．将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度為0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸薄膜表面足够大，且不与器壁接触為止，记下滴入的滴数n；
C．__________________________
D．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐標紙上，以坐標紙上边長1cm的正方形為單位，计算出轮廓内正方形的個数m（超過半格算一格，不不小于半格不算）
E．用上述测量的物理量可以估算出單個油酸分子的直径 d = _______________ cm．
考點66 分子热运動 布朗运動　　　　　　　规定：Ⅰ
1）扩散現象：不一样物质彼此進入對方（分子热运動）。温度越高，扩散越快。
扩散現象阐明：构成物体的分子總是不停地做無规则运動，温度越高分子运動越剧烈；分子间有间隙
2）布朗运動：悬浮在液体中的固体微粒的無规则运動，不是液体分子的無规则运動！
布朗运動发生的原因是受到包围微粒的液体分子無规则运動地撞击的不平衡性导致的．因而布朗运動阐明了分子在永不停息地做無规则运動．
（1）布朗运動不是固体微粒中分子的無规则运動．（2）布朗运動不是液体分子的运動．（3）書本中所示的布朗运動路线，不是固体微粒运動的轨迹．（4）微粒越小，温度越高，布朗运動越明显．
3）扩散現象是分子运動的直接证明；布朗运動间接证明了液体分子的無规则运動
考點67 分子间的作用力　　　　　　　　　规定：Ⅰ
1）分子间引力和斥力一定同步存在，且都随分子间距离的增大而減小，随分子间距离的減小而增大，但斥力变化快。

2）实际体現出来的分子力是分子引力和斥力的合力。随分子间距离的增大，分子力先变小後变大再变小。（注意：這是指 r從不不小于r0開始到增大到無穷大）。
3）分子力的体現及变化，對于曲线注意两個距离，即r0（10－10m）与10r0。①當分子间距离為r0（约為10－10m）時，分子力為零，分子势能最小；②當分子间距离r＞r0時，分子力体現為引力。當分子间距离由r0增大時，分子力先增大後減小；③當分子间距离r＜r0時，分子力体現為斥力。當分子间距离由r0減小時，分子力不停增大
考點68 温度和内能　　　　　　　　　　规定：Ⅰ
温度和温標：1）温度：反应物体冷热程度的物理量（是一种宏观记录概念），是物体分子平均動能大小的標志。任何同温度的物体，其分子平均動能相似。
2）热力學温度(T)与摄氏温度(t)的关系為：T＝t+273.15（K）
阐明：①两种温度数值不一样，但变化1 K和1℃的温度差相似。②０K是低温的极限，只能無限靠近，但不也許到达。③這两种温度每一單位大小相似，只是计算的起點不一样。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定為0℃，热力學温度把1大气压下冰水混合物的温度规定為273K（即把－273℃规定為0K）。.
内能：1）内能是物体内所有分子無规则运動的動能和分子势能的總和，是状态量．
变化内能的措施有做功和热传递，它們是等效的．三者的关系可由热力學第一定律得到 ΔU＝W+Q．
2）决定分子势能的原因：宏观）分势能跟物体的体积有关。微观）子势能跟分子间距离r有关。
3）固体、液体的内能与物体所含物质的多少（分子数）、物体的温度（平均動能）和物体的体积（分子势能）均有关
气体：一般状况下，气体分子间距离较大，不考虑气体分子势能的变化（即不考虑分子间的互相作用力）
4）一种具有机械能的物体，同步也具有内能；一种具有内能的物体不一定具有机械能。
5）理想气体的内能：理想气体是一种理想化模型，理想气体分子间距很大，不存在分子势能，因此理想气体的内能只与温度有关。温度越高，内能越大。
（1）理想气体与外界做功与否，看体积，体积增大，對外做了功外界是真空则气体對外不做功），体积減小，则外界對气体做了功。 （2）理想气体内能变化状况看温度。
（3）理想气体吸不吸热，则由做功状况和内能变化状况共同判断。（即從热力學第一定律判断）
6）有关分子平均動能和分子势能理解時要注意．
x
0
EP
r0
（1）温度是分子平均動能大小的標志，温度相似時任何物体的分
子平均動能相等，但平均速率一般不等（分子质量不一样）．
（2）分子力做正功分子势能減少，分子力做负功分子势能增長。
（3）分子势能為零一共有两处，一处在無穷遠处，另一处不不小于r0
分子力為零時分子势能最小，而不是零。
（4）理想气体分子间作用力為零，分子势能為零，只有分子動能。
考點69 晶体和非晶体 晶体的微观构造　　　　　　　　　　规定：Ⅰ
固体
多晶体
如金属
1、有确定几何形状
2、制作晶体管、集成電路
3、各向异性
晶体
1、無确定几何形状
2、各向同性
非晶体液化過程中温度會不停变化，而不一样温度下物质由固态变為液态時吸取的热量是不一样的，因此非晶体没有确定的熔化热
有确定熔點
熔解和凝固時放出的热量相等
非晶体
單晶体
1、無确定几何形状
2、無确定熔點
3、各向同性

考點70 液体的表面张力現象 规定：Ⅰ
１）表面张力：表面层分子比较稀疏，r＞r0在液体内部分子间的距离在r0左右，分子力几乎為零。液体的表面层由于与空气接触，因此表面层裏分子的分布比较稀疏、分子间呈引力作用，在這個力作用下，液体表面有收缩到最小的趋势，這個力就是表面张力。
２）浸润和不浸润現象：
３）毛细現象：浸润液体在细管中上升的現象，以及不浸润液体在细管中下降的現象，称為毛细現象。
考點71 液晶　　　　　　　　　　规定：Ⅰ
1）液晶具有流動性、光學性质各向异性．
2）不是所有物质都具有液晶态，一般棒状分子、碟状分子和平板状分子的物质轻易具有液晶态。天然存在的液晶不多，多数液晶為人工合成．
3）向液晶参入少許多色性染料，染料分子會和液晶分子結合而定向排列，從而体現出光學各向异性。當液晶中電場强度不一样步，它對不一样颜色的光的吸取强度也不一样样，這样就能显示多种颜色．
4）在多种人体构造中都发現了液晶构造．
考點72 气体试验定律 理想气体　　　规定：Ⅰ
1）探究一定质量理想气体压强p、体积V、温度T之间关系，采用的是控制变量法
T1＜T2
p
V
T1
T2
O
V1＜V2
p
T
V1
V2
O
p1＜p2
V
T
p1
p2
O
2）三种变化：
玻意耳定律：PV＝C
查理定律： P / T＝C
盖—吕萨克定律：V/ T＝C

等温变化图线 等容变化图线 等压变化图线

提醒：①等温变化中的图线為双曲线的一支，等容（压）变化中的图线均為過原點的直线（之因此原點附近為虚线，表达温度太低了，规律不再满足）；②图中双线表达同一气体不一样状态下的图线，虚线表达判断状态关系的两种措施；③對等容（压）变化，假如横轴物理量是摄氏温度t，则交點坐標為－273.15
3）理想气体状态方程：
理想气体，由于不考虑分子间互相作用力，理想气体的内能仅由温度和分子總数决定 ，与气体的体积無关。對一定质量的理想气体，有（或）
4）气体压强微观解释：由大量气体分子频繁撞击器壁而产生的，与温度和体积有关。
（１）气体分子的平均動能，從宏观上看由气体的温度决定
（２）單位体积内的分子数(分子密集程度)，從宏观上看由气体的体积决定
考點73 饱和汽和饱和汽压　　　　规定：Ⅰ阐明：相對湿度的计算不做规定
１）汽化
沸腾只在一定温度下才會发生，液体沸腾時的温度叫做沸點，沸點与温度有关，大气压增大時沸點升高
２）饱和汽与饱和汽压
在密闭容器中的液面上同步進行著两种相反的過程：首先分子從液面飞出来；另首先由于液面上的汽分子不停地做無规则的热运動，有的汽分子撞到液面上又會回到液体中去。伴随液体的不停蒸发，液面上汽的密度不停增大，回到液体中的分子数也逐渐增多。最终，當汽的密度增大到一定程度時，就會到达這样的状态：在單位時间内回到液体中的分子数等于從液面飞出去的分子数，這時汽的密度不再增大，液体也不再減少，液体和汽之间到达了平衡状态，這种平衡叫做動态平衡。我們把跟液体处在動态平衡的汽叫做饱和汽，把没有到达饱和状态的汽叫做未饱和汽。在一定温度下，饱和汽的压强一定，叫做饱和汽压。未饱和汽的压强不不小于饱和汽压。
饱和汽压：（1）饱和汽压只是指空气中這种液体蒸汽的分气压，与其他气体的压强無关。（2）饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下，不一样液体的饱和气压一般不一样，挥发性大的液体饱和气压大；同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。（3）将不饱和汽变為饱和汽的措施：①減少温度②減小液面上方的体积③等待（最终此种液体的蒸气必然处在饱和状态）
3）空气的湿度
（1）空气的绝對湿度：用空气中所含水蒸气的压强来表达的湿度叫做空气的绝對湿度。
（2）空气的相對湿度：
相對湿度更可以描述空气的潮湿程度，影响蒸发快慢以及影响人們對干爽与潮湿感受。
4）汽化热：液体汽化時体积會增大诸多，分子吸取的能量不只是用于挣脱其他分子的束缚，還用于体积膨胀時克服外界气压做功，因此汽化热還与外界气体的压强有关。
考點74 做功和热传递是变化物体内能的两种方式 规定：Ⅰ
1）绝热過程：系统只通過做功而与外界互换能量，它不從外界吸热，也不向外界放热
2）热传递：热传导、热對流、热辐射
3）热量和内能：⑴不能說物体具有多少热量，只能說物体吸取或放出了多少热量，热量是過程量，對应一种過程。离開了热传递，無法談热量。不能說“物体温度越高，所含热量越多”。
⑵变化物体内能的两种方式：做功和热传递。做功是内能与其他形式的能发生转化；热传递是不一样物体（或同一物体的不一样部分）之间内能的转移，它們变化内能的效果是相似的。
考點75 热力學第一定律 能量守恒定律 规定：I
1）热力學第一定律：
（1）内容：一种热力學系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界對它所做的功的和。
（2）数學体現式為：ΔU＝W+Q 绝热：Q＝0；等温：ΔU＝0，假如是气体向真空扩散W＝0
（3）符号法则：

做功W
热量Q
内能的变化ΔU
取正值“+”
外界對系统做功
系统從外界吸取热量
系统的内能增長
取负值“－”
系统對外界做功
系统向外界放出热量
系统的内能減少
2）能量守恒定律：
（1）能量既不會凭空产生，也不會凭空消失，它只能從一种形式转化為另一种形式，或者從一种物体转移到别的物体，在转化或转移的過程中其總量不变。這就是能量守恒定律。
（2）第一类永動机：不消耗任何能量，却可以源源不停地對外做功，人們把這种不消耗能量的永動机叫第一类永動机。 根据能量守恒定律，任何一部机器，只能使能量從一种形式转化為另一种形式，而不能無中生有地制造能量，因此第一类永動机是不也許制成的
考點76 热力學第二定律 规定：Ⅰ
1）學第二定律的两种表述：①热量不能自发地從低温物体传递到高温物体。②不也許從單一热库吸取热量，使之完全变成功，而不产生其他影响。
2热机：①热机是把内能转化為机械能的装置。其原理是热机從热源吸取热量Q1，推進活塞做功W，然後向冷凝器释放热量Q2。②由能量守恒定律可得： Q1=W+Q2 。們把热机做的功和它從热源吸取的热量的比值叫做热机效率，用η表达，即η= W / Q1 。热机效率不也許到达100%
3）第二类永動机：①设想：只從單一热源吸取热量，使之完全变為有用的功而不引起其他变化的热机。

