新高考物理二轮复习易错重难点讲与练易错12 热学（7易错点错因剖析）（2份，原卷版+解析版）

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目录
第一部分 易错点剖析
易错典题 避错攻略 举一反三
易错点1 估算时没有注意物态，误认为固体和液体与气体一样求解
易错点2 混淆分子力与宏观力，分不清分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像
易错点3 对“热量、内能、功”三个物理之间的关系分析不全面
易错点4 不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义
易错点5 错误理解热力学第二定律
易错点6 运用理想气体实验定律，不会分析气体的状态参量和气体的变化过程
易错点7 不能把变质量的理想气体问题转化为定质量问题来求解
第二部分 易错题闯关
易错点1 估算时没有注意物态，误认为固体和液体与气体一样求解
易错典题
【例1】某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为（ ）
A. B. C. D.
【错因分析】错选A、D，主要原因是同学们估算时没有注意物态，固体与液体由于分子之间的作用力较大，分子间结合紧密；而气体之间的分子间作用因力较小，分子所到的空间较大，分子所占有的体积与分子本身的体积不同
【答案】BC
【详解】气体分子间距较大，有大量的空隙，无法忽略不计，故A错。气体的密度是ρ，但单个分子的密度要远大于ρ，所以单分子质量，故D错。实际上从质量入手，摩尔质量与单个分子的质量之比即为NA，也就是，又，故选项BC正确
避错攻略
【知识链接】
1．两种分子模型
(1)球体模型：把分子看成球形，分子的直径：d＝ eq \r(3,\f(6V0,π))。适用于固体和液体。
(2)立方体模型：把分子看成小立方体，其边长：d＝eq \r(3,V0)。适用于固体、液体和气体。
2．宏观量与微观量的相互关系
(1)宏观量：物体的体积V、密度ρ、质量m、摩尔质量Mml、摩尔体积Vml、物质的量n等。
(2)微观量：分子体积V0、分子直径d、分子质量m0等。
(3)相互关系。
①一个分子的质量：m0＝eq \f(Mml,NA)＝eq \f(ρVml,NA)。
②一个分子的体积：V0＝eq \f(Vml,NA)＝eq \f(Mml,ρNA)。
举一反三
【变式1-1】（2025·浙江·二模）已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R，空气平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，地面大气压强是由大气的重力产生的，大小为，重力加速度大小为g。由以上数据可估算（ ）
A．地球大气层空气分子总数为B．地球大气层空气分子总数为
C．空气分子之间的平均距离为D．空气分子之间的平均距离为
【答案】C
【详解】AB．大气中的压强由大气的质量产生，即
而
地球大气层空气分子总数为
联立解得
故AB错误；
CD．大气体积为
则气体分子之间的距离为
故C正确，D错误。
故选C。
【变式1-2】（2025·湖南衡阳第一中学月考·）二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】根据题意可知，在该状态下体积为V的二氧化碳气体的质量为
二氧化碳分子数为
在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为
故选B。
【变式1-3】（2025·广东省广州市模拟）2025年夏天格外长，空调销量暴增。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，人会感觉到干燥。若有一空调工作一段时间后，排出液化水的体积。已知水的密度、摩尔质量，阿伏加德罗常数。试求：（结果均保留1位有效数字）
（1）该液化水中含有的水分子总数；
（2）一个水分子的直径。
【答案】（1）；（2）
【解析】(1)水的摩尔体积为
水分子数
(2)建立水分子的球体模型，有
得水分子直径
易错点2 混淆分子力与宏观力，分不清分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像
易错典题
【例2】（2021·重庆·高考真题）图1和图2中曲线I、II、III分别描述了某物理量随分子间的距离变化的规律，r0为平衡位置。现有如下物理量：①分子势能，②分子间引力，③分子间斥力，④分子间引力和斥力的合力，则曲线I、II、III对应的物理量分别是（ ）

A．①③②B．②④③C．④①③D．①④③
【错因分析】混淆分子势能和分子力随分子之间距离r变化的图像，而误选C项。
【答案】D
【详解】根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子势能最小可知，曲线I为分子势能随分子之间距离r变化的图像；
根据分子处于平衡位置（即分子之间距离为r0）时分子力为零，可知曲线Ⅱ为分子力随分子之间距离r变化的图像；
根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小较引力变化快，可知曲线Ⅲ为分子斥力随分子之间距离r变化的图像。
