2025年高中物理复习配套课件 专题二十四 气体实验定律的综合应用

这是一份2025年高中物理复习配套课件 专题二十四 气体实验定律的综合应用，共60页。PPT课件主要包含了考向一进气情况，考向二出气情况，题型二关联气体问题，教师备用习题，作业手册等内容，欢迎下载使用。
专题二十四 气体实验定律的综合应用
题型一 变质量气体问题
（1）在该市检测时大钢瓶所处环境温度为多少摄氏度?
（2）一个大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用?
（1）窑炉不排气的情况下，求达到烧制温度时窑炉内的气体压强；
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.
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度.
（1）右侧空气柱长度（保留2位小数）；
（2）左侧管内水银面下降的高度.
题型一　变质量气体问题
2.如图所示，横截面积为S＝5×10－4 m2的汽缸竖直放置，卡环上方的活塞A连同其上的物块质量为m1＝10 kg。质量为m2＝1 kg的自由活塞B的下方封有一定质量的氮气，两活塞之间有单向进气口与大气相连，空气柱的高度为h1＝60 cm，氮气柱的高度为h2＝16 cm。现通过打气筒由进气口缓慢向汽缸内充入压强为p0的空气，每次充入50 mL，直至活塞A恰好离开卡环，充气过程不发生漏气。汽缸与活塞均用导热材料做成，环境温度保持不变，气体都可以视为理想气体，大气压强p0＝1.0×105 Pa，初始时A、B间空气的压强为p0，取g＝10 m/s2。求：
(1)氮气的初态压强p2和末态的压强p2'；
[解析]初态时，活塞B受力平衡，有p0S＋m2g＝p2S解得p2＝1.2×105 Pa末态时，对活塞A及物块整体受力分析，假定充气后汽缸中空气压强为p1，依题意有p0S＋m1g＝p1S对活塞B受力分析，有p1S＋m2g＝p2'S联立解得 p2'＝3.2×105 Pa。
[答案] 1.2×105 Pa　3.2×105 Pa
(2)通过打气筒向汽缸内充气的次数n.
[解析]对氮气，根据玻意耳定律有p2h2S＝p2'h2'S解得h2'＝6 cm即活塞B将下移Δh＝10 cm对两活塞间的空气（包含打进的气体），由玻意耳定律有p0（h1S＋nV0）＝p1（h1＋Δh）S联立解得n＝15。
4.用容积为ΔV的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，初始状态如图所示。设容器中原来的气体压强为p0，抽气过程中气体温度不变。求抽气机的活塞抽气n次后，容器中剩余气体的压强pn为多少？
6.如图所示,由内径相同的两U形玻璃管弯接而成的连通器竖直放置,左侧管顶端封闭,右侧管顶端开口,中间不漏气.现用水银封闭有A、B两部分气体,已知环境温度恒为17 ℃,大气压强为76 cmHg,稳定时,A部分气体长度为20 cm,管内各液面高度差分别为h1=8 cm、h2=10 cm.(1)求A部分气体的压强;
[答案] 58 cmHg
[解析]中间B气体压强p1=p0-ρgh2=66 cmHgA部分气体压强pA=p1-ρgh1=58 cmHg.
(2)保持B部分气体温度不变,给A部分气体缓慢加热,使其温度升高到147 ℃时,A部分气柱长度变为24 cm,求此时右侧U形管液面高度差h'2.
7. [2022·全国甲卷]如图，容积均为V0、缸壁可导热的A、B两汽缸放置在压强为p0、温度为T0的环境中；两汽缸的底部通过细管连通，A汽缸的顶部通过开口C与外界相通；汽缸内的两活塞将缸内气体分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四部分，其中第Ⅱ、Ⅲ部分的体积分别为V0和V0。环境压强保持不变，不计活塞的质量和体积，忽略摩擦.(1)将环境温度缓慢升高，求B汽缸中的活塞刚到达汽缸底部时的温度；
(2)将环境温度缓慢改变至2T0，然后用气泵从开口C向汽缸内缓慢注入气体，求A汽缸中的活塞到达汽缸底部后，B汽缸内第Ⅳ部分气体的压强。
8.(2022·全国乙卷)如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S、S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为0.1l，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为T0。已知活塞外大气压强为p0，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积.(1)求弹簧的劲度系数；
(2)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
（1）比较抽气前氢气分子和氮气分子平均速率的大小，并说明理由；
[解析] 由于抽气前两者温度一样，故分子的平均动能一样，但氢气分子的质量较小，所以氢气分子的平均速率较大.
（2）求抽气前氢气的压强；
（3）求抽气后氢气的压强和体积.
[解析] 以助力气室内的气体为研究对