高中物理热学题解题思路.docx
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高中物理热学题解题思路
热学计算题解题技巧
一、知识贮备
1、气体的等温、等压、等容变化，理想气体状态方程
2、浮力的计算F浮排V排g，物体遇到的浮力等于它排开气体、液体的重力
3、液体中某一点压强与深度的相关P液gh，是液体的密度，h是该点距离液面
的高度差
4、在小范围内气体压强到处相等，在大范围内（比方大气层）气体压强也随高度变化
5、某一面积上压力的计算：
FPS；某一面积上的压力等于压强乘以面积
6、某一平面受力均衡时，压强关系：
该平面上边的压强之和等于下边的压强之和
7、热力学温度与摄氏温度换算：
T（t273）K，T是热力学温度，t是摄氏温度
8、温度不一样，气体的密度会不同样。
给定某一温度T0的密度0，能够经过等压变化
过程，能够计算出随意温度T下气体的密度
9、气体压强的单位，一种是帕斯卡，一种是厘米汞柱cmHg
二、要点点
1、热学计算题的研究对象往常是一个热学系统，观察的最多的是理想气体，这种题目
的套路比较简单。
我们学习理想气体的等温、等压、等容变化以及理想气体状态方程，前提
条件都是必定质量的气体，所以我们解题的时候也要找到我们要剖析的这个必定质量的气
体，往常这个必定质量的气领会在一个密闭空间里，所以解热学计算题，必定要找到这个密
闭空间。
2、理想气体的变化方程等式前后对应的是两个稳固的状态（①状态到②状态），所以
解题的时候必定要找准这两个状态，这就要求我们经过读题剖析清楚整个的变化过程（①状态到②状态再到③状态），同时要确立是等温、等容仍是等压过程，仍是三个都变化了。
3、所谓的这个热学系统，也就是必定质量的气体，也就是这个密闭空间，只有三个参数：
压强P、体积V、温度T,这三个物理量的特色以下表：
压强P
｛体积V
温度T
参数物理意义特色
压强P力学参量与热学系统的受力相关系，能够用压强列出受力均衡的方程，往常
会在某个平面上列受力均衡方程
体积V几何参量与密闭空间的几何形状相关系，剖析出题目中的几何关系，写出密
闭空间的体积的表达式，在列理想气体方程式带入
温度T热学参量对于温度，需要注意的就是温标的变换，看清题目告诉你的温度是
摄氏温度仍是热力学温度，我们计算的时候用的是热力学温度，如
果题目中给的是摄氏温度，必定要换算成热力学温度
所以，我们找到要列方程的这个密闭空间，剖析清楚题目中这个密闭空间的变化以后，
.
就要确立他在变化前后两个状态的三个参数的详细数值或许表达式（必定要用题目给定量列
方程，不要什么题上来就写
PV
比方题目的物理量没有给全，
那就先设未知量，再列方程）
T
4、解决此类题目一般要找三个比较重要的关系：
①理想气体变化方程
②密闭空间的体积变化
③某一水平面，或某一物体的受力均衡方程
先说理想气体变化方程，
方才已经剖析清楚了变化过程了，
依据题目中详细是一个什么
变化（等温、等容、等压），这个方程应当比较好列。
只可是写体积的时候就要用到第二个
关系了，必定要用题目中给的量写体积。
最不好找的就是这个均衡的方程了，也是最不好列的。
因为在热学中，压强
P是一个
力学参量，所以，我们要用压强的形式列受力均衡的方程。
在解热学题的时候我们我们习惯
了对某一个物体直接使劲的形式列受力均衡的方程了，
这里用压强列受力均衡方程一般会对
某一水平面列方程，形式应当是：
水平面上方的压强之和
水平面下方的压强之和
，
比如：
p1p2gh
找到这三个关系以后，这个题目基本上就能解决了。
总结一下思路就是：
应用气体实验定律的解题思路
（1）选择对象——即某必定质量的理想气体；
（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采用物理规律的前提；
（4）列出方程——采用某一实验定律或气态方程，代入详细数值求解，并讨
论结果的合理性．
三、优选例题
【例题1】（2017·全国卷Ⅰ）
（1）氧气分子在0℃和100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。
以下说法正确的选项是
________。
（填正确答案标号。
选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。
每选
错1个扣3分，最低得分为0分）
A．图中两条曲线下边积相等
B．图中虚线对应于氧气分子均匀动能较小的情况
C．图中实线对应于氧气分子在100℃时的情况
.
