熱學(xué)計(jì)算題-2025年浙江高考物理沖刺復(fù)習(xí)（解析版）

押浙江卷計(jì)算大題15

熱學(xué)

押題依據(jù)

猜押題型考情分析命題思路

一般作為計(jì)算題的第一題，難度不會(huì)太注重模型建構(gòu)：越來(lái)越注重考查學(xué)生建

大，旨在考查學(xué)生對(duì)熱學(xué)基本概念和規(guī)律的立物理模型的能力，要求學(xué)生能夠從實(shí)

掌握程度及簡(jiǎn)單應(yīng)用能力。際情境中抽象出理想氣體等熱學(xué)模型，

情境設(shè)置：通常以實(shí)際的物理問(wèn)題或?qū)嶒?yàn)情并運(yùn)用相應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行分析和計(jì)算。

境為背景，如2024年6月的真題中，以強(qiáng)調(diào)綜合應(yīng)用：熱學(xué)知識(shí)與其他物理知

測(cè)定不規(guī)則小塊固體體積的實(shí)驗(yàn)為背景，考識(shí)的綜合應(yīng)用可能會(huì)成為未來(lái)命題的趨

15大題

查學(xué)生對(duì)理想氣體狀態(tài)方程和熱力學(xué)第一定勢(shì)。例如，熱學(xué)與力學(xué)中的功、能關(guān)系

律的應(yīng)用。這種情境化的命題方式，注重考相結(jié)合，以考查學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知

查學(xué)生將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為物理模型的能力。識(shí)解決問(wèn)題的能力。

知識(shí)綜合：熱學(xué)計(jì)算大題往往綜合考查多個(gè)?？伎键c(diǎn)：波意耳定律、理想氣體

知識(shí)點(diǎn)，涉及理想氣體狀態(tài)方程、熱力學(xué)第狀態(tài)方程、熱力學(xué)第一定律

一定律、氣體分子動(dòng)理論等核心知識(shí)。

押題預(yù)酒

1.中國(guó)瓷器是從陶器發(fā)展演變而成的，原始瓷器起源于3000多年前?，F(xiàn)代瓷器燒制通常采用電加

熱式氣窯，不同的瓷器有不同的燒制要求。如圖是某次燒制瓷器所用窯爐的簡(jiǎn)圖，上方有一個(gè)只能

向上打開(kāi)的單向排氣閥，排氣閥橫截面積為5。初始時(shí)窯內(nèi)溫度為27。a窯內(nèi)氣體（可看成理想氣

體）體積為乙壓強(qiáng)等于外界大氣壓強(qiáng)po。某瓷器燒制時(shí)要求窯內(nèi)溫度為777久時(shí)排氣閥打開(kāi)。

單向排氣閥

(1)加熱時(shí)，排氣閥打開(kāi)前窯內(nèi)氣體發(fā)生的是(選填“等壓”“等溫”或“等容”)變化，該過(guò)程中

單位時(shí)間撞擊排氣閥的分子數(shù)(選填“增大”“減小”或“不變”)o

(2)求排氣閥兩側(cè)壓力差達(dá)到多少時(shí)排氣閥打開(kāi)。

(3)開(kāi)始加熱前抽出部分氣體，關(guān)閉排氣閥，窯內(nèi)氣體質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的三求窯內(nèi)氣體溫度為多少時(shí),

排氣閥再次打開(kāi)。

【答案】(1)等容增大

(2)2.5p0S

(3)1260K

【詳解】(1)[1]排氣閥打開(kāi)前，加熱過(guò)程中，窯內(nèi)氣體發(fā)生等容變化；

⑵氣體體積不變，分子數(shù)密度不變，溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)平均速率增大，則單位時(shí)間撞擊排氣閥

的分子數(shù)增大。

(2)排氣閥打開(kāi)前，窯內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，由查理定律有黑=9

其中70=300K,=1050K

解得p=3.5po

排氣閥將要打開(kāi)時(shí)，兩側(cè)的壓力差為AF=pS-p0S=2.5p0S

(3)開(kāi)始加熱前抽出部分氣體的過(guò)程，窯內(nèi)氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律得PoU=Pi《U

求得Pi=|PO

將窯內(nèi)氣體加熱的過(guò)程，氣體做等容變化，根據(jù)查理定律得§=9

70T

其中p=3.5po

解得T'=1260K

2.如圖所示是通過(guò)壓力罐給一定高度處的用戶供水的示意圖，該壓力罐容積為500L,罐內(nèi)無(wú)水時(shí)

