2024年高考物理第一轮复习课件：章末提升 核心素养提升(十三)

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一　新教材经典素材[素材展示]新教材人教版选择性必修第三册第30页练习与应用第2题“拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上(如图)。假设加热后小罐内的空气温度为80 ℃，当时的室温为20 ℃，大气压为标准大气压，小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计。当罐内空气变为室温时，小罐内的空气对皮肤的压力大概有多大？不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。
答案：2．35×102 N
[素材链接]拔火罐拔罐是以罐为工具，利用燃火、抽气等方法产生负压，使之吸附于体表，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在帛书《五十二病方》中就有关于“角法”的记载，角法就类似于后世的火罐疗法。而国外古希腊、古罗马时代也曾经盛行拔罐疗法。
2．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤，这是因为假设火罐内气体体积不变，___________________________________；若加热后火罐内气体的温度为77 ℃，当时的室温为28 ℃，标准大气压强为1×105 Pa，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为________________Pa。
压强减小，内外压强差增大
压强恒为p0，重力加速度为g，汽缸内的气体可视为理想气体，求：(1)闭合开关后缸内气体的压强；(2)酒精棉球熄灭时缸内气体的温度T与环境温度T0的比值；(3)若从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。
4．中医常用“拔火罐”给病人治病，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若环境温度为300 K，大气压强为1×105 Pa，罐内的空气被加热后的温度为350 K，罐口横截面积为21 cm2，不考虑罐内容积的变化。求：(1)加热后罐内气体的质量与未加热时气体质量之比；(2)当罐内空气变为室温时，小罐对皮肤的压力。(不计小罐的重力)
答案：(1)6∶7　(2)30 N
二　情境化主题突破(一)高压锅1．高原地区气压低，水的沸点达不到100 ℃，居民煮饭时就需要用高压锅，利用它可以将食物加热到100 ℃ 以上，它省时高效，深受消费者欢迎。(计算结果均保留三位有效数字)
(1)小明测得高压锅圆形出气孔的直径为4 mm，压在出气孔上的安全阀的质量为80 g，当高压锅内气压增大到某一值时，锅内气体就能自动顶开安全阀放气，安全阀被顶起时处于平衡状态，此时高压锅内部气体的压强是多大？(已知标准气压p＝1．0×105 Pa，g取10 m/s2)(2)如果安全阀被顶起时，高压锅内气体温度为127 ℃，停止加热，当锅内气体温度降至107 ℃时，高压锅内部气体的压强是多大？(可近似认为高压锅在这一过程中气体总量保持不变)
(二)易拉罐2．用易拉罐盛装碳酸饮料非常卫生和方便，但如果剧烈碰撞或严重受热会导致爆炸。我们通常用的易拉罐容积V＝355 mL。假设在室温17 ℃下罐内装有0．9V的饮料，剩余空间充满CO2气体，气体压强为 1 atm。若易拉罐能承受的最大压强为1．2 atm，则保存温度不能超过多少？
(三)压水装置3．桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为24 cm，高为35 cm；柱形压水器气囊直径为6 cm、高为8 cm，水桶颈部的长度为10 cm。当人用力向下压气囊时，气囊中的空气被压入桶内，桶内气体的压强增大，水通过细出水管流出。已知水桶所在处的大气压强相当于10．00 m水柱产生的压强，桶内的水还剩5 cm高，此时桶内气体的压强等于大气压强，忽略水桶颈部的体积。(1)至少需要把气囊完全压下几次，才能有水从出水管流出？(不考虑温度的变化)
(2)若桶内气体已封闭，将水桶从7 ℃的室外移到室内，一段时间后发现有水从管口溢出，则室内温度至少是多少℃？(不考虑水体积的膨胀)
解析：(1)方法一：水刚好流出时，桶内气压增大的数值为Δp＝(30＋10) cmH2O＝40 cmH2O设气囊中气体的体积为V0，n次压入水桶的气体，相当于一次压入nV0到水桶内，使桶内气压增加40 cmH2O，只以压入水桶中的气体为研究对象，由玻意耳定律有p0×nV0＝Δp×V其中p0＝1 000 cmH2O，V0＝72π cm3，V＝4 320π cm3代入数据解得n＝2.4次所以至少需要压缩3次。
方法二：水刚好流出时，桶内气压增大的数值为Δp＝(30＋10)cmH2O＝40 cmH2O如果以n次压入的气体nV0和桶内气体V这个整体为研究对象，由玻意耳定律有p0×(nV0＋V)＝(p0＋Δp)×V代入数据解得n＝2．4次所以至少需要压缩3次。