D．图中曲线给出了随意速率区间的氧气分子数量
E．与0℃时对比，100℃时氧气分子速率出此刻
0～400m/s区间内的分子数占总分子数的百
分比较大
（2）如图，容积均为V的汽缸A、B下端有细管（容积可忽视）连通，阀门K2位于细管的中部，
A、B的顶部各有一阀门
K1、K3；B中有一可自由滑动的活塞（质量、体积均可忽视）。
初始
时，三个阀门均翻开，活塞在
B的底部；封闭
K2、K3，经过K1给汽缸充气，使A中气体的
压强达到大气压p0的3倍后封闭K1。
已知室温为27℃，汽缸导热。
（ⅰ）翻开K2，求稳准时活塞上方气体的体积和压强；
（ⅱ）接着翻开K3，求稳准时活塞的地点；
（ⅲ）再迟缓加热汽缸内气体使其温度高升20℃，求此时活塞下方气体的压强。
【例题2】（2017·全国卷Ⅱ）
（1）如图，用隔板将一绝热汽缸分红两部分，隔板左边充有理想气体，隔板右边与绝热活塞之间是真空。
现将隔板抽开，气领会自觉扩散至整个汽缸。
待气体
达到稳固后，迟缓推压活塞，将气体压回到本来的体积。
假定整个系统不漏气。
以下说法正
确的是________（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，
最低得分为0分）。
A．气体自觉扩散前后内能同样
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自觉扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E．气体在被压缩的过程中，气体分子的均匀动能不变
（2）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。
已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为ρ0，该气球内、外的气压一直都为1个大气压，重力加快度大小为g。
（i）求该热气球所受浮力的大小；
（ii）求该热气球内空气所受的重力；
（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还可以托起的最大质量。
【例题3】1．
（1）以下说法正确的选项是________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2
个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．甲分子固定不动，乙分子从很远处向甲凑近到不可以再凑近的过程中，分子间的分子力先
做正功后做负功
B．当两分子间距离大于均衡地点的间距r0时，随分子间距离增大，引力与斥力都减小，引
力减小的更快
C．因为液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力
D．当两分子间距离大于均衡地点的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越大
.
E．气体很简单充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
（2）以下图，粗细均匀的L形细玻璃管AOB，OA、OB两部分长度均为20cm，OA部分水平、
右端张口，管内充满水银，OB部分竖直、上端封闭．现将玻璃管在竖直平面内绕O点逆时
针方向迟缓旋转53°，此时被封闭气体长度为x.迟缓加热管内封闭气体至温度T，使管内水
银恰巧不溢出管口．已知大气压强为75cmHg，室温为27℃，sin53＝°，12369≈111.求：
（ⅰ）气体长度x；
（ⅱ）温度T.
四、课时作业
1、
（1）对于晶体、液晶和饱和汽压的理解，以下说法正确的选项是________．（填正确答案
标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分
为0分）
A．晶体的分子摆列都是有规则的
B．液晶显示器利用了液晶对光拥有各向异性的特色
C．饱和汽压与温度和体积都相关
D．相对湿度越大，空气中水蒸气越凑近饱和
E．对于同一种液体，饱和汽压随温度高升而增大
（2）为适应太空环境，去太空旅游的航天员都要穿上航天服，航天服有一套生命保障系
统，为航天员供给适合的温度、氧气随和压，让航天员在太空中好像在地面上同样．若是在地面上航天服内气压为1atm，气体体积为2L，抵达太空后因为外面气压低，航天服急剧膨胀，内部气体体积变为4L，使航天服达到最大概积，假定航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统．
（ⅰ）求此时航天服内气体的压强，并从微观角度解说压强变化的原由．
（ⅱ）若开开航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内的气压迟缓恢复到0.9atm，
则需增补1atm的等温气体多少升？
2、
（1）以下说法中正确的选项是______．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得
4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．气体假如失掉了容器的拘束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘由
B．液体表面拥有缩短的趋向，这是液体表面层分子的散布比内部稀少的缘由
C．黄金、白银等金属简单加工成各样形状，没有固定的外形，所以金属不是晶体
D．某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比
的百分数
.
E．水很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
（2）以下图，水平川面上搁置有一内壁圆滑的圆柱形导热汽缸，汽缸内部有一质量和
厚度均可忽视的活塞，活塞的横截面积
S＝×10－3m2，到汽缸底部的距离为
L＝0.5m，
活塞上固定有一个质量可忽视的力传感器，该力传感器经过一根竖直细杆固定在天花板上，
汽缸内密封有温度
t1＝27℃的理想气体，此时力传感器的读数恰巧为
0.已知外界大气压强
0
5
Pa
保持不变．
p＝×10
（ⅰ）假如保持活塞不动，当力传感器的读数达到F＝300N时，密封气体的温度高升到
多少摄氏度？
（ⅱ）现取走竖直细杆，从初状态开始将活塞往下压，当下压的距离为x＝0.2m时力传
感器的示数达到F′＝450N，则经过压缩气体能够使此密封气体的温度高升到多少摄氏度？
3、
（1）在一个标准大气压下，1g水在沸腾时汲取了2260J的热量后变为同温度的水
蒸气，对外做了170J的功．已知阿伏加德罗常数NA＝×1023mol－1，水的摩尔质量M＝
18g/mol.以下说法中正确的选项是________．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得
4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．分子间的均匀距离增大
B．水分子的热运动变得更强烈了
C．水分子总势能的变化量为2090J
D．在整个过程中能量是不守恒的
E．1g水所含的分子数为3.3×1022个
（2）以下图，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管内用水银封闭一段
长为26cm、温度为280K的空气柱，左、右两管水银面高度差为36cm，外界大气压为76
cmHg.若给左管的封闭气体加热，使管内气柱长度变为30cm，则此时左管内气体的温度为
多少？
4、
（1）以下相关热现象剖析与判断正确的选项是__________．（填正确答案标号．选对1个
得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
.
