2025年高考物理預(yù)測(cè)：熱學(xué)和光學(xué) 計(jì)算大題（學(xué)生版）

押計(jì)算大題-然學(xué)和光學(xué)

ccc

猜押題型3年真題考情分析命題思路

熱學(xué)部分全圖卷及其他新高考熱學(xué)涉部分:命題的選材背

熱學(xué)：省份的考查題型相對(duì)穩(wěn)定。計(jì)算題景多以學(xué)習(xí)探索情境為主，也有

2024廣東713大致以汽缸-活塞和玻璃-液注模部分與生產(chǎn)生活實(shí)際相聯(lián)系的情

2024湖南T13型呈現(xiàn)，主要以“變質(zhì)量”模型和關(guān)聯(lián)境出現(xiàn)，試題中常出現(xiàn)汽缸、活

2024湖北T13氣體模型為考查方式，預(yù)測(cè)2025年塞、絕熱容器等裝置,要求考生能

2024安徽T13這兩種模型有可能繼續(xù)考查；夠用物理知識(shí)解決問(wèn)題；

2024江西T13光學(xué)部分2025年主要還是會(huì)考光學(xué)部分：?jiǎn)栴}情景以學(xué)習(xí)

計(jì)算題01

2022山東T15查光的折射定律和全反射知識(shí)點(diǎn)，因探索問(wèn)題情境為主近幾年以生產(chǎn)

2024廣東T13涉及光路圖需要應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)解生活中的情境為載體考果次數(shù)增

光學(xué)：答。（多以選擇題形式出現(xiàn),有時(shí)也多。

2024山東T15以計(jì)算題或?qū)嶒?yàn)題的形式考查），選?？伎键c(diǎn):氣體實(shí)驗(yàn)定律、理

2023廣東T16擇題側(cè)重基礎(chǔ)性，計(jì)算題側(cè)重綜合想氣體狀態(tài)方程、焦力學(xué)第一定

2024全國(guó)甲T134性。律、氣體的圖像;光的折射與全反

射。

OOO

題型一熱學(xué)

【題組一】氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程

【題組解讀】本題組為氣體狀態(tài)變化問(wèn)題，主要模型為玻璃管水銀柱模型和活塞汽缸模型。主要考查“變質(zhì)

量”問(wèn)題和關(guān)聯(lián)氣體問(wèn)題。

解決此類問(wèn)題的主要方法為氣體實(shí)驗(yàn)定律、理想氣體狀態(tài)方程，涉及“變質(zhì)量”問(wèn)題時(shí)，克拉伯龍方程是不錯(cuò)的

選擇。

L（2025?安徽?一模）理發(fā)店內(nèi)的氣動(dòng)升降椅，其升降由氣囊式汽缸實(shí)現(xiàn)。其原理是在一個(gè)密閉的汽缸內(nèi)

充入氣體，使汽缸內(nèi)的壓強(qiáng)為大氣壓的幾倍或者十幾倍,利用氣體可壓縮來(lái)實(shí)現(xiàn)彈性作用。如圖所

示,汽缸橫截面積S=2x10-3m2,內(nèi)部氣體壓強(qiáng)為10”）（大氣壓強(qiáng)p（）=1xlC）5pa）,未承重時(shí)空氣柱長(zhǎng)

度乙=0.bn,密閉汽缸導(dǎo)熱性能良好。現(xiàn)由于承重變化，導(dǎo)致活塞（氣動(dòng)桿和椅面）下降2cm。缸內(nèi)氣

體可視為理想氣體，溫度保持不變,忽略摩擦阻力。求:

氣缸

活動(dòng)閥門

刊II。

斤底座

(1)椅面承受的壓力增加了多少？

(2)為了使椅面恢復(fù)到原來(lái)的位置，需要充入一個(gè)大氣壓下的氣體體積為多少？

2.（情景創(chuàng)新題）沼氣是一種混合可燃?xì)怏w（看作理想氣體），主要成分是甲烷，在多個(gè)領(lǐng)域都有重要應(yīng)

用，如：它可用于生活燃料,通過(guò)沼氣灶將沼氣燃燒,產(chǎn)生的火焰能滿足日常做飯燒水等需求,與傳統(tǒng)

