备战2025年高考物理(浙江专用)押浙江卷计算大题15热学计算题(学生版+解析)练习

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1．中国瓷器是从陶器发展演变而成的，原始瓷器起源于3000多年前。现代瓷器烧制通常采用电加热式气窑，不同的瓷器有不同的烧制要求。如图是某次烧制瓷器所用窑炉的简图，上方有一个只能向上打开的单向排气阀，排气阀横截面积为S。初始时窑内温度为27℃，窑内气体（可看成理想气体）体积为V，压强等于外界大气压强p0。某瓷器烧制时要求窑内温度为777℃时排气阀打开。
(1)加热时，排气阀打开前窑内气体发生的是 （选填“等压”“等温”或“等容”）变化，该过程中单位时间撞击排气阀的分子数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
(2)求排气阀两侧压力差达到多少时排气阀打开。
(3)开始加热前抽出部分气体，关闭排气阀，窑内气体质量变为原来的56，求窑内气体温度为多少时，排气阀再次打开。
【答案】(1) 等容 增大
(2)2.5p0S
(3)1260K
【详解】（1）[1]排气阀打开前，加热过程中，窑内气体发生等容变化；
[2]气体体积不变，分子数密度不变，温度升高，分子热运动平均速率增大，则单位时间撞击排气阀的分子数增大。
（2）排气阀打开前，窑内气体发生等容变化，由查理定律有p0T0=pT1
其中T0=300K，T1=1050K
解得p=3.5p0
排气阀将要打开时，两侧的压力差为ΔF=pS-p0S=2.5p0S
（3）开始加热前抽出部分气体的过程，窑内气体发生等温变化，根据玻意耳定律得p0V=p1⋅65V
求得p1=56p0
将窑内气体加热的过程，气体做等容变化，根据查理定律得p1T0=pT'
其中p=3.5p0
解得T'=1260K
2．如图所示是通过压力罐给一定高度处的用户供水的示意图，该压力罐容积为500L，罐内无水时气体压强为p0，启动水泵给压力罐补水，当罐内气体压强增大到4p0时水泵自动停止补水。用此压力罐给用户缓慢供水，当罐内气体压强降为2p0后，停止供水。压力罐密封性、导热性能均良好，罐内气体可视为理想气体，水管容积可忽略不计。
(1)若环境温度不变，补水过程中，罐内气体的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”），气体 （选填“向外界放出”或“从外界吸收”）热量。
(2)若环境温度不变，求水泵正常工作一次可给用户供水多少升。
(3)若补水前环境温度从原来的300K降为285K，求水泵正常工作一次可给用户供水多少升。
【答案】(1) 不变 向外界放出
(2)125L
(3)118.75L
【详解】（1）[1]环境温度不变，补水过程中，罐内理想气体温度不变，ΔU=0
即气体内能不变。
[2]补水过程中，外界对罐内气体做功，即W>0
由ΔU=Q+W=0
可知Q