A．布朗运动是因为液体分子对固体小颗粒的撞击惹起的，固体小颗粒的体积越大，液
体分子对它的撞击越多，布朗运动就越明显
B．在墙壁与外界无热传达的封闭房间里，夏季为了降低温度，同时翻开电冰箱和电风
扇，两电器工作较长时间后，房间内的气温将会增添
C．温度高升，单位时间里从液体表面飞出的分子数增加，液体持续蒸发，饱和汽压增
大
D．必定质量的理想气体经历等温压缩过程时，气体压强增大，从分子动理论看法来分
析，这是因为单位时间内，器壁单位面积上分子碰撞的次数增加
E．在一个大气压下，1g100℃的水汲取2.26×103J热量变为1g100℃的水蒸气．在
3
这个过程中，2.26×10J＝水蒸气的内能＋水的内能＋水变为水蒸气体积膨胀对外界做的
功
（2）如图甲所示，横截面积为S，质量为M的活塞在汽缸内封闭着必定质量的理想气体，
现对缸内气体迟缓加热，使其温度从T1高升了T，气柱的高度增添了L，汲取的热量为
Q.不计汽缸与活塞的摩擦，外界大气压强为p0，重力加快度为g.求：
①此加热过程中气体内能增添了多少？
②若保持缸内气体温度不变，再在活塞上放一砝码，如图乙所示，使缸内气体的体积又恢复到初始状态，则所放砝码的质量为多少？
热学选择题必备知识点
1、理想气体向真空自由膨胀，与外界互不做功（这一点有部分同学会忽视），理想气
体没有分子势能，内能仅由温度决定（这个说法常常会在选择题出现，同学们要留神）
2、两类永动机的差别：
第一类永动机：
不用耗任何能量，却络绎不绝地对外做功的机
器；第二类永动机：
从单调热库汲取热量并且把它所有用来对完做功，而不惹起其余变化的
机器。
很明显，这两类永动机都不行能实现，第一类失败的原由是：
违反了能量守恒定律，
第二类永动机失败的原由是：
违反了热力学第二定律。
这部分考点常常在选择题出现，会考
差他们的差别以及失败的原由，同学们要复习好这部分知识。
.
3、表面张力指的是液体表面层分子比液体内部稀少，分子间的距离比液体内部大，分
子力表现为引力，这使得液体表面像张紧的橡皮膜同样，在液体表面张力的作用下，拥有收
缩的趋向。
4、毛细现象：
毛细现象是指浸润液体在细管中上涨的现象，以及不浸润液体在细管中
降落的现象，并且毛细管越细，毛细现象越明显。
5、液晶拥有液体的流动性，也拥有晶体的各向异性，它是介于液态和固态之间的中间
态物质（化合物），液晶的显示原理是利用了晶体的各向异性，即液晶分子在电场的作用下，
它的光学特征发生了变化。
6、改变物体内能有两种方式UQW
第一：
做功，当成功使物体的内能发生改变的时候，外界对物体做了多少功，物体内能
就增添了多少，物体对外界做了多少功，物体内能就减少多少。
第二：
热传达：
当热传达使物体的内能发生改变的时候，物体汲取了多少热量，物体内
能就增添多少；物体放出了多少热量，物体内能就减少多少。
7、布朗颗粒用肉眼是看不到的，可是在显微镜下能够看到，所以用肉眼看到的颗粒所
做的运动都不是布朗运动（这一点是很重要的，在选择题常常出现，比方尘埃所做的运动等
等）。
布朗颗粒的运动是分子运动的间接反应。
8、分子势能与分子距离相关。
当分子距离改变的时候，分子力做功，分子势能也会随
之而改变。
当分子力做正功时，分子势能减小；当分子力做负功时，分子势能增大。
（这一
部分的知识点常常会与两个图像联合，比方分子力曲线和分子势能曲线）。
9、晶体不必定是各向异性，比方说多晶体。
多晶体是很特别的，比方它和非晶体同样，
没有规则的几何外形，可是它却与单晶体同样，有确立的熔点（所以当考到与晶体相关的知
识的时候需要考虑多晶体这个独到的晶体）。
10、饱和汽压：
液体的饱和汽压与温度相关，温度越高，它的饱和汽压就会越大，需要
注意的是饱和汽压与饱和汽的体积没关，这是好多同学都会混杂的。
11、需要要点理解的图像
①温度与分子均匀动能的关系
.
②理想气体变化图像
③分子之间的互相作使劲
④单晶体、多晶体、非晶体的特色
.
⑤等容线、等压线、等温线
.
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