的柴薪相比，更加清潔、高效。若某家庭使用的沼氣池貯氣間為大小為207n3的密閉室,主要給一款沼

氣爐灶供氣，該款沼氣爐灶的部分參數(shù)有：1.熱效率:沼氣爐灶的熱效率一般在50%?60%左右，這意

味著燃燒沼氣所釋放的熱量中有50%?60%被有效利用于加熱炊具等，其余熱量散失到周圍環(huán)境

中。2.灶前壓力：沼氣灶正常工作的灶前壓力一般在800?1200Pa之間，這個(gè)壓力可以保證沼氣穩(wěn)

定地供應(yīng)到爐灶燃燒器進(jìn)行充分燃燒.取絕對(duì)零度為-273°。。

??出氣口

出

料

口

進(jìn)

料

口

///////////////////

（1）早晨使用結(jié)束后發(fā)現(xiàn)，貯氣間的溫度為17℃,壓強(qiáng)為1000Pa,中午使用前貯氣間的溫度上升至

271,若沒(méi)有沼氣補(bǔ)充，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，中午是否能穩(wěn)定使用該沼氣爐灶？

（2）早晨使用結(jié)束后保持貯氣間的溫度為17℃不變,壓強(qiáng)為lOOOPa,若沒(méi)有沼氣補(bǔ)充,求中午能夠穩(wěn)

定使用的沼氣占原沼氣百分比？

3.（綜合分析能力考查）如圖所示，上端開口的豎直汽缸由大，小兩個(gè)同軸圓筒組成，下邊大圓筒高為

40cmo兩圓筒中各有一個(gè)厚度不計(jì)的活塞，a活塞橫截面積為10cm2,質(zhì)量為2.5kg,6活塞橫截面積

為20cm2,質(zhì)量為5kg。兩活塞用長(zhǎng)為40cm剛性輕質(zhì)桿連接，兩活塞間密封氣體A,b活塞下方密封

氣體R,a活塞導(dǎo)熱性能良好,汽缸及b活塞為絕熱。初始時(shí)，兩部分氣體與外界環(huán)境溫度均為27（,

b活塞恰好處于大圓筒中央，此時(shí)連桿上的力剛好為零，已知大氣壓強(qiáng)為1Xl（）5pa,不計(jì)活塞與汽缸

間摩擦，活塞不漏氣，重力加速度g取10m/s2,求：

a

A

==b

B

⑴初始時(shí)B部分氣體壓強(qiáng)；

（2）若電阻絲緩慢加熱B部分氣體,當(dāng)活塞b上升10cm時(shí),此時(shí)B部分氣體的溫度是多少？此時(shí)連桿

上作用力大??？（設(shè)氣體人溫度保持不變）

4.（2025?湖南?模擬預(yù)測(cè)）戶外活動(dòng)時(shí)需要在小口徑井中取水，某同學(xué)取如圖所示的一段均勻竹筒做了一

個(gè)簡(jiǎn)易汲水器。在五個(gè)竹節(jié)處開小孔，把竹筒豎直放入水中一定深度后，水從C孔進(jìn)入，空氣由從A

孔排出，當(dāng)內(nèi)外液面相平時(shí)，手指按住竹筒最上A處小孔緩慢地上提竹筒，即可把井中的水取上來(lái)。

設(shè)竹筒內(nèi)空間橫截面積S=20cm2,竹筒共四小段，每小段長(zhǎng)度2=25cm,已知水密度p=1.0X

lC）3kg/m3,重力加速度大小g=lOm/sz,大氣壓強(qiáng)Po=1.0XICPPa,整個(gè)過(guò)程溫度保持不變，空氣可視

為理想氣體。求：

r-,A

-B

LJC

⑴把竹筒全部浸入水中，堵住A孔將其拿出水面后再松開A孔讓水慢慢流出，流出一部分水后再堵

住A孔,等竹筒中水位穩(wěn)定后，水位剛好下降到B處，求從A孔進(jìn)入的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下空氣的體積V；

（2）把竹筒豎直放入井水中汲水時(shí),如果井水水位剛好浸到竹筒竹節(jié)B處，手指按住最上面的A孔緩

慢地上提竹筒，一次能汲出多少克的水？（，而~10.05）

5.（情境創(chuàng)新題）如圖，圓形線圈的匝數(shù)n=200,面積S=0.3m2,處在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t變化的規(guī)律為B=0.05i（T），回路中接有阻值為7?=5Q的電熱絲，線圈的電

阻r=lQ。電熱絲密封在體積為V=lx10-3巾3的長(zhǎng)方體絕熱容器內(nèi)，容器缸口處有卡環(huán)。容器內(nèi)有

一不計(jì)質(zhì)量的活塞，活塞與汽缸內(nèi)壁無(wú)摩擦且不漏氣，活塞左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，起始時(shí)活

塞處于容器中間位置，外界大氣壓強(qiáng)始終為%=lxl（35pa,接通電路開始緩慢對(duì)氣體加熱，加熱前氣

體溫度為￡=300K。

7?