D正确，故选D。
避错攻略
【知识链接】
分子力、分子势能与分子间距离的关系
分子力F、分子势能Ep与分子间距离r的关系图线如图所示(取无穷远处分子势能Ep＝0)。
(1)当r＞r0时，分子力表现为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加。
(2)当r＜r0时，分子力表现为斥力，当r减小时，分子力做负功，分子势能增加。
(3)当r＝r0时，分子势能最小。
举一反三
【变式2-1】（2025·山东·高考真题）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于r0时分子势能Ep为零，则（ ）
A．只有r大于r0时，Ep为正B．只有r小于r0时，Ep为正
C．当r不等于r0时，Ep为正D．当r不等于r0时，Ep为负
【答案】C
【详解】两个分子间距离r等于r0时分子势能为零，从r0处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从r0处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当r不等于r0时，Ep为正。
故选C。
【变式2-2】(多选)两个分子相距无限远，规定分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．分子间距为r0时分子力为0，表示两分子间既没有引力也没有斥力
B．两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0
C．当分子势能最小时，分子力为0
D．从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大
【答案】BCD
【详解】A.当分子间距为r0时，分子力为0，这表示分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，而不是没有引力和斥力，A错误；
B.当两分子相距无限远时，分子势能为0，分子力也为0，因为此时分子间的相互作用力可以忽略不计，B正确；
C.当分子势能最小时，分子力为0，此时分子间距r0，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，分子势能达到最小值，C正确；
D.在B从无限远处向A靠近的过程中，引力和斥力均一直增大，开始引力大于斥力，但是斥力增大得比引力快，当分子间距小于r0时，斥力开始超过引力，分子间作用力表现为斥力，D正确。
故选BCD。
【变式2-3】（2025·湖南娄底模拟）如图所示，若纵坐标可以表示为分子间的作用力或分子势能，横坐标表示分子间的距离有关。，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是（ ）
A. 标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零
B. 分子间距离从零增大到的过程中，分子力做负功，分子势能增大
C. 如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系
D. 如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线B表示分子力与分子间距的关系
【答案】ACD
【解析】标准状态下，一定质量的某种气体，分子间距离约为，其分子势能趋于零，故A正确。分子间距离从零增大到的过程中，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，故C正确；如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示分子间的斥力，曲线C表示分子间的引力，则曲线B表示合力与分子间距的关系，故D正确
易错点3 对“热量、内能、功”三个物理之间的关系分析不全面
易错典题
【例3】对一定质量的气体，下列说法正确的是
A.在体积缓慢不断增大的过程中，气体一定对外界做功
B.在压强不断增大有过程中，外界对气体一定做功
C.在体积不断被压缩的过程中，内能一定增加
D.在与外界没有发生热量交换的过程中，内能一定不变
【错因分析】错选BCD，错误原因是热力学第一定律是跟热现象有关的物理过程中能量守恒定律的特殊表达形式，它说明功、热量与内能改变之间的定量关系．指出在任何热力学过程中能量不会有任何增加或损失. 外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU，不能认为单一做功或单一热传递说会使内能增加
【答案】A
【详解】当气体增大时，气体对外界做功，当气体减小时，外界对气体做功；故A选正确；根据＝常数，p增大时，V不一定变化，故B选项错；在V减小的过程中，可能向外界放热，根据ΔE＝W＋Q可知，内能不一定增大，故C选项错误；Q＝0的过程中，W不一定为0，故D选项错误
避错攻略
【知识链接】举一反三
1．改变内能的两种方式：做功与传热．两者对改变系统的内能是等价的．
2．热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和．
3．热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W.
4．热力学第一定律的应用：
(1)W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值．(均选填“正”或“负”)
(2)Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值．(均选填“正”或“负”)
【变式3-1】（2025·北京·高考真题）我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体（ ）
A．压强变小B．对外界不做功C．内能保持不变D．分子平均动能增大
【答案】D
【详解】C．猛推推杆压缩筒内气体，气体未来得及与外界发生热交换Q=0，气体被压缩，体积减小，则外界对气体做正功W>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知，气体内能增大，故C错误；
A．气体内能增大，故其温度增大，又体积减小，根据理想气体状态方程pVT=C，则气体压强增大，故A错误；
B．气体被压缩，体积减小，则气体对外界做负功，故B错误；
D．气体温度增大，则分子平均动能增大，故D正确。
故选 D。
【变式3-2】（2025·江苏·高考真题）如图所示，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出后，瓶内气体（ ）
A．内能迅速增大B．温度迅速升高
C．压强迅速增大D．体积迅速膨胀
【答案】D
【详解】瓶塞跳出的过程中瓶内的气体对外做功，气体体积迅速膨胀，由于该过程的时间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，则温度降低，由理想气体状态方程pVT=C可知，气体压强减小。
故选D。
【变式3-3】（2025·福建泉州·一模）(多选)食品包装袋内充入氮气可防止食物氧化、抑制微生物生长。已知包装袋材料导热性能良好，袋内气体可视为理想气体。从冷藏室取出后，包装袋随周围环境温度升高明显膨胀，则膨胀后包装袋内（ ）
A．气体分子间斥力增大B．每个气体分子动能都增大
C．气体内能增大D．气体对外界做正功
【答案】CD
【详解】A．理想气体分子间作用力不计，故A错误；
B．气体温度升高，分子平均动能变大，但不是每个气体分子的动能都一定变大，故B错误；
C．理想气体温度升高，内能增大，故C正确；
D．气体体积增大，所以气体对外界做正功，故D正确。
故选CD。
易错点4 不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义
易错典题
【例4】如图所示，一定质量的理想气体先由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态a，这样经过一系列中间过程又回到原来状态的过程称为循环过程，在整个循环过程中，下列关于一定质量理想气体的说法中正确的是（ ）
A．内能变化为零
B．整个循环过程中，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功
C．整个循环过程中，理想气体吸收的热量等于放出的热量
D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
【错因分析】错选B、C，错误的主要原因是不理解p-V图像与坐标围成面积的物理意义，从图像上去分析外界对理想气体做的功和理想气体对外做的功，而是主观地认为内能不变，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功，进而推出整个循环过程中，理想气体吸收的热量等于放出的热量。
【答案】A
【详解】经过一个循环过程，温度回到原来的状态，∆T=0，内能变化为零，A正确；根据W=p∆V可知，图像与坐标轴围成的面积等于气体做功，由图可知从b到a外界对理想气体做的功小于从a到b理想气体对外做的功；整个循环过程W0，Q吸-Q放>0
即整个循环过程，理想气体吸收的热量大于放出的热量；所以选项A 确，选项B、C、D错误。
点拨：：热力学第一定律结合图像问题，除p-V图像直接分析气体做功外，其它图像分析气体体积和温度的变化后，再结合热力学第一定律分析出是吸热还是放热。
避错攻略
【知识链接】
1.如何求解热力学第一定律与图像的综合应用
（1）在某一过程中，气体的p、V、T的变化可由图像直接判断或结合理想气体状态方程pVT＝C分析。
（2）气体的做功情况、内能变化及吸、放热关系可由热力学第一定律分析。
由体积变化分析气体做功的情况：体积膨胀，气体对外做功；气体被压缩，外界对气体做功。
由温度变化判断气体内能变化：温度升高，气体内能增大；温度降低，气体内能减小。
(3)由热力学第一定律ΔU＝W＋Q判断气体是吸热还是放热。
(4)在p－V图像中，图像与横轴所围面积表示气体对外界或外界对气体整个过程中所做的功。
2.解决热力学第一定律与气体实验定律的综合问题的思维流程
举一反三
【变式4-1】（2024·山东·高考真题）一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B．b→c过程，气体对外做功，内能增加
C．a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D．a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量
【答案】C
【详解】A．a→b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功WTa
即内能增大，ΔUab>0，根据热力学第一定律ΔU=Q+W可知a→b过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误；
