2020年物理高考备考热学计算题专题1考情分析本专题主要解决的是分子动理论和热力学定律，并从宏观和微观角度理解固、液、气三态的性质。
新课程标准对本部分内容要求较低，《考试说明》明确提出“在选考中不出现难题”，高考命题的形式基本上都是小题的拼盘。
高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方面：①气体实验定律的理解和简单计算②热力学定律的理解和简单计算③固体、液体、气体微观量的估算预测高考会涉及在以下方面：利用阿伏伽德罗常数进行微观量估算；以简答形式或者计算题形式命题；以理想气体为研究对象考查气体性质和热力学定律的问题，以计算题的形式命题。
2题型展示①气缸类：1.如图，一竖直放置的气缸上端开口，气缸壁内有卡口a和b，a、b间距为h，a距缸底的高度为H；活塞只能在a、b间移动，其下方密封有一定质量的理想气体。
已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略；活塞和汽缸壁均绝热，不计他们之间的摩擦。
开始时活塞处于静止状态，上、下方气体压强均为p0，温度均为T0。
现用电热丝缓慢加热气缸中的气体，直至活塞刚好到达b处。
求此时气缸内气体的温度以及在此过程中气体对外所做的功。
重力加速度大小为g。
2.如图，容积为V的汽缸由导热材料制成，面积为S的活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分，汽缸上部通过细管与装有某种液体的容器相连，细管上有一阀门K。
开始时，K关闭，汽缸内上下两部分气体的压强均为p0，现将K打开，容器内的液体缓慢地流入汽缸，当流入的液体体积为时，将K关闭，活塞平衡时其下方气体的体积减小了，不计活塞的质量和体积，外界温度保持不变，重力加速度大小为g。
求流入汽缸内液体的质量。
3．（10分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。
整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。
平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p。
现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（1）抽气前氢气的压强；（2）抽气后氢气的压强和体积。
②玻璃管类:4．（10分）如图，一粗细均匀的细管开口向上竖直放置，管内有一段高度为2.0 cm的水银柱，水银柱下密封了一定量的理想气体，水银柱上表面到管口的距离为2.0 cm。
若将细管倒置，水银柱下表面恰好位于管口处，且无水银滴落，管内气体温度与环境温度相同。
已知大气压强为76 cmHg，环境温度为296 K。
（1）求细管的长度；（2）若在倒置前，缓慢加热管内被密封的气体，直到水银柱的上表面恰好与管口平齐为止，求此时密封气体的温度。
5.如图所示，两端开口、粗细均匀的足够长玻璃管插在大水银槽中，管的上部有一定长度的水银，两段空气柱被封闭在左右两侧的竖直管中。
开启上部连通左右水银的阀门A，当温度为300K平衡时水银的位置如图，其中左侧空气柱长度，左侧空气柱底部的水银面与水银槽液面高度差为，左右两侧顶部的水银面的高度差为，大气压为求：右管内气柱的长度，关闭阀门A，当温度升至405K时，左侧竖直管内气柱的长度大气压强保持不变③阅读理解及建模类6.如图是一种气压保温瓶的结构示意图。
其中出水管很细，体积可忽略不计，出水管口与瓶胆口齐平，用手按下按压器时，气室上方的小孔被堵塞，使瓶内气体压强增大，水在气压作用下从出水管口流出。
最初瓶内水面低于出水管口10 cm，此时瓶内气体(含气室)的体积为2.0×102 cm3，已知水的密度为1.0×103 kg/m3，按压器的自重不计，大气压强p0＝1.01×105 Pa，取g＝10 m/s2。
求：(1)要使水从出水管口流出，瓶内水面上方的气体压强的最小值；(2)当瓶内气体压强为1.16×105 Pa时，瓶内气体体积的压缩量。
(忽略瓶内气体的温度变化)7、热等静压设备广泛用于材料加工中。
该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改善其性能。
一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13 m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中。
已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2 m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107 Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106 Pa；室温温度为27 ℃。
氩气可视为理想气体。
（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；（2）将压入氩气后的炉腔加热到1 227 ℃，求此时炉腔中气体的压强。
8.如图所示，总长度为15cm的气缸放置在水平桌面上。
活塞的质量，横截面积，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动但不漏气，开始时活塞与气缸底的距离12cm。
外界气温为，大气压强为将气缸缓慢地转到开口向上的竖直位置，待稳定后对缸内气体逐渐加热，使活塞上表面刚好与气缸口相平，取，求：活塞上表面刚好与气缸口相平时气体的温度为多少？在对气缸内气体加热的过程中，吸收了189J的热量，则气体增加的内能是多少？热学计算题专题答案与解析1.【答案】【解析】由于活塞处于平衡状态所以可以利用活塞处于平衡状态，求封闭气体的压强，然后找到不同状态下气体参量，计算温度或者体积。
开始时活塞位于a处，加热后，汽缸中的气体先经历等容过程，直至活塞开始运动。
设此时汽缸中气体的温度为T1，压强为p1，根据查理定律有①根据力的平衡条件有②联立①②式可得③此后，汽缸中的气体经历等压过程，直至活塞刚好到达b处，设此时汽缸中气体的温度为T2；活塞位于a处和b处时气体的体积分别为V1和V2。
根据盖—吕萨克定律有④式中V1=SH⑤V2=S（H+h）⑥联立③④⑤⑥式解得⑦从开始加热到活塞到达b处的过程中，汽缸中的气体对外做的功为⑧2、【答案】【解析】本题考查玻意耳定律、关联气体、压强及其相关的知识点。
设活塞再次平衡后，活塞上方气体的体积为错误!未找到引用源。
，压强为错误!未找到引用源。
；下方气体的体积为错误!未找到引用源。
，压强为错误!未找到引用源。
在活塞下移的过程中，活塞上、下方气体的温度均保持不变，由玻意耳定律得错误!未找到引用源。
①错误!未找到引用源。
②由已知条件得错误!未找到引用源。
③错误!未找到引用源。
④设活塞上方液体的质量为m ，由力的平衡条件得错误!未找到引用源。
⑤联立以上各式得错误!未找到引用源。
⑥3、【答案】（1）p 10=12（p 0+p ） （2）00104=2p p V V p p++（） 【解析】（1）设抽气前氢气的压强为p 10，根据力的平衡条件得（p 10–p ）·2S =（p 0–p ）·S ① 得p 10=12（p 0+p ）②（2）设抽气后氢气的压强和体积分别为p 1和V 1，氢气的压强和体积分别为p 2和V 2，根据力的平衡条件有p 2·S =p 1·2S ③ 由玻意耳定律得p 1V 1=p 10·2V 0④ p 2V 2=p 0·V 0⑤由于两活塞用刚性杆连接，故V 1–2V 0=2（V 0–V 2）⑥联立②③④⑤⑥式解得101124p p p =+⑦ 00104=2p p V V p p++（）⑧ 4、【答案】（1）L =41 cm （2）T =312 K【解析】（1）设细管的长度为L ，横截面的面积为S ，水银柱高度为h ；初始时，设水银柱上表面到管口的距离为h 1，被密封气体的体积为V ，压强为p ；细管倒置时，气体体积为V 1，压强为p 1。
由玻意耳定律有pV =p 1V 1 ①由力的平衡条件有p =p 0+ρgh ②p 1=p 0–ρgh ③式中，ρ、g 分别为水银的密度和重力加速度的大小，p 0为大气压强。
由题意有V =S （L –h 1–h ） ④V 1=S （L –h ） ⑤由①②③④⑤式和题给条件得L =41 cm ⑥（2）设气体被加热前后的温度分别为T 0和T ，由盖–吕萨克定律有 10V V T T ⑦由④⑤⑥⑦式和题给数据得T =312 K ⑧5.【答案】解：左管内气体压强：， 右管内气体压强：， ，解得右管内外液面高度差为：，右管内气柱长度为：；设玻璃管截面积S ，由理想气体状态方程，有：， 即：，解得：。
答：右管内气柱的长度为50cm 。
关闭阀门A ，当温度升至405K 时，左侧竖直管内气柱的长度为60cm 。
【解析】分别以两部分气体为研究对象，求出两部分气体压强，然后由几何关系求出右管内气柱的长度。
以左管内气体为研究对象，由理想气体状态方程可以求出空气柱的长度。
求出各气体压强是正确解题的关键，熟练应用理想气体状态方程即可正确解题。
6、【答案】(1)1.02×105 Pa (2)25.9 cm 3【解析】(1)由题意知，瓶内、外气体压强以及水的压强存在以下关系：p 内＝p 0＋p 水＝p 0＋ρgh 水代入数据得p 内＝1.02×105 Pa 。
(2)当瓶内气体压强为p ＝1.16×105 Pa 时，设瓶内气体的体积为V 。
由玻意耳定律得p 0V 0＝pV ，压缩量为ΔV ＝V 0－V ，已知瓶内原有气体体积V 0＝2.0×102 cm 3，解得ΔV ＝25.9 cm 3。
7、【答案】（1）p 2=3.2×107 Pa （2）p 3=1.6×108 Pa【解析】（1）设初始时每瓶气体的体积为V 0，压强为p 0；使用后气瓶中剩余气体的压强为p 1。
假设体积为V 0、压强为p 0的气体压强变为p 1时，其体积膨胀为V 1。
由玻意耳定律p 0V 0=p 1V 1 ①被压入进炉腔的气体在室温和p 1条件下的体积为10V V V '=- ②设10瓶气体压入完成后炉腔中气体的压强为p 2，体积为V 2。
由玻意耳定律p 2V 2=10p 11V ' ③联立①②③式并代入题给数据得p 2=3.2×107 Pa ④（2）设加热前炉腔的温度为T 0，加热后炉腔温度为T 1，气体压强为p 3，由查理定律 3210p p T T = ⑤联立④⑤式并代入题给数据得 p 3=1.6×108 Pa ⑥8.【答案】解：以封闭气体为研究对象，当气缸水平放置时，气体初状态参量： ，，，当气缸口朝上时，活塞到达气缸口时，活塞受力分析如图所示。
有则解得气体末状态参量：，？ 由理想气体的状态方程：代入数据得：当气缸开口向上竖直位置时，未加热稳定时，设气体的长度为，则：代入数据得：加热后，气体做等压膨胀，气体对外力做功：解得由热力学第一定律：代入数据联立得：答：活塞上表面刚好与气缸口相平时气体的温度为450K；气体增加的内能是129J。