2026届高考物理三轮专项训练：热学计算题10道

高三热学计算题10道 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、解答题 1．某汽车的空气悬架可简化为竖直放置的气缸，气缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞上方连接车身，如图所示。已知活塞的横截面积为，不计活塞重力和厚度及与气缸间的阻力。初始状态下，车身及负载对活塞产生的总压力为，外部大气压强，气缸内气体的温度，此时活塞距离缸底的高度。 (1)求初始状态下气缸内气体的压强。 (2)若环境温度缓慢升高，气缸内气体的温度从升至，求稳定后活塞距离缸底的高度。 2．我国考古发现的“长信宫灯”示意图如图所示，灯罩内灯芯点燃后产生的烟气沿着右臂管道进入灯体内，经灯体底部的水盘过滤烟尘，清洁空气。假设灯罩内气体的体积为，灯芯点燃前气体的密度为，温度为，气体的压强保持不变。 (1)求灯芯点燃前，灯罩内气体的质量； (2)灯芯点燃后，灯罩内气体温度为，求灯罩内气体的质量。 3．如图所示，用轻质活塞（厚度不计）在导热良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部高度，气体的温度；现给汽缸缓慢加热至，活塞缓慢上升到距离汽缸底部某一高度处，此过程中缸内气体增加的内能。已知该装置周围大气压强，活塞横截面积。求： (1)活塞距离汽缸底部的高度； (2)此过程中缸内气体吸收的热量。 4．一定质量的理想气体的图像如图所示，A点坐标为，B点坐标为，C点坐标为，气体在A状态时的热力学温度，求： (1)气体在C状态时的热力学温度； (2)气体从A状态到C状态对外做的功W。 5．汽车轮胎内的气体可视为理想气体。长时间停于环境后，四轮胎压如图甲所示，行驶一段时间后，胎压如图乙所示，轮胎体积变化忽略不计。 (1)求图乙左前胎中气体的温度T； (2)若胎压过高导致轮胎爆胎，爆胎过程时间极短，试判断胎内气体温度是升高还是降低？并说明理由。 6．一端封闭、粗细均匀、导热性能良好且足够长的玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口向上，倾角倾斜放置，稳定时被封闭的空气柱长，大气压强始终为，环境的热力学温度，取重力加速度大小，不计水银与玻璃管壁间的摩擦力。 (1)缓慢转动玻璃管，当玻璃管竖直且开口向上时，求管内空气柱的长度； (2)缓慢转动玻璃管，并缓慢改变管内气体的温度，当玻璃管竖直且开口向下时，管内空气柱的长度仍为，求管内气体的热力学温度。 7．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平，现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的。若测得A点压强为，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏。 (1)求液体中B点的压强； (2)从微观上解释气体压强变化的原因。 8．如图所示为一定质量的某种理想气体从状态到状态的体积随温度变化的图像。已知气体在状态时的压强，体积，温度；在状态时的温度。 (1)求气体在状态时的体积； (2)若上述过程气体内能增加了200J，求该过程中气体吸收的热量。 9．某篮球内部的体积恒为 8.0×10-3m3，在27°C的室内给其打气，稳定后，表压显示为7PSI，表压为球内气压与球外气压的差值，大气压强为 1.0×105Pa，。 (1)求篮球在室内时，球内的气压； (2)将篮球拿到7°C的室外，稳定后，求球内的气压； (3)发现篮球气压降低，于是在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，求。（以上三问均保留3位有效数字） 10．某重型半挂货车的气刹系统配备双储气筒，总容积V=160L，车辆启动前，储气筒内气体压强等于标准大气压 温度与外界一致，均为T=300K。车辆启动后，发动机带动空气压缩机为储气筒充气，1s内可往气筒内充入压强和温度均与外界气体相同、体积 的气体。忽略管路容积，充气过程筒内气体温度不变，气筒密封良好，气体可看成理想气体。气刹系统正常工作时，气筒内气压为7p0。 (1)充气过程，判断筒内气体向外界放出热量还是从外界吸收热量。 (2)求从车辆启动到气刹正常工作充入的气体的体积。 (3)实际充气过程中，若发动机怠速导致压缩机1s内充气体积只有原来的 ，且空气干燥器会使实际充入气体的压强变为0.9p0，求车辆怠速状态下从启动到气刹系统正常工作所需的时间。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《高三热学计算题10道》参考答案 1．(1) (2)10.5cm 【详解】（1）活塞处于平衡状态，由平衡条件可得 解得 （2）缸内气体的压强始终保持不变，气体做等压变化，根据盖吕萨克定律有 联立解得活塞距缸底高度为 2．(1) (2) 【详解】（1）灯芯点燃前，灯罩内气体的质量为 （2）灯芯点燃后，灯罩内气体做等压变化，满足 灯罩内气体的质量 联立解得 3．(1)1.0m (2)500J 【详解】（1）由题意知，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律得 其中体积，体积 联立解得 （2）在缓慢加热过程中，气体膨胀对外做功为 根据热力学第一定律可得气体内能的变化量为 解得 4．(1) (2) 【详解】（1）气体从A状态到C状态，根据理想气体状态方程，有 解得 （2）题中图线与V轴围成的面积即气体对外做的功，有 解得 5．(1)312K (2)温度降低。 爆胎过程时间极短，气体与外界无热交换，气体膨胀对外做功W<0，根据热力学第一定律，可知内能减小，温度降低。 【详解】（1）由图甲可知，汽车左前轮胎内气体的初状态    末状态 轮胎内气体做等容变化。由查理定律得 可得汽车左前轮胎内气体的温度 （2）温度降低。爆胎过程时间极短，气体与外界无热交换，气体膨胀对外做功W<0 根据热力学第一定律 可知内能减小，温度降低。 6．(1) (2) 【详解】（1）由题意可知，初始时封闭气体的压强为 当玻璃管竖直且开口向上时，封闭气体的压强为 设玻璃管的横截面积为，根据玻意耳定律可得 解得 （2）当玻璃管竖直且开口向下时，封闭气体的压强为 由题意可知，封闭气体的体积不变，根据查理定律可得 代入数据，解得 7．(1) (2)见解析 【详解】（1）由题意知气体做等温变化，则有 代入数据解得 （2）在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但气体体积减小，则单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大。 8．(1) (2) 【详解】（1）由题图可知，为等压变化，则有 代入数据解得 （2）过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律可得 联立解得 9．(1)1.49×105 Pa (2)1.39×105 Pa (3)7.95×10-4 m3 【详解】（1）篮球在室内时，球内的气压 （2）室内温度 室外温度 将篮球拿到7°C的室外，稳定后，由查理定律可得 解得 （3）在室外将体积为的空气打入篮球，使其内部气压恢复到7PSI，由玻意耳定律得 解得 10．(1)向外界放出热量 (2) (3) 【详解】（1）充气过程可视为将外界气体压缩进储气筒内，外界对气体做正功，W>0，由于气体温度不变，则气体的内能不变，由△U=Q+W可得Q<0，则气体向外界放出热量。 （2）充气前气筒内气体压强p0，气体体积V，充气后气筒内气体压强7p₀，气体体积V。设充入的外界气体的体积为，由玻意耳定律有 解得 （3）结合题述可知，由玻意耳定律有 解得 则充气时间 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $