热学知识作为高中物理的重要内容，已成为每年高考的必考内容，所占高考物理总分5℅左右。2007年高考对热学知识的考查形式仍多以选择题出现。热学部分的常见的命题热点有：分子动理论、有关分子的计算、分子力与分子势能、分子动能与分子平均动能、气体的压强的微观意义及PVT的关系，内能及其改变、热力学第一定律及热力学第二定律等；另外，涉及能量守恒与能源开发与利用的考题应引起重视。其中应特别注意分子动理论，微观意义与宏观量的联系、有关气体的内能的改变和热力学定律和能量守恒定律等几个内容。

　　一、分子动理论

　　1．有关分子的计算

　　例1　某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和V₀，则阿伏加德罗常数N_A不可以表示为（　　）

　　A．

　　B．

　　C．

　　D．

　　【答案】B　C

　　【解析】用N_A =计算阿伏加德罗常数，不仅适用于分子间隙小的液体与固体，而且适用于分子间隙大的气体，故BC正确；而仅适用于分子间隙小的液体与固体，由于气体分子间有很大的间隙，每个气体分子所占据的空间为V比每个分子的体积V₀大得多，所以AD不正确。

　　【点评】①阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，它们利用整体与个体的关系进行计算，本题给出了它的最常见的计算方法；②由于分子间存在的间隙的差别，气体分子平均占有体积比分子的实际体积V₀大得多，而固、液分子两者的近似相等。

　　2．分子的热运动

　　例2　（2007年江苏卷1）分子动理论较好地解释了物质的宏观热力学性质。据此可判断下列说法中错误的是（　　）

　　A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停的作无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性

　　B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大

　　C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大

　　D．在真空、高温条件下，可以利用分子扩散向半导体材料掺入其它元素

　　【答案】B

　　【解析】布朗运动是悬浮在液体表面的固体微粒的无规则运动，反映了液体分子永不停息地做无规则运动，故选项A正确，不选；分子间的相互作用力随分子间距离的增大不一定先减小后增大，得看其距离与r₀的关系，故选项B错误，该选；分子势能可能随分子间的增大而先减小后增大，故选项C正确，不选；分子之所以能扩散是因为分子间有缝隙，故可利用这一特性向半导体材料中掺入其它元素。

　　【点评】①布朗运动是悬浮在液体表面的固体微粒的无规则运动，反映了液体分子永不停息地做无规则运动；易错点在于误认为布朗运动就是分子热运动。②不同的物质彼此进入对方的现象叫扩散现象，扩散现象说明分子间有空隙。

　　3．分子间的相互作用力，分子力做功与分子势能变化的关系

　　例3　根据分子动理论，设两个分子间的距离为r₀时分子间的引力和斥力相等，以下关于分子力与分子势能与它们间距离的关系，正确的是（    ）

　　A．若两分子间距离在r₀的基础上增大，则分子间的引力增大，斥力减小，分子力表现为引力

　　B．两分子间距离越大，分子力越小．分子间距离越小，分子力越大

　　C．两分子间距离为r₀时，分子势能最小，在r₀的基础上距离增大或减小，分子势能都变大

　　D．两分子间距离越大，分子势能越大。分子间距离越小，分子势能越小

　　【答案】C

　　【解析】如下图左，当两分子间的距离为r₀时，分子间的引力和斥力相等，分子力为零；若分子间距在r₀的基础上增大，分子间的引力和斥力同时减小，因斥力减小得快，故分子力表现为引力，故选项A错误；从分子力随距离变化的图像可知，分子力的变化不具有单调性，故选项B错误；如下图右为分子势能与分子间距的关系图像，由图像可知，两分子间距离为r₀时，分子势能最小，当分子间距离在r₀的基础上增大时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能增加，当减小分子间的距离时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，故可以判断选项C是正确的；同时，分子势能的图像不具有单调性，故选项D错误。

　　【点评】固体在平衡时，分子间的引力与斥力大小相等，处于平衡状态，而当我们对它施加作用力而企图把它拉长时，分子间的距离稍微变大—点，分子间的引力就大于斥力，从而分子间的作用力宏观上变成了引力，因此很难被拉断。气体之所以充满整个容器，是因为气体分子间几乎没有相互作用力，分子除了与其他分子发生碰撞以外，几乎做匀速直线运动，直到它们与器壁相碰。同样，气体分子对器壁有压强，这是气体分子在与器壁碰撞过程中的作用力产生的，与气体分子间的斥力无关．

　　二、物体的内能及变化

　　例4　（2007年重庆卷 21）氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，氧气分子之间的相互作用，在该漏气过程中瓶内氧气（　　）

　　A．分子总数减少，分子总动能不变

　　B．密度降低，分子平均动能不变

　　C．吸收热量，膨胀做功

　　D．压强降低，不对外做功

　　【答案】BC

　　【解析】因温度是平均动能的标志，题目假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，所以平均动能不变。而分子数减少，则总动能减小，密度降低。所以A错，B对。把瓶内外的气体看作一整体，温度不变而体积增大，膨胀对外做功而内能不变，所以必须吸热，又由（恒量）知温度不变，体积增大，压强必减小。故C对，D错。

　　【点评】此类问题可以采用整体法进行分析，可以使问题变回到密闭气体来处理，使问题更简单。

　　例5　（2007年全国卷Ⅱ14）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

　　【答案】A

　　【解析】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。

　　【点评】应注重对热力学第一定律ΔE＝W＋Q的符号的物理意义的掌握，气体压强、体积、温度三者的关系是高考考试的重点，两者常结合在一起进行考查。

　　三、热力学定律

　　例6　（2007年四川卷14）如图所示，厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针，另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向容器内打气，使容器内的压强增大到一定程度，这时读出温度计示数。打开卡子，胶塞冲出容器口后（　　）

　　A．温度计示数变大，实验表明气体对外界做功，内能减少

　　B．温度计示数变大，实验表明外界对气体做功，内能增加

　　C．温度计示数变小，实验表明气体对外界做功，内能减少

　　D．温度计示数变小，实验表明外界对气体做功，内能增加

　　【答案】C

　　【解析】打开卡子后，气体体积膨胀对外做功，由ΔE＝W＋Q可知气体内能减少，温度降低。

　　【点评】本题考查热力学第一定律ΔE＝W＋Q的物理意义。这是高考的重点内容，应加以重视。

　　四、气体状态参量关系

　　例7　在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M＞m，活塞密封一部分理想气体。现对气缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲）时，气缸的加速度为a₁，封闭气体的压强为p₁，体积为V₁；若用同样大小的力F水平向左推活塞（如图乙），此时气缸的加速度为a₂，封闭气体的压强为p₂，体积为V₂。设密封气体的质量和温度均不变，则（　　）

　　A．a₁=a₂，p₁＜p₂，V₁＞V₂

　　B．a₁＜a₂，p₁＞p₂，V₁＜V₂

　　C．a₁=a₂，p₁＜p₂，V₁＜V₂

　　D．a₁＞a₂，p₁＞p₂，V₁＞V₂

　　【答案】A

　　【解析】由F=ma得，a₁ =a₂，因为p₁ =p₀，p₂＞p₀ ，有p₁＜p₂ ，V₁＞V₂。

　　【点评】定性分析压强、温度、体积之间的关系要求理解气体的状态参量的微观意义，其中，气体压强是大量分子频繁碰撞器壁形成的，它与单位体积内的分子数及分子的平均动能有关，而分子的平均动能可由宏观的温度来衡量。

　　对气体来说，除了理解气态方程外，还应注意下列分析线路：①温度→分子平均动能→分子平均速率→碰撞力→压强；②体积→分子密集度→压强；③温度变→分子平均动能变→总分子动能变→气体的内能变。

　　例8　（2007年全国卷Ⅰ16）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦，a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（27℃）中达到的平衡状态，气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的热能，下列说法中正确的是（　　）

　　A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多

　　B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大

　　C．在相同时间内，a，b两态的气体分子对活塞的冲量相等

　　D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体向外界释放了热量

　　【答案】AC

　　【解析】气体在a、b两种状态下压强相等，都为，由气体压强特点可知：单位时间单位面积里气体分子对活塞的总冲量一定相等，C正确；又因为b状态的温度比a状态的温度要高，故b状态下气体分子的平均动能比a状态下气体分子平均动能大，相应的平均动量也大。但因为总冲量保持相同，所以b状态下单位时间内冲到活塞的分子数肯定比a状态要少。

　　【点评】此题主要考查压强的微观意义：单位时间作用在单位面积上的总冲量。复习时应对此概念深入理解，掌握其实质。

　　五、能量守恒定律

　　例9　（2007年天津卷20）A、B两装置，均由一支一端封闭，一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插入水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是（　　）

　　A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量

　　B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量

　　C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同

　　D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同

　　【答案】B

　　【解析】由题意分析可知，外界大气压力对AB两系统做功一样多，外界大气压力所做的功一部分转化为A、B系统的重力势能，另一部分转化为A、B系统中增加的内能。A系统中增加的重力势能大于B系统中增加的重力势能。由能量守恒定律可知，B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量，选项B正确。

　　【点评】能量守恒定律是自然科学的三大发现之一，具有极其重要的物理地位。对能量守恒定律的考查既有选择题，也有计算题。

　　六、拼盘式考题

　　　例10　（2007年广东卷9）根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法正确的是（　　）

　　A．知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数，一定可求其分子质量

　　B．满足能量守恒定律的宏观过程不一定能自发地进行

　　C．布朗运动就是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动

　　D．当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都同时减少，分子势能一定增大

　　【答案】C

　　【解析】知道某物质摩尔质量和阿伏加德罗常数，不一定可求其分子质量，所以A错误；第二类永动机满足能量守恒定律，但不满足热力学第二定律，仍然不能制成，所以B错误；布朗运动是悬浮在液体表面的固体微粒的无规则运动，反映了液体分子永不停息地做无规则运动，所以C正确；当分子间距离增大时，分子间的引力和斥力都同时减少，但分子势能不一定增大，所以D错误。

　　【点评】此题考查分子动力论和热力学定律的相关知识，属于拼盘式考题。此类考题主要考查对基本概念和规律的认识和理解。本题将多个知识点综合在一起进行考查，这也是现在高考命题趋势。

　　2008年高考热学部分仍将以以上各部分知识作为载体设置题目。高考热学题虽然试题相对简单，但考生答题结果并不令人满意，原因是对知识的记忆欠准确，理解不到位，内容有残缺。笔者建议对热学的复习策略是：备全考点、适当补充；还要学会运用文字、图表和公式等多种表达方式，来综合描述自己对有关热现象及其规律的理解，力求准确简洁。