氣體壓強(qiáng)為Po,啟動(dòng)水泵給壓力罐補(bǔ)水，當(dāng)罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大到4Po時(shí)水泵自動(dòng)停止補(bǔ)水。用此壓力

罐給用戶緩慢供水，當(dāng)罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)降為2Po后，停止供水。壓力罐密封性、導(dǎo)熱性能均良好，罐內(nèi)

氣體可視為理想氣體，水管容積可忽略不計(jì)。

⑴若環(huán)境溫度不變，補(bǔ)水過(guò)程中，罐內(nèi)氣體的內(nèi)能(選填“增大”“減小”或“不變”)，氣體(選

填“向外界放出”或“從外界吸收“)熱量。

(2)若環(huán)境溫度不變，求水泵正常工作一次可給用戶供水多少升。

(3)若補(bǔ)水前環(huán)境溫度從原來(lái)的300K降為285K,求水泵正常工作一次可給用戶供水多少升。

【答案】(1)不變向外界放出

(2)125L

(3)118.75L

【詳解】(1)[1]環(huán)境溫度不變，補(bǔ)水過(guò)程中，罐內(nèi)理想氣體溫度不變，△[/=()

即氣體內(nèi)能不變。

⑵補(bǔ)水過(guò)程中，外界對(duì)罐內(nèi)氣體做功，即勿>0

由=Q+W=0

可知Q<0

即罐內(nèi)氣體向外界放出熱量。

(2)設(shè)補(bǔ)完水后罐內(nèi)氣體體積為明,補(bǔ)水過(guò)程，對(duì)罐內(nèi)氣體，由玻意耳定律有Po%=Pi%

其中％=500L,pi=4Po

解得%=125L

設(shè)供完水后罐內(nèi)氣體體積為彩，供水過(guò)程，對(duì)罐內(nèi)氣體，

由玻意耳定律有Po%=p2V2

其中P2=2Po

解得彩=250L

可得曝=v2-V1=125L

(3)降溫過(guò)程，由蓋一呂薩克定律分別有

r

_v\v2_v2

Ti一72'A一T2

其中Ti=300K,T2=285K

解得匕=0.95%,片2=0.95/

片供=U'2-Ml=0.95x曝=118.75L

3.登革熱病毒，可以使用含氯消毒液進(jìn)行消殺。如圖所示的某款手動(dòng)氣壓式噴壺，壺內(nèi)裝有消毒液。

其原理是通過(guò)手動(dòng)壓壓桿A不斷向壺內(nèi)打入氣體，使壺內(nèi)氣壓變大，再打開(kāi)閥門K時(shí)，便可持續(xù)噴

霧。已知噴壺的容積為2L,手動(dòng)打氣筒裝置每循環(huán)工作一次，能向噴壺內(nèi)壓入壓強(qiáng)為1.0xl05pa、

體積為20mL的空氣。已知初始時(shí)噴壺內(nèi)消毒液的體積為1.6L,消毒液上方氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)p0,

壺內(nèi)出水細(xì)管和打氣管的體積不計(jì)，噴嘴和消毒液的高度差不計(jì)，打氣過(guò)程和噴出消毒液過(guò)程中不

5

考慮氣體溫度的變化，外界大氣壓恒為Po=1,0X10Pao

(1)若裝入消毒液后只打氣一次，壺內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)槎啻螅?/p>

(2)若經(jīng)過(guò)若干次的按壓打氣，再按壓按柄B,消毒液從噴嘴持續(xù)噴出，發(fā)現(xiàn)當(dāng)壺內(nèi)還剩下1L的消毒

液時(shí)儲(chǔ)氣室的壓強(qiáng)為P2=1.04x105Pa,請(qǐng)問(wèn)從初始時(shí)開(kāi)始，一共按壓了多少次？

【答案】(1)1.05x105Pa

(2)32次

【詳解】(1)未打氣前，壺內(nèi)氣體的體積為

y0=2L-1.6L=0.4L

單次按壓進(jìn)入壺內(nèi)氣體為4V=0.02L,由于氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律，得

P1K)=Po%+

解得

Pi=1.05X105Pa

(2)當(dāng)壺內(nèi)還剩下1L的消毒液時(shí)，此時(shí)壺內(nèi)氣體體積為

y=（2-1）L=IL

設(shè)一共要按壓〃次，氣體發(fā)生等溫變化，由玻意耳定律，得

P2V=PoK）+np0AV

代入數(shù)據(jù)，解得

九=32

故一共要按壓32次。

4.某款氣壓式升降椅，它通過(guò)活塞上下運(yùn)動(dòng)來(lái)控制椅子的升降，其核心部件模型工作原理簡(jiǎn)圖如圖

所示。圓筒形導(dǎo)熱汽缸，開(kāi)口向上豎直放置在水平地面上，筒長(zhǎng)L=18cm、內(nèi)部橫截面積S]=20cm2。

橫截面積S2=18cm2的圓柱形活塞插在汽缸內(nèi)，在卡環(huán)（可使活塞向下運(yùn)動(dòng)而不能向上運(yùn)動(dòng)，且當(dāng)

活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)與活塞間無(wú)力）的作用下保持靜止。開(kāi)始時(shí)活塞有h=5.0cm的長(zhǎng)度伸入汽缸，缸內(nèi)封閉

氣體壓強(qiáng)Pi=3.0xlO'Pa。已知活塞與椅面的總質(zhì)量m=5.0kg,大氣壓強(qiáng)p0=1.0xlO^Pa,缸內(nèi)

氣體視為理想氣體，裝置不漏氣，環(huán)境溫度保持不變，不計(jì)摩擦。

（1）椅面緩慢下降，若活塞對(duì)氣體做功32J,則缸內(nèi)氣體（選填“吸熱”、“放熱”），其數(shù)值

為;

（2）某同學(xué)先虛坐在椅面上（與椅面間恰無(wú)作用力），然后逐漸減小腳對(duì)地面的壓力，使活塞緩慢下降

Ah=5.0cm后腳剛好完全離開(kāi)地面，并保持穩(wěn)定。求穩(wěn)定后氣體壓強(qiáng)P2和該同學(xué)的質(zhì)量

【答案】（1）放熱32J

（2祝=4.5x105Pa,M=58kg

【來(lái)源】2024屆浙江省溫州市高三下學(xué)期5月三模物理試題

【詳解】（1）口]⑵椅面緩慢下降，若活塞對(duì)氣體做功32J,由于環(huán)境溫度保持不變，可知?dú)怏w溫度

不變，氣體內(nèi)能不變，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可得

△U=勿+Q=0

可得

Q=-W=-32J

可知缸內(nèi)氣體放熱，其數(shù)值為32J。

(2)以密封氣體為對(duì)象，初態(tài)有

53

Pi=3.0x10Pa,V1=LS1-hS2=270cm

使活塞緩慢下降=5.0cm后腳剛好完全離開(kāi)地面，并保持穩(wěn)定，則穩(wěn)定后氣體體積為

3

/=AS1一(h+Ah)S2=180cm

根據(jù)玻意耳定律可得

P1V1=P2眩

解得穩(wěn)定后氣體壓強(qiáng)為

5

p2=4.5x10Pa

根據(jù)受力平衡可得

P2s2=P0S2+(M+m)g

解得該同學(xué)的質(zhì)量為

M=58kg

5.如圖為某同學(xué)根據(jù)“馬德堡半球模型”設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)底面積相同的輕質(zhì)圓筒，開(kāi)口端緊密對(duì)接，

圓筒內(nèi)封閉氣體的總體積為Vo=28mL,其壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)相等，均為po=LOxl()5pa。將注射器活塞

推至針筒底部，通過(guò)細(xì)管與氣閥連通；打開(kāi)氣閥，然后緩慢拉動(dòng)活塞，當(dāng)注射器內(nèi)氣體體積為△1/=

12mL時(shí)停止拉動(dòng)。已知圓筒的底面積S=6xl0-4m2,裝置氣密性良好，圓筒形狀與氣體溫度全程

不變。

(1)求停止拉動(dòng)活塞時(shí)圓筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p；

(2)關(guān)閉氣閥，撤去注射器，求將兩個(gè)圓筒沿軸線拉開(kāi)的最小拉力凡

兩個(gè)圓筒

【答案】(1)7x104Pa；(2)18N

【詳解】(1)抽氣過(guò)程，以原球內(nèi)氣體為研究對(duì)象，緩慢過(guò)程為等溫變化過(guò)程，由玻意耳定律可得

Po%=P（Vo+/U）

解得

p=7x104Pa

（2）對(duì)一個(gè)圓筒受力分析，有

F=（po—p）S=18N

可知將兩個(gè)圓筒沿軸線拉開(kāi)的最小拉力為18No

6.某款智能手機(jī)可以直接顯示手機(jī)所處環(huán)境的壓強(qiáng)和溫度，某科創(chuàng)小組想利用智能手機(jī)的這種功能

測(cè)量一形狀不規(guī)則又易溶于水的物體密度，他們自制了“測(cè)量筒”，測(cè)量筒由上端開(kāi)口的隔熱性良好

且可電加熱的圓柱形氣缸和橫截面積為S=0.20m2的隔熱輕質(zhì)活塞組成。具體操作如下：

第一步：如圖甲所示，將手機(jī)放入測(cè)量筒，放上活塞，手機(jī)穩(wěn)定顯示壓強(qiáng)pi=1.013x105pa；

第二步：如圖乙所示，在活塞上輕放待測(cè)物體，穩(wěn)定后，手機(jī)顯示壓強(qiáng)「2=1015x105pa；

第三步：如圖丙所示，把待測(cè)物體也放入氣缸里，再放上活塞，待手機(jī)穩(wěn)定顯示溫度=270K時(shí)，

測(cè)得活塞到汽缸底部高度h=0.50m。然后開(kāi)啟電熱絲加熱一段時(shí)間，待手機(jī)穩(wěn)定顯示溫度T2=310K

時(shí)，測(cè)得活塞上升了=0.05m。

（封閉的空氣視為理想氣體，忽略一切摩擦,待測(cè)物體的體積始終不變,不計(jì)電熱絲和手機(jī)的體積）。

求：

（1）第二步中，筒內(nèi)氣體在放上待測(cè)物前后的兩種穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行比較，放上待測(cè)物后筒內(nèi)氣體分子

的平均速率_（填“增大”、“減小”、“不變”），氣體的內(nèi)能—（填“增加”、“減少”、“不變”）：

（2）待測(cè)物體的質(zhì)量—；

（3）待測(cè)物體的體積o

【答案】增大增加4kg0.0325m3

【來(lái)源】2024屆浙江省寧波市高三下學(xué)期二模物理試題

【詳解】（1）絕熱條件下，外界對(duì)氣體做功，由△[/=〃+（?可知，氣體的內(nèi)能增加，溫度升

高，故氣體分子的平均速率增大

（2）對(duì)活塞有

PiS+mg—p2s=0

解得待測(cè)物的質(zhì)量為

=fepjs=4kg

(3)在對(duì)氣體緩慢加熱的過(guò)程中，氣體的壓強(qiáng)保持不變，由等壓變化規(guī)律可得

匕/

元=元

設(shè)待測(cè)物的體積為V,可得

33

V1=hS-V=0.5x0.2m-V=0.1m-V

33

V2=(h+Ah)S-V=(0.5+0.05)X0.2m-V=0.11m-V

代入數(shù)據(jù)解得

V=0.0325m3

7.(23-24高三上?山東德州?模擬)充氣浴缸具有占有空間小，攜帶方便，舒適等優(yōu)點(diǎn)。題圖就是一種

三層充氣浴缸，浴缸的每一層單獨(dú)充氣，充滿氣后每一層高0.3m,在使用充氣浴缸洗浴時(shí)，注入的

水不得超過(guò)最上面一層與第二層的分界線，現(xiàn)在要把充氣浴缸充滿氣體，每一層充滿氣體后氣體體

積大約是0.6m3,氣體壓強(qiáng)約為1.005atm,小明從下往上依次給三層充氣，打氣筒的容積大約為

0.003m3,當(dāng)天的氣溫為27℃。

(1)請(qǐng)估算小明同學(xué)至少要用打氣筒打多少次才能使充氣浴缸正常工作？

(2)根據(jù)使用要求，將47℃水加到允許水位的最高點(diǎn)，假設(shè)水溫在較短時(shí)間內(nèi)不發(fā)生變化，第二

層的體積此時(shí)被壓縮了O.Oln?,試估算加水后較短時(shí)間內(nèi)第二層內(nèi)部的氣體壓強(qiáng)？(計(jì)算結(jié)果保留

兩位小數(shù))