⑴求流過(guò)電熱絲的電流；

（2）開始通電活塞緩慢運(yùn)動(dòng)，剛到達(dá)卡環(huán)時(shí)，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加了100J,若電熱絲產(chǎn)生的熱量全部

被氣體吸收,求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度及電熱絲的通電時(shí)間。

6.（2025?山東濟(jì)南?一模）如圖甲所示，潛水鐘主要用于在水下長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)。如圖乙所示,潛水鐘可簡(jiǎn)化

為底部開口、上部封閉的薄壁圓柱形容器，底面積S=1.5m2，高度％=2m0將潛水鐘開口向下，從水

面上方緩慢吊放至水底的過(guò)程中不漏氣，到達(dá)水底時(shí)鐘內(nèi)氣體體積剛好為潛水鐘容積的一半。已知

335

水深H=10m,水的密度p=1.0x10kg/m，大氣壓強(qiáng)p（）=1.0X10Pa,水面上方空氣溫度To=

300K,重力加速度g=10m/s2,潛水鐘導(dǎo)熱良好，鐘內(nèi)氣體可視為理想氣體。

（1）求潛水鐘在水底時(shí)鐘內(nèi)氣體的溫度；

（2）將空氣緩慢壓入潛水鐘內(nèi)，使鐘內(nèi)的水全部排出，求壓入鐘內(nèi)的空氣在壓強(qiáng)p°=L0X105pa、溫度

￡=300K的狀態(tài)下的體積。

7.(2025?湖北?模擬預(yù)測(cè))如圖所示，一端封閉且粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管總長(zhǎng)為L(zhǎng)=100cm,開口端豎直向上

放置，用一段與管口平齊且長(zhǎng)為%=12cm的水銀柱封閉了一段空氣柱。已知大氣壓強(qiáng)為"=

75cmHg，管內(nèi)空氣初始溫度為300K。

o

(1)若降低管內(nèi)空氣溫度,將玻璃管保持開口向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，且管內(nèi)水銀柱恰好不溢出，求管內(nèi)

空氣溫度。(結(jié)果保留兩位小數(shù))

(2)若保持管內(nèi)空氣初始溫度不變,再往玻璃管中緩慢注入水銀，重新平衡后，求管內(nèi)空氣柱的最小長(zhǎng)

度。

【題組二】熱力學(xué)定律與氣體實(shí)驗(yàn)定律的綜合應(yīng)用

解讀】本題組主要涉及氣體狀態(tài)變化中的吸放熱、做功和內(nèi)能變化問(wèn)題,主要考查氣體狀態(tài)變化與熱力

學(xué)定律相結(jié)合超

解決此類問(wèn)題的主要方法為利用氣體實(shí)驗(yàn)定律求解或判斷氣體狀態(tài)參量的變化,結(jié)合熱力學(xué)第一定律進(jìn)行吸

放熱、做功和內(nèi)能變化的判斷。

8.（情境創(chuàng)新題）油電混合車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖a所示。某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理簡(jiǎn)化如下：燃燒室

內(nèi)氣體可視為質(zhì)量不變的理想氣體，其膨脹和壓縮過(guò)程可簡(jiǎn)化為如圖b所示的P-V圖像，其中

。和0-4為兩個(gè)絕熱過(guò)程。狀態(tài)/氣體的溫度Z=300K壓強(qiáng)力=100kPa?；鸹ㄈc(diǎn)火瞬間，燃

燒室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)迅速增大到p2=300kPa的狀態(tài)然后，活塞被推動(dòng)向下移動(dòng),驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。

在經(jīng)歷BTC的絕熱膨脹過(guò)程中，氣體對(duì)外做功300J，溫度降低了300K，壓強(qiáng)降低到125kPao

⑴求狀態(tài)口的溫度十；

（2）求過(guò)程燃燒室內(nèi)氣體內(nèi)能變化量AU。

（3）燃燒室內(nèi)氣體的最大體積區(qū)與最小體積%之比被稱為壓縮比丁,它是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力大小的一個(gè)標(biāo)