B．方法一：b→c过程中气体与外界无热量交换，即
Qbc=0
又由气体体积增大可知WbcTa分析可知
Tb>Tc
所以b到c过程气体的内能减少。故B错误；
C．c→a过程为等温过程，可知
Tc=Ta,ΔUac=0
根据热力学第一定律可知a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确；
D．根据热力学第一定律结合上述解析可知：a→b→c→a一整个热力学循环过程ΔU=0，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得
ΔU=Qab−Qca−W=0
故a→b过程气体从外界吸收的热量Qab不等于c→a过程放出的热量−Qca，D错误。
故选C。
【变式4-2】（2024·海南·高考真题）（多选）一定质量的理想气体从状态a开始经ab、bc、ca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
【答案】AC
【详解】A．由理想气体状态方程
pVT=C
化简可得
V=Cp⋅T
由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故
pa < pb = pcbc过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A正确；
B．由理想气体状态方程
pVT=C
化简可得
V=Cp⋅T
由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故
pa＜pb=pcca过程气体压强减小，故B错误；
C．ab过程为等温变化，内能不变，故
ΔU=0
根据玻意耳定律可知，体积减小，压强增大，外界对气体做功，故
W＞0
根据热力学第一定律
ΔU=Q+W
解得
Q＜0Ab过程气体放出热量，故C正确；
D．ca过程，温度升高，内能增大，故D错误。
故选C。
.【变式4-3】（2025·河南·三模）一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b、b→c、c→d、d→a四个过程后回到初始状态a，其p-V图像是一个圆形，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a→b过程，气体对外界做的功小于从外界吸收的热量
B．b→c过程，气体对外界做的功为3.5p0V0
C．a→b→c过程，气体内能最大状态是状态c
D．d→a过程，气体的温度不变
【答案】A
【详解】A．a→b过程中，气体内能增加，体积膨胀，对外做功，根据热力学第一定律ΔU=W+Q，可知气体对外做的功小于从外界吸收的热量，故A正确；
B．b→c过程中，气体对外做的功等于p−V图像与横轴所围图形的面积，大于3.5p0V0，故B错误；
C．a→b→c过程中，pV最大时，温度最高，理想气体的内能最大，对照题图可知气体内能最大状态是在b、c之间的某状态，故C错误；
D．d→a过程中，图线不是等温曲线，所以温度是变化的，故D错误。
故选A。
易错点5 错误理解热力学第二定律
易错典题
【例5】关于热力学第二定律，下列说法中正确的有（ ）
A、热量能够从高温物体传到低温物体但不能从低温物体传到高温物体
B、热量能够从高温物体传到低温物体，也可能从低温物体传到高温物体
C、机械功可以全部转化为热量，但热量不可能全部转化为机械功
D、机械功可以全部转化为热量，热量也可能全部转化为机械功
【错因分析】误选错A、C。热力学第二定律揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性.热量会自发地从高温物体传给低温物体，但不会自发地从低温物体传给高温物体．这说明：热传导的过程是有方向性的．这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向不会自发进行．要实现相反方向的过程，必须借助外界帮助，因而产生起它影响或引起其他变．显然在引起了其它变化的情况下，热量能够从低温物体传到高温物体；同理，机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能可以全部转化成内能，内能却不能全部转化成机械能，而不引起其他变化
【答案】BD
【解析】根据热传递的规律可知热量能够自发地从高温物体传到低温物体；当外界对系统做功的时，可以使系统从低温物体吸取热量传到高温物体上去，致冷机（例如冰箱和空调）就是这样的装置。但是热量不能自发地从低温物体传到高温物体。选项错误，B正确。
一个运动的物体，克服摩擦阻力做功，最终停止；在这相过程中机械功全部转化为热量。外界条件发生变化时，热量也可以全部转化为机械功；例如在等温膨胀过程中，系统吸收的热量全部转化为对外界做的功。选项C错误，D正确。
避错攻略
【知识链接】
1．热力学第二定律的克劳修斯表述：
热量不能自发地从低温物体传到高温物体．阐述的是传热的方向性．
2．热力学第二定律的开尔文表述：
(1)热机
①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的化学能变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能．
②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即WpbD．pa pb = pa
故选AD。
2．（多选）（2025·河南·高考真题）如图，一圆柱形汽缸水平固置，其内部被活塞M、P、N密封成两部分，活塞P与汽缸壁均绝热且两者间无摩擦。平衡时，P左、右两侧理想气体的温度分别为T1和T2，体积分别为V1和V2，T1