【答案】(1)603次；(2)1.09atm

【詳解】(1)充氣過(guò)程看成是等溫變化，有PI%=P2U

33

其中Pi=latm,%=(0.003n)m,p2—1.005atm,V2—3x0.6m

解得小明同學(xué)至少要用打氣筒打氣次數(shù)為

n=603

(2)由理想氣體狀態(tài)方程

p2vp3（v-^v）

=

~T\~~T2

其中

33

p2=1.005atm,V=0.6m,T±=300K,T2=320K,IW=0.01m

解得

p3=1.09atm

8.如圖所示，是一個(gè)內(nèi)部不規(guī)則的導(dǎo)熱容器，欲測(cè)量它內(nèi)部的容積，在容器上豎直插入一根兩端開(kāi)

口、橫截面積S=5cm2的玻璃管，玻璃管下端與容器內(nèi)部連通且不漏氣，玻璃管內(nèi)有一小段高度是

h=7.6cm水銀柱，水銀柱下端與容器接口之間封閉著長(zhǎng)度為人=10cm的空氣柱，此時(shí)環(huán)境溫度=

300K,大氣壓強(qiáng)po=76cmHg=1X105pa且不變。把容器放入溫度為R=320K的熱水中，穩(wěn)定后

水銀柱下端與容器接口之間空氣柱長(zhǎng)度變?yōu)?=20cm,該過(guò)程被封閉的氣體內(nèi)能改變量為AU=3J,

容器和玻璃管內(nèi)的氣體可以看成理想氣體。求：

(1)這個(gè)不規(guī)則容器的容積；

(2)該過(guò)程氣體吸收的熱量。

(3)若將該裝置改裝成溫度計(jì)測(cè)量水溫，其刻度是否均勻。

不

/i

O

【答案】(1)700cm3；(2)8.5J；(3)刻度均勻

【詳解】(1)初始狀態(tài)氣體體積

%=U+"S

溫度為不時(shí)氣體體積

V2^V+l2S

根據(jù)

匕_=也

T1—T2

解得

。2丁1一IgS

V=700cm3

T2-T1

(2)氣體對(duì)外做功

皿=（Po+pg%）s（/2-k）

根據(jù)熱力學(xué)第一定律

△U=Q—勿

解得吸收熱量為

Q=8.5J

(3)根據(jù)氣體蓋?呂薩克定律得

匕V2AUMS

元"一方一而一而

解得

水銀銀柱上升高A/與水的溫度變化AT成正比，故而刻度均勻。

9.下圖是一種汽車空氣減震器的模型，其主要構(gòu)造是導(dǎo)熱性良好的氣缸和活塞，活塞面積為S=

40cm2,活塞通過(guò)連桿與車輪軸連接。將裝有減震裝置的輪子模擬靜止在斜坡上的汽車，固定在傾

角為37。的斜面上，連桿與斜面垂直，初始時(shí)氣缸內(nèi)密閉理想氣體的體積為%=800cm3,壓強(qiáng)為p1=

1.2x105pa,環(huán)境溫度為A=300K,氣缸與活塞間的摩擦忽略不計(jì)，大氣壓強(qiáng)始終為po=1x105Pao

現(xiàn)于氣缸頂部固定一個(gè)物體A,穩(wěn)定時(shí)氣缸內(nèi)氣體體積縮小了200cm3,該過(guò)程氣體溫度保持不變。

重力加速度取g=10m/s2o則

(1)放上A物體待其穩(wěn)定后，氣缸對(duì)氣體做功25J,判斷該過(guò)程氣缸內(nèi)氣體是吸熱還是放熱？熱量

的大小為多少？

(2)求氣缸和物體A的總質(zhì)量M；

(3)由于環(huán)境溫度變化，氣缸內(nèi)氣體體積逐漸恢復(fù)到620cm3。求體積恢復(fù)后的環(huán)境溫度。

<4

【答案】（1）放熱，25J；（2）30kg；（3）310K

【詳解】（1）放上A物體待其穩(wěn)定的過(guò)程氣體溫度不變，內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知

△U=W+Q=0

氣缸的體積減小，氣缸對(duì)氣體做正功，可知?dú)飧變?nèi)氣體放熱，放出的熱量等于氣缸對(duì)氣體所做的正

功，則有

Q=25J

（2）放上A物體待其穩(wěn)定后氣體的體積

3

V2=V