2026届高考物理一轮复习第十五章 热学：第3讲 专题：气体实验定律的综合应用（课件 学案，共2份）

物理 第讲　专题：气体实验定律的综合应用 考点一　变质量气体问题 分析变质量气体问题时，要通过巧妙地选择研究对象，使变质量气体问题转化为定质量气体问题，用气体实验定律求解。 1．充气问题：选择原有气体和即将充入的气体整体作为研究对象，就可把充气过程中气体质量变化问题转化为定质量气体的状态变化问题。 2．抽气问题：将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体整体作为研究对象，质量不变，故抽气过程可以看成是定质量气体状态变化过程。 3．灌气问题：把大容器中的剩余气体和多个小容器中的气体整体作为研究对象，可将变质量气体问题转化为定质量气体问题。 4．漏气问题：选容器内剩余气体和漏出气体整体作为研究对象，便可使变质量气体问题变成定质量气体问题。 例1　(2024·山东高考)图甲为战国时期青铜汲酒器，根据其原理制作了由中空圆柱形长柄和储液罐组成的汲液器，如图乙所示。长柄顶部封闭，横截面积S1＝1．0 cm2，长度H＝100．0 cm，侧壁有一小孔A。储液罐的横截面积S2＝90．0 cm2，高度h＝20．0 cm，罐底有一小孔B。汲液时，将汲液器竖直浸入液体，液体从孔B进入，空气由孔A排出；当内外液面相平时，长柄浸入液面部分的长度为x；堵住孔A，缓慢地将汲液器竖直提出液面，储液罐内刚好储满液体。已知液体密度ρ＝1．0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2，大气压p0＝1．0×105 Pa。整个过程温度保持不变，空气可视为理想气体，忽略器壁厚度。 (1)求x； (2)松开孔A，从外界进入压强为p0、体积为V的空气，使满储液罐中液体缓缓流出，堵住孔A，稳定后罐中恰好剩余一半的液体，求V。 例2　(2021·河北高考)某双层玻璃保温杯夹层中有少量空气，温度为27 ℃时，压强为3．0×103 Pa。 (1)当夹层中空气的温度升至37 ℃，求此时夹层中空气的压强； (2)当保温杯外层出现裂隙，静置足够长时间，求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。设环境温度为27 ℃，大气压强为1．0×105 Pa。 考点二　关联气体问题 关联气体问题的解题思路 (1)分别研究各部分气体，分析它们的初状态和末状态的参量。 (2)找出它们各自遵循的气体状态变化规律，并写出相应的方程。 (3)找出各部分气体之间压强或体积的关系式。 (4)联立求解。对求解的结果注意分析合理性。 例3　(2022·河北高考)水平放置的气体阻尼器模型截面如图所示，汽缸中间有一固定隔板，将汽缸内一定质量的某种理想气体分为两部分，“H”型连杆活塞的刚性连杆从隔板中央圆孔穿过，连杆与隔板之间密封良好。设汽缸内、外压强均为大气压强p0。活塞面积为S，隔板两侧气体体积均为SL0，各接触面光滑。连杆的截面积忽略不计。现将整个装置缓慢旋转至竖直方向，稳定后，上部气体的体积为原来的，设整个过程温度保持不变，求： (1)此时上、下部分气体的压强； (2)“H”型连杆活塞的质量(重力加速度大小为g)。 例4　(2025·河南省新乡市高三上第一次模拟)如图所示，开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银，一粗细均匀、长度l＝20 cm且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时，玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管中的水银柱长度均为h1＝5 cm，轻质活塞到水银面的高度h0＝11．9 cm，水银面上方的气体压强p0＝76 cmHg。现施加外力使活塞缓慢向下移动，当玻璃管内气体的压强p2＝129 cmHg时，玻璃管上端恰好与水银面齐平。活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好，玻璃管的横截面积远小于汽缸的横截面积，整个过程中各部分气体的温度保持不变。求： (1)此时玻璃管中的水银柱长度h2； (2)整个过程中活塞向下移动的距离Δx。 考点三　气体实验定律与力学的综合问题 气体实验定律与力学的综合问题的一般解题思路 (1)应用气体实验定律或理想气体状态方程对气体部分列方程。 (2)根据 ... ...