人教版高考物理一轮总复习精品课件 第十四章 热学 研专项 素养提升
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200
K、V2= 21 ①
0 0
由理想气体状态方程得
1
代入数据得 p2=0.7p0。③
=
20
21
2 · 0
2
②
对于抽气罐,设初态气体状态参量分别为p3、V3,末态气体状态参量分别为
p4、V4,罐的容积为V0',
由题意知p3=p0、V3=V0'、p4=p2④
由玻意耳定律得p0V0'=p2V4⑤
2.如图所示,按下压水器,能够把一定量的外界空气,经单向进气口压入密闭
水桶内。开始时桶内气体的体积V0=8.0 L,出水管竖直部分内外液面相平,
出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h1=0.20 m。出水管内水的体积
忽略不计,水桶的横截面积S=0.08 m2。现压入空气,缓慢流出了V1=2.0 L水。
设瓶中气体在外界压强下的体积为V',则p2V2=p0V'
初始状态瓶中气体压强为p0,体积为V0,故ΔV=V'-V0
解得ΔV=2.225 L。
3.(2020全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。
甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为
1
2
p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐
质量”的问题。
3.灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质
量问题,分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作
为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。
【案例探究】
(2020山东卷)中医拔罐的物理原理是利用玻璃
罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而
1
2
p(2V)V+V1)。设调配后两罐中气体的压强为p',
由玻意耳定律有p(V+V1)=p'(V+2V)
2
联立可得p'= 3 p。
(2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时,体积为V2,由玻意耳
定律p'V=pV2
设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k,由密度的
2
定义有 k= 2 = 。
3
本 课 结 束
20
450 K,最终降到300 K,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的 21 。若换用
20
抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 21 ,罐内气压与火罐
降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体
温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。
思维拆解
求压入的空气在外界时的体积ΔV。(已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,外界
大气压强p0=1.0×105 Pa,重力加速度大小g取10 m/s2,设整个过程中气体可
视为理想气体,温度保持不变)
答案 2.225 L
解析 设流出2 L水后,液面下降Δh,则Δh=
此时,瓶中气体压强
1
p2=p0+ρg(h1+Δh),体积V2=V0+V1
中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。
求:
(1)调配后两罐中气体的压强;
(2)调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
答案
2
(1)
3
2
(2)
3
解析 以气体为研究对象,由于气体温度不变,由玻意耳定律分析。
(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,其体积变为V1,由玻意耳定律有
答题过程
第一步:火罐放在皮肤上之前的一瞬间,火
p1=p0、T1=450 K、V1=V0(罐
罐内气体的压强、体积和温度分别为多大
的容积)
由理想气体状态方程得
第二步:火罐放在皮肤上之后,温度降到 300
K 时,火罐内气体的压强为多大
p0V0
T1
20
=
p2· V0
21
T2
代入数据得 p2=0.7p0
第三步:抽气前,抽气罐内的气体压强、体积
治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示,左
侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口,
上端留有抽气阀门。使用火罐时,先加热罐中
气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐
紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内
气体压强。某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为
为多大
p3=p0、V3=V0
思维拆解
答题过程
第四步:抽气时,相当于将抽气拔罐和
由等温变化规律 p0V0=p2V4
