一、引言
今天討論的試題是一位網絡朋友發來的。號主問了一個弱智問題：這是新高考題嗎？朋友答：不是！
注意到，很多「飛行人」，包括很多文件都會提到「三新」，指的就是新課標、新教材、新高考。
在號主看來，所謂「三新」就是核心素養版本下的新課標代替了三維目標版新課標，對於教學最大區別就是：高考試卷不再有「選考」設計，因此學習的內容增加了，考題的題型增加了，考題的綜合度提升了。
也就是說，從知識學習和高考考卷而言，可能回歸到了「雙基」時代。所以，從這個意義上而言，三新並不新，而是一種探索後的回歸。
2017年，理綜考試說明進行了修改，把物理3—5版塊由選考改為必考，號主預測：電磁感應與動量結合的力電綜合題將回歸高考卷中。為此，號主撰寫了《［發表文章］電磁感應與動量綜合題的題型歸類分析》，之後幾年的考題證明預測完全正確。
新高考完全沒有了選考設計，即機械振動、機械波、光和熱學也回歸必修、必考內容，因此這些內容自然也就可能融入大綜合之中。事實上，諸如22年理綜甲卷25題，就是光學與力電內容融合了起來，變成一道大綜合題。
不學教材，死路一條；深研教材，羅馬宏通——全國甲卷25題評析|22年高考真題一題一評1
22年理綜甲卷雖然是「老高考」，但是作為過渡，慢慢地滲透新高考，這是一種必然趨勢。因此，23年高考，不管新高考還是老高考卷，都要注意熱學、機械振動、機械波、光學等內容與其他必修內容的綜合。
今天要討論的試題，就是熱學與力學綜合題。與十多年來的理綜選考中熱學常規考題相比較而言，綜合度和融合度提升了許多。
二、試題呈現
三、參考解析
四、試題賞析
本題第（1）小題，綜合了理想氣體實驗定律和牛頓第二定律，要求考生能夠在研究對象選取、物理過程（狀態）分析上具有切換與綜合的能力；第（2）小題，綜合了動能定理和熱力學第一定律，同樣要求考生具有研究對象選取、物理過程（狀態）分析基礎上的切換與綜合的能力。
多對象問題，是學生難以突破而又必須突破的難點。熱學與力學綜合題，要求考生能夠在力學對象（活塞）和熱力學研究對象（氣體）進行切換和綜合，這就顯得更加困難了。
五、迷思概念
與網絡朋友交流時，朋友提出了一個疑惑：在初始穩定狀態、最終穩定狀態中，活塞均做勻速圓周運動，即徑向速度都為零，即徑向速度變化量為零，故封閉氣體和大氣對活塞的壓力做功代數和應該為零。因此，活塞動能增加，即切向速度增加，僅僅是管壁對活塞做功的結果。
顯然，朋友推理結論是不正確的，在兩穩定狀態的變化過程中，封閉氣體壓強＜大氣壓強，即封閉氣體與大氣對活塞的合力做功不為零，封閉氣體對活塞做正功，大氣對活塞做負功，做功絕對值，前者＜後者。號主認為網絡朋友可能有下面幾個迷思概念：
迷思① 圓周運動情景下的切向力與向心力之迷思。
為了解釋勻速圓周運動與變速圓周運動的受力特徵，教材引進了切向力和向心力概念，繼而生發出切向加速度和向心加速度的概念。由此衍生了很多似是而非的物理觀念——切向加速度反映了運動大小變化的快慢；向心加速度反映了速度方向變化的快慢……
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迷思② 動能定理運用中的迷思
在平拋運動中，特別是受到正交的兩個恆力作用的勻變速運動中，沿力方向對運動進行正交分解，發現每個分運動都互不影響，可以在各自分運動上使用牛頓第二定律、動能定理和動量定理。於是，認為動能定理如同牛頓第二定律和動量定理一樣可以寫成分量表達式。
六、概念轉換
針對迷思①
正如前文所述，提出切向力和向心力這一對應概念，是為了解釋非勻速圓周運動與勻速圓周運動受力特徵的差異。一般地，對於前者，物體所受合力不指向圓心，後者合力指向圓心。注意到，向心力是效果力，在勻速圓周運動條件下，先後演繹得到向心加速度、向心力等概念，拓展到非勻速圓周運動，向心加速度、切向加速度，恐怕與「速度變化率」之加速度的意義內涵有所差異，特別是拓展到非圓周運動，即一般的曲線運動，這些概念的運用需要慎重。對於一般曲線運動，不宜使用向心力、切向力等概念，諸如向心力改變速度的方向，切向力改變速度大小等結論在使用過程中就容易出錯，「什麼力為向心力，什麼力為切向力？」就已經出錯了。
以今日討論試題為例，活塞在兩個穩定狀態之間的物理過程顯然是一般的曲線運動，氣體壓力矢量和提供活塞運動所需向心力，管壁彈力提供活塞運動切向力是無意義的，至少從平動視角而言是如此。當然，以A為轉軸，討論活塞的轉動問題，還是有意義的，這已經是大學物理課程內容了。
針對迷思②
眾所周知，功、動能都是標量，動能定理對應表達式也是標量式，對於標量及標量式，討論「分解與合成」是無意義的。但是，物體受到正交的兩個恆力作用，沿兩個恆力方向進行分解，各分運動方向上，似乎可以寫出動能定理的「分量表達式」，但這僅僅是特例。對於方向和大小都改變的「正交」的兩個力，「分量表達式」就不成立了。