②第二类永動机不也許制成，表达尽管机械能可以所有转化為内能，但内能却不能所有转化成机械能而不引起其他变化；机械能和内能的转化過程具有方向性。
考點77 能源与环境 能源的開发和应用 规定：Ⅰ
能量耗散：多种形式的能量向内能转化，無序程度较小的状态向無序程度较大的状态转化。
能量耗散虽然不會使能的總量不會減少，却會导致能的品质減少，它实际上将能量從可用的形式降级為不大可用的形式，煤、石油、天然气等能源储存著高品质的能量，在运用它們的時候，高品质的能量释放出来并最终转化為低品质的内能。故能量虽然不會減少但能源會越来越少，因此要节省能源。
三种常规能源是：煤、石油、天然气。開发和运用新能源：新能源重要指太阳能、生物能、風能、水能等。這些能源一是取之不尽、用之不竭，二是不會污染环境等等。
检测題
1、（新課標） 有关热力學定律，下列說法對的的是 ＿＿＿＿
A．為了增長物体的内能，必须對物体做功或向它传递热量
B．對某物体做功，必然會使该物体的内能增長 C．可以從單一热源吸取热量，使之完全变為功
D．不也許使热量從低温物体传向高温物体 E．功转变為热的实际宏观過程是不可逆過程
2、（ 大纲卷）下列有关布朗运動的說法，對的的是
A．布朗运動是液体分子的無规则运動 B. 液体温度越高，悬浮粒子越小，布朗运動越剧
C．布朗运動是由于液体各個部分的温度不一样而引起的
D.布朗运動是由液体分子從各個方向對悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
3、（ 广東）草叶上的露珠是由空气中的水汽凝結成水珠 ，這一物理過程中，水分子间的
A 引力消失 ，斥力增大 B 斥力消失，引力增大 C 引力、斥力都減小 D 引力、斥力都增大
4、（ 福建）（1）有关热力學定律和分子動理论，下列說法對的的是____。
A．一定量气体吸取热量，其内能一定增大 B.不也許使热量由低温物体传递到高温物体
C.若两分子间距离增大，分子势能一定增大 D.若两分子间距离減小，分子间引力和斥力都增大
5、（ 福建）（2）空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,現再充入1.0 atm的空气9.0L。设充气過程為等温過程，空气可看作理想气体，则充气後储气罐中气体压强為（ ）。
A．2.5 atm B.2.0 atm C.1.5 atm D.1.0 atm
6、（ 江苏）下列現象中，阐明液体存在表面张力的有____________
A．水黾可以停在水面上 B．叶面上的露珠呈球形
C．滴入水中的紅墨水很快散開 D．悬浮在水中的花粉做無规则运動
7、（ 江苏）（1）密闭在钢瓶中的理想气体，温度升高時压强增大，從分子動理论的角度分析，這是由于分子热运動的 _______增大了，该气体在温度為T1、T2時的分子速率分布图像如題12A-1图所示，则T1_______(选填“不小于”或“不不小于”)T2
（2）如图12A-2图所示，一定质量的理想气体從状态A經等压過程到状态B，此過程中，气体压强P=1.0×105Pa，吸取的热量Q=7.0×102J，求此過程中气体内能的增量。
8、(四川）.物体由大量分子构成，下列說法對的的是
A． 分子热运動越剧烈，物体内每個分子的動能越大 B.分子间引力總是伴随分子间距离減小而減小
C.物体的内能跟物体的温度和体积有关 D.只有外界對物体做功才能增長物体的内能
9、（海南）两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示，曲线与r轴交點的横坐標為r0.相距很遠的两分子在分子力作用下，由静止開始互相靠近.若两分子相距無穷遠時分子势能為零，下列說法對的的是________.
A.在r>r0阶段，F做正功，分子動能增長，势能減小
B.在r．温度升高後，气体分子的平均速率变大 B．温度升高後，气体分子的平均動能变大
C．温度升高後，分子撞击器壁的平均作用力增大 D．温度升高後，單位体积内的分子数增多，撞击到單位面积器壁上的分子数增多了
11．(·抚顺模拟)下列說法中對的的是(　　)
A．布朗运動是液体分子的运動，它阐明分子永不停息地做無规则运動
B．叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用
C．液晶显示屏是运用了液晶對光具有各向异性的特點
D．當两分子间距离不小于平衡位置的间距r0 時，分子间的距离越大，分子势能越小
12．(·烟台模拟)如图，一定质量的理想气体經历如图所示的AB、BC、CA三個变化過程，则：符合查理定律的变化過程是________；C→A過程中气体________(选填“吸取”或“放出”)热量，_______(选填“外界對气体”或“气体對外界”)做功，气体的内能_______(选填“增大”、“減小”或“不变”)．
13、（山東）36.（8分）某压力锅的构造如图所示。盖好密封锅盖，将压力阀套在出气孔上，給压力锅加热，當锅内气体压强到达一定值時，气体就把压力阀顶起。假定在压力阀被顶起時，停止加热。（1）若此時锅内气体的体积為V，摩尔体积為，阿伏加德罗常数為，写出锅内气体分子数的估算体現式。
（2）假定在一次放气過程中，锅内气体對压力阀及外界做功1 J，并向外界释放了2 J的热量。锅内原有气体的内能怎样变化变化了多少

（3）已知大气压强P随海拔高度H的变化满足P=（1－αH），其中常数α＞0。結合气体定律定性分析在不一样的海拔高度使用压力锅，當压力阀被顶起時锅内气体温度有何不一样。

14、（山東）喷雾器内有lOL水，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm的空气3L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)。 (1)當水面上方气体温度与外界温度相等時．求气体压强，并從微观上解释气体压强变化的原因。
(2)打開喷雾阀门，喷雾過程中封闭气体可以當作等温膨胀，此過程气体是吸热還是放热简要阐明理由。

15、（山東）36.(8分)一定质量的理想气体由状态A經状态B变為状态C，其中AB過程為等压变化，BC過程為等容变化。已知VA=0.3m3，TA=TC=300K，TB=400K。
（1）求气体在状态B時的体积。 （2）阐明BC過程压强变化的微观原因
（3）设AB過程气体吸取热量為Q1，BC過程气体放出热量為Q2，比较Q1、Q2的大小并阐明原因。

16、（山東）36.（8分） 一太阳能空气集热器，底面及侧面為隔热材料，顶面為透明玻璃板，集热器容积為V0，開始時内部封闭气体的压强為p0。通過太阳暴晒，气体温度由T0=300K升至T1=350K。
（1） 求此時气体的压强。
（2） 保持T1=350K不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到p0。求集热器内剩余气体的质量与本来總质量的比值。判断在抽气過程中剩余气体是吸热還是放热，并简述原因。
O
A
B
C
D
软胶管

17、(山東) （8分）⑴人类對物质属性的认识是從宏观到微观不停深入的過程。如下說法對的的是 。
a．液体的分子势能与体积有关 b．晶体的物理性质都是各向异性的
c．温度升高，每個分子的動能都增大 d．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
⑵气体温度计构造如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体，通過细玻璃管B和水银压强计相连。開始時A处在冰水混合物中，左管C中水银面在O點处，右管D中水银面高出O點h1=14cm。後将A放入待测恒温槽中，上下移動D，使C中水银面仍在O點处，测得D中水银面高出O點h2=44cm。（已知外界大气压為1個原则大气压，1原则大气压相称于76cmHg）①求恒温槽的温度。②此過程A内气体内能 （填“增大”或“減小”），气体不對外做功，气体将 （填“吸热”或“放热”）。

18、（山東）36.（8分）（1）如下說法對的的是 。
a．水的饱和汽压随温度的升高而增大
b．扩散現象表明，分子在永不停息地运動
c．當分子间距离增大時，分子间引力增大，分子间斥力減小

d．一定质量的理想气体，在等压膨胀過程中，气体分子的平均動能減小
（2）如图所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱長（可视為理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定後右管水银面高出左管水银面（环境温度不变，大气压强）
求稳定後低压舱内的压强（用“cmHg”做單位）
此過程中左管内的气体對外界 （填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将 （填“吸热”或放热“）。

19．(·潍坊模拟)(1) 下列說法對的的是
A. 0°C的冰与0°C的水分子的平均動能相似
B. 温度高的物体内能一定大
C. 分子间作用力總是随分子间距离的增大而減小
D. 伴随制冷技术的不停提高，绝對零度一定能在试验室中到达
(2)一定质量的理想气体压强p与热力學温度T的关系图 象如图所示，气体在状态A時的体积V。= 2m3，线段AB与p轴 平行.
①求气体在状态B時的体积；
②气体從状态A变化到状态B過程中，對外界做功30J，問 该過程中气体吸热還是放热热量為多少

20．(·曰照模拟) 在某高速公路发生一起車祸，車祸系轮胎爆胎所致。已知汽車行驶前轮胎内气体压强為2．5atm，温度為27℃，爆胎時胎内气体的温度為87℃，轮胎中的空气可看作理想气体。 (1)求爆胎時轮胎内气体的压强；
(2)從微观上解释爆胎前胎内气体压强变化的原因；
(3)爆胎後气体迅速外泄，来不及与外界发生热互换，判断此過程胎内原有气体内能
怎样变化简要阐明理由。