抽气装置组成一个新的容器,新容器内
10
气体的压强变为火罐内最后气体的压 代入数据得 V4= 7 V0
强,则新容器的体积多大
20
ΔV=V4-21 V0
第五步:新容器的体积减去罐内剩余气
抽出气体的质量与抽气前罐内气
体的体积为抽出气体的体积,除以新容
m
V
器的体积就是抽出气体的质量与抽气 体质量的比值为 m = V
4
前罐内气体质量的比值
m
1
代入数据得 =
m
3
答案
1
3
解析 设火罐内气体初始状态参量分别为 p1、T1、V1,温度降低后状态参量分
别为 p2、T2、V2,罐的容积为 V0,由题意知 p1=p0、T1=450 K、V1=V0、T2=300
A.30 cm3
B.40 cm3
C.50 cm3
D.60 cm3
)
答案 D
解析 取5次充气后,臂带内所有气体为研究对象,初态压强为大气压强p0,体
积为V0=V+5ΔV,其中ΔV=60 cm3;末态气体压强p1=p0+ρgh,体积为V1=5V,
根据玻意耳定律得p0V0=p1V1,解得V=60 cm3,D正确。
1.充气问题:在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对
象时,这些气体的质量是不变的。这样,可将“变质量”的问题转化成“定质
量”问题。
2.抽气问题:在对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,
解决该类“变质量”问题的方法与充气(打气)问题类似:假设把每次抽出的
气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把“变质量”问题转化为“定
第十四章
研专项 素养提升
典型物理模型指导突破:充气、抽气、灌气模型
气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量理想气体,但
在实际问题中,常遇到气体的变质量问题。对于气体的变质量问题,可以通
过巧妙地选择合适的研究对象,把“变质量”问题转化为“定质量”问题,从而
可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解,常见以下三种类型:
联立②⑤式,代入数据得
10
V4= 7 V0'⑥
设抽出的气体的体积为 ΔV,
由题意知
20
ΔV=V4-21 V0'⑦
Δ
故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为
Δ
联立②⑤⑦⑧式,代入数据得
=
1
。⑨
3
=
Δ
⑧
4
【创新训练】
1.(2021山东卷)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊
可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。
充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界
空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数相当于150
mm高水银柱产生的压强。已知大气压强相当于750 mm高水银柱产生的压强,
气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(
K、V2= 21 ①
0 0
由理想气体状态方程得
1
代入数据得 p2=0.7p0。③
=
20
21
2 · 0
2
②
对于抽气罐,设初态气体状态参量分别为p3、V3,末态气体状态参量分别为
p4、V4,罐的容积为V0',
由题意知p3=p0、V3=V0'、p4=p2④
由玻意耳定律得p0V0'=p2V4⑤
2.如图所示,按下压水器,能够把一定量的外界空气,经单向进气口压入密闭
水桶内。开始时桶内气体的体积V0=8.0 L,出水管竖直部分内外液面相平,
出水口与大气相通且与桶内水面的高度差h1=0.20 m。出水管内水的体积
忽略不计,水桶的横截面积S=0.08 m2。现压入空气,缓慢流出了V1=2.0 L水。
设瓶中气体在外界压强下的体积为V',则p2V2=p0V'
初始状态瓶中气体压强为p0,体积为V0,故ΔV=V'-V0
解得ΔV=2.225 L。
3.(2020全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体(可视为理想气体)。
甲罐的容积为V,罐中气体的压强为p;乙罐的容积为2V,罐中气体的压强为
1
2
p。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去,两罐
质量”的问题。
3.灌气问题:将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质
量问题,分析这类问题时,可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作
为一个整体来进行研究,即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。
【案例探究】
(2020山东卷)中医拔罐的物理原理是利用玻璃
罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上,进而
1
2
p(2V)V+V1)。设调配后两罐中气体的压强为p',
由玻意耳定律有p(V+V1)=p'(V+2V)
2
联立可得p'= 3 p。
(2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p时,体积为V2,由玻意耳
定律p'V=pV2