志。根據(jù)題目中條件，計(jì)算該發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比人

9.（綜合分析能力考查）如圖所示,豎直放置的密閉絕熱汽缸被不導(dǎo)熱的活塞分成上、下兩部分,下方封

閉著一定質(zhì)量的理想氣體，上方為真空，活塞與汽缸頂部用一根輕質(zhì)彈簧連接。已知汽缸的高度為d,

活塞的質(zhì)量為山、橫截面積為S,活塞厚度忽略不計(jì),且與汽缸壁間無(wú)摩擦，彈簧的勁度系數(shù)為2詈,

a

彈簧原長(zhǎng)為耳，氣體的內(nèi)能變化量AU與熱力學(xué)溫度變化量AT滿足的關(guān)系式為AU=CAT（C為常

數(shù)且已知），重力加速度為g。初始時(shí)，下方密封氣體的熱力學(xué)溫度為T。,活塞剛好位于汽缸正中間。

i

i

其空

i—

d

電熱絲

（1）求初始狀態(tài)下,汽缸內(nèi)下方密封氣體的壓強(qiáng)；

（2）若通過(guò)電熱絲（體積可忽略）緩慢加熱汽缸內(nèi)下方密封氣體，使活塞緩慢向上移動(dòng)了弓，求該過(guò)程

中氣體吸收的熱量。

10.（2025?河南?三模）如圖所示，水銀柱將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在豎直放置的容器內(nèi)，粗管橫截面積

是細(xì)管的4倍,水銀柱的上表面正好與粗管上端口齊平。大氣壓強(qiáng)為po,封閉氣體的壓強(qiáng)為L(zhǎng)2p0,此

時(shí)水銀柱的長(zhǎng)度為"封閉氣體的長(zhǎng)度為4乙,溫度為瑪。

（1）緩慢的給封閉氣體加熱，當(dāng)水銀柱剛好全部進(jìn)入細(xì)管中，此時(shí)氣體的溫度為M，求Z的大??；

（2）設(shè)細(xì)管的橫截面積為S,當(dāng)氣體的溫度再緩慢由7］變成2To的過(guò)程中，求氣體對(duì)外界做的功為多

少。

11.（綜合分析能力考查）如圖所示，筒高為％的汽缸倒立，活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞

與汽缸間的摩擦可忽略不計(jì)，活塞、汽缸均絕熱，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一形細(xì)

管，細(xì)管右端口與大氣連通，內(nèi)部裝有部分水銀（管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)）。初始時(shí)，封閉氣體的溫

度為瑪，活塞位于汽缸中央，細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差為△%o,大氣壓強(qiáng)為灰,活塞橫截面積為S,厚

度不計(jì)，水銀的密度為P，重力加速度為9,求：

加熱絲

□

（1）汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；

（2）通過(guò)加熱裝置緩慢提升氣體溫度，使活塞恰好到達(dá)汽缸開口處,求此時(shí)汽缸內(nèi)氣體的溫度;此加熱

過(guò)程中，若氣體吸收的熱量為Q,求氣體內(nèi)能的變化量。

題型二光學(xué)

【題組】光的反射、折射和全反射

aM解讀】本題組涉及折射率、折射定律、全反射等概念和規(guī)律,主要考查光在介質(zhì)界面上發(fā)生折射或全反

射的幾何光學(xué)問(wèn)題,是高考高頻考點(diǎn)。

解決此類問(wèn)題的基本方法為作光路圖,利用幾何關(guān)系結(jié)合折射定律和全反射規(guī)律解題。

12.（2025?廣東?一模）如圖,為提升泳池的水下照明條件，某泳池底部水平安裝了一條長(zhǎng)1.0巾的細(xì)燈帶。

已知泳池的水深為斗山,水的折射率九=今。若泳池足夠大，兀取3。

（1）求燈光在水面發(fā)生全反射時(shí)臨界角的正弦值；

（2）不考慮燈光的多次反射，求有燈光射出的水面區(qū)域的面積。

13.（2025?安徽安慶?二模）2024年12月10日，北京上空出現(xiàn)“3個(gè)太陽(yáng)”的景象即幻日現(xiàn)象，與故宮角樓相

互映襯，這種現(xiàn)象也被稱為三日同輝,原理圖如圖甲所示。為便于理解，以單色光為例進(jìn)行分析，圖乙

為光線以與截面平行的方向射入正六邊形板狀冰晶側(cè)面的光路圖。設(shè)光線的入射角為i1