设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k,由密度的
2
定义有 k= 2 = 。
3
本 课 结 束
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450 K,最终降到300 K,因皮肤凸起,内部气体体积变为罐容积的 21 。若换用
20
抽气拔罐,抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 21 ,罐内气压与火罐
降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体,忽略抽气过程中气体
温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。
思维拆解
求压入的空气在外界时的体积ΔV。(已知水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,外界
大气压强p0=1.0×105 Pa,重力加速度大小g取10 m/s2,设整个过程中气体可
视为理想气体,温度保持不变)
答案 2.225 L
解析 设流出2 L水后,液面下降Δh,则Δh=
此时,瓶中气体压强
1
p2=p0+ρg(h1+Δh),体积V2=V0+V1
中气体温度相同且在调配过程中保持不变,调配后两罐中气体的压强相等。
求:
(1)调配后两罐中气体的压强;
(2)调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
答案
2
(1)
3
2
(2)
3
解析 以气体为研究对象,由于气体温度不变,由玻意耳定律分析。
(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p,其体积变为V1,由玻意耳定律有
答题过程
第一步:火罐放在皮肤上之前的一瞬间,火
p1=p0、T1=450 K、V1=V0(罐
罐内气体的压强、体积和温度分别为多大
的容积)
由理想气体状态方程得
第二步:火罐放在皮肤上之后,温度降到 300
K 时,火罐内气体的压强为多大
p0V0
T1
20
=
p2· V0
21
T2
代入数据得 p2=0.7p0
第三步:抽气前,抽气罐内的气体压强、体积
治疗某些疾病。常见拔罐有两种,如图所示,左
侧为火罐,下端开口;右侧为抽气拔罐,下端开口,
上端留有抽气阀门。使用火罐时,先加热罐中
气体,然后迅速按到皮肤上,自然降温后火罐内部气压低于外部大气压,使火罐
紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上,再通过抽气降低罐内
气体压强。某次使用火罐时,罐内气体初始压强与外部大气压相同,温度为
为多大
p3=p0、V3=V0
思维拆解
答题过程
第四步:抽气时,相当于将抽气拔罐和
由等温变化规律 p0V0=p2V4
抽气装置组成一个新的容器,新容器内
10
气体的压强变为火罐内最后气体的压 代入数据得 V4= 7 V0
强,则新容器的体积多大
20
ΔV=V4-21 V0
第五步:新容器的体积减去罐内剩余气
抽出气体的质量与抽气前罐内气
体的体积为抽出气体的体积,除以新容
m
V
器的体积就是抽出气体的质量与抽气 体质量的比值为 m = V
4
前罐内气体质量的比值
m
1
代入数据得 =
m
3
答案
1
3
解析 设火罐内气体初始状态参量分别为 p1、T1、V1,温度降低后状态参量分
别为 p2、T2、V2,罐的容积为 V0,由题意知 p1=p0、T1=450 K、V1=V0、T2=300
A.30 cm3
B.40 cm3
C.50 cm3
D.60 cm3
)
答案 D
解析 取5次充气后,臂带内所有气体为研究对象,初态压强为大气压强p0,体
积为V0=V+5ΔV,其中ΔV=60 cm3;末态气体压强p1=p0+ρgh,体积为V1=5V,
根据玻意耳定律得p0V0=p1V1,解得V=60 cm3,D正确。
1.充气问题:在充气时,将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对
象时,这些气体的质量是不变的。这样,可将“变质量”的问题转化成“定质
量”问题。
2.抽气问题:在对容器抽气的过程中,对每一次抽气而言,气体质量发生变化,
解决该类“变质量”问题的方法与充气(打气)问题类似:假设把每次抽出的
气体包含在气体变化的始末状态中,即用等效法把“变质量”问题转化为“定
第十四章
研专项 素养提升
典型物理模型指导突破:充气、抽气、灌气模型
气体实验定律及理想气体状态方程的适用对象都是一定质量理想气体,但
在实际问题中,常遇到气体的变质量问题。对于气体的变质量问题,可以通
过巧妙地选择合适的研究对象,把“变质量”问题转化为“定质量”问题,从而
可以利用气体实验定律或理想气体状态方程求解,常见以下三种类型:
联立②⑤式,代入数据得
10
V4= 7 V0'⑥
设抽出的气体的体积为 ΔV,
由题意知
20
ΔV=V4-21 V0'⑦
Δ
故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为
Δ
联立②⑤⑦⑧式,代入数据得
=
1
。⑨
3
=
Δ
⑧
4
【创新训练】
1.(2021山东卷)血压仪由加压气囊、臂带、压强计等构成,如图所示。加压气囊
可将外界空气充入臂带,压强计示数为臂带内气体的压强高于大气压的数值。
充气前臂带内气体压强为大气压强,体积为V;每次挤压气囊都能将60 cm3的外界
空气充入臂带中,经5次充气后,臂带内气体体积变为5V,压强计示数相当于150
mm高水银柱产生的压强。已知大气压强相当于750 mm高水银柱产生的压强,
气体温度不变。忽略细管和压强计内的气体体积。则V等于(