微专题十三 四类变质量问题-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

对点训练 整个装置旋转过程，下部分气体发生等温变化，下部分气体体积 1.解析：(1)对封闭空气，升温前，设强度为T1=300K, 压强为p1,体积为V1,则P1=Pg十pg(h1十h2)= 增大为2SLn十SL,=2SLn则Ao·SLn=A:·2S1n 80 cmHg.V=/S. 当水银刚被全部挤出包管时，设封闭空气的温度为 解得被转后下部分气体压强为：=3P0 T,压强为p2,体积为V2,水银柱长度为h3,则 (2)对“H”型连杆活塞整体受力分析，设活塞质量为m,活塞的重 h1S1十h2S:=hsS,解得h:=6cm. 力加g方向竖直向下，上部分气体对活塞的作用力方向竖直向 P2=pg十pgh3=82cmHg,V2=(h:十I)S1 上，下部分气体对活塞的作用力方向坚直向下，大气压力上下部 pV-peY,解得T:=369K 分抵消，根据平衡条件可知p1S一mg十p2S T T, 4poS (2)当封闭气体温度T1一492K时，设水银最低端到 解得活塞的质量为m= 3g 祖管上端距离为，·则计闭空气压强为，体积为 V3,则V=(1+h1)2S:+h,S: 【答案】12n,号(2) 2 3g 由于=所以有气-气·解得h:=8cm 对点训练 3.解析：(1)以两活塞和杆为整体受力分析可得 答案：(1)T:=369K(2)8cm h,1 4mg+PoS+P 3S-PS+p2 3S 例2]【解析】(1)注入水银前，E气柱的压强 对上方小活塞受力分析可得mg十pS=p1S PE=(8h+2h)Hg=10h Hg 设注入水银后E气柱的压强为pE,气柱的横或面积为S,对E 联立可得，氯气的压强为么=6四 气柱，根据玻意耳定律有pE·4S=p扩·3hS (2)对于氧气，温度不变，初状态 解得Pg-智Hg:则有H--10h- A=w.V=1·3S+L·s=21s (2)当环境的热力学盘度T,=300K时，D气柱的压强 末状态设压强为p1',体积为V'=LS =(8h+2h-h)Hg=9h Hg 设在环境的热力学温度缓慢升高的过程中，B水银上表面下降 根据玻意耳定律知pV,=p,V,' 的高度为x,则温度升高后D气柱的压强 代入数搭解得'-10ms P2=[8h+2h-(h-x)Hg=(9h+r)Hg 以两活塞和杆为整体受力分析可得 时D气柱，旅搭理想气休的找态方起有Ph十S ,解 4mg+PoS+P:'3S=P1'S+P2'3S T2 得r-10.2h(会去一号h 可得p'=28m8 3S 则有L,=h+x=了h 根据理想气体秋态方程知上= To T 【答案】(2)g 代入载搭解得T一登 考点二 (3)当大活塞刚上升兰后，熊续增加温度，氯气的体积不变，气 [例3]【解析】(1)对左，右汽缸内封闭的气体，初态压强A=: 体积V=SH+2SH=3SH, 微等容变化，根6气=亭，可样=3，可知温度为登T。时 未态压强P,体积V,-S·号H+号H·2S-号5H。 18 的压孩为温度为器，的3德，包由于复气气条分于的温度升 根搭玻意耳定律可得p1V,=:V:,解得P:=17Po 高，平均速率变大，所以单位时间内撞击客器壁的次数变多，所 (2)对右边活塞受力分析可知mg十%·2S=p·2S,解得 2poS 以年一大的接击力小子3修，管大子行 n217g 答案：1(2号。（3)大 对左侧活塞变力分析可知pS十·号H=PS 微专题十三四类变质量问题 解样骨 [例1门【解析】打气后，由于气体的温度不变，所以气体分子平 【答案】1当A2品2 均动能不变，球内气体分子对球内壁的平均作用力不变，并且球 17H17g 内每个气体分子对球内壁的作用力不一定增大，A错误：打气 对点训练 后，球内气体的压强变大，则球内气体分子对球内壁单位面积的 2.解析：(1)初始时对活塞受力分析，根据平衡条件 平均作用力增大，B正确：打气6次后，由玻意耳定律可得V。 mg+PoS=P:S 解得初始时封闭气体的压强p1=1.1×10Pa 十AX6X动-pN.解得-1.4am,C正确D错说。 (2)从活塞刚要开始向上运动到活塞刚接触重物，气体为等压支 【答案】BC 化过程，时织H产S [例2]【解析】(1)设贮液桶药液上方空气的体机为V,刑打入 的空气质童与贮液椭药液上方原来的空气质量的比值为 解得，气缸内气体的温度T2=500K (3)从刚接触重物到绳子拉力刚好为零，对活裳和重物整体，根 根搭等温变化的规律与气体变质量的特点可得25，V% 8-V 据平衡条件p2S-pS+mg十Mg 解得p1-1.3×10Pa +A=3.5A解得V=10V,n=号 从刚接融重物到绳子拉力刚好为零，为等容过程，根据查理定律 (2)打开阀门K喷洒药液，贮液新药液上方的空气温度为0.8T, 会==解得T3=590.91K 设喻出的药液体积为△V时，药液就不能再喷出，此时贮液桶药 元-7 液上方的空气体积V:=V十△V压强为P由理想气体状态方 答案：(1)p1=1.1×10P(2)T2=500K(3)T=590.91K [例4们【解析】（口）整个装置旋转过程，上部分气体发生等温麦 程可得品公业-欲解得△V=15v,E流满内延制的药流 化，振据流意年定律子知·S1,=A·号SL· 体积为Vg=40V%-△V=22V 解得旋转后上部分气体压强为1=2P, 【答案】(10V。吾 (2)22V 597 [例3]【解析】(1)设能分装出n瓶小钢瓶，则有城意耳等温定： 考点二 律P荡V进=P,V十P制V制 [例2]【解析】(1)在实验误差允许范国内，图乙中的拟合曲线 代入即得40×10P。=n×10×4P。十40×5P。解得n=5瓶 为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体，力与 (2y由'_P坐可得小朝气内的氧气在27℃下，压强为智P T T V成正比，故选B 10×4P。×300 时的体积为V。= =301 260×P (2)若气体被压缩到V=10.0ml.则有7=10.0ml1=100× 103mL.1,由图乙可读出封闭气体压强为p=2.04×105Pa 当剩余气体只有101.时，瓶内刺余气体的质量与原来气体总质 (3)某组同学进行实验时，正病记兼数据时为p(V:十△V),一问 学在记录数据时福掉了△V,该数据记为pV。,则计算结果之差 的绝对值为p(Va十△V)一pV%=p△V,由于△V为定值，可知随 【答案】(5瓶(2) p的增大计算结果之差的绝对值会增大. 【答案】(1)B(2)2.04×103(3)增大 [例4们【解析】(1)假设温度升高的过程中洁活塞不移动，则气体 对点训练 体积不变，气体发生等容变化·由查理定律可得 2.解析：(1)传感器A是与热敏元件连在一起的，所以能够感应到 票-号解得p一子可得气体区强的变化量为0一广一p 试管中温度的变化，显示出试管中的温度，所以应该是温度传感 器：因为气体的体积不变，研究气体的温度和压强的变化关系， T一-平对于两年分气体而言，△T,TP都相同，脚两边 T-T 测传感器B应该是压强传感器， (2)对一定质量的理想气体来说，在体积不变时，根据理想气体 气体压强的变化量相同，因此当环境温度升高时，活塞不移动， (2)设开始时A中气体的体积为3V,B中气体的体积为2V,当B 软态方程兴=C,可知其压强与绝对温度的关系为正比例关兼。 中气休因漏气减为原来一半时，此时A中气体体积变为4V,A 图线应该是一条过绝对零点的领斜直线，所以若是压强对应摄 中气体发生等温变化，由玻意耳定律有p·3V=p”·4V解得此 氏温度的情况，其图线的是长线与横抽的交点坐标被开尔文称 时A中气体的压孩为B-子D 为范对零度，其物理意义为宇宙的低温极限 (③)由理想气体我态方程pV-nRT,可得号-恐 【答案】(1)不移动，见解析(2)子p 两种气体的等容线都是延长钱经过绝对零度的倾锌的直线，两 实验二十一探究等温情况下一定质量 种气体是初始温度和压强都相同的同种气体，所以摩尔数与体 积之比相同，所以两图线相同，故选C 气体压强与体积的关系 答案：(1)温度压强(2)绝对零度低温极限(3)C 核心考点研磨 考点 第3讲热力学定律与能量守恒定律 [例1门【解析】(1)A.为了保证气体的质量不变，需要用撑胶套 知识储备夯基 密封注射器的下端，故A正确，不符合题意：B.由于玻璃管粗铜 1.做功热量Q+W吸收放出增加减小 均匀，因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要，故B错 2.转化转移转化转移不变能量守恒定律 误，特合题意：CD.探究气体等温变化的规律，实验时需要读取压 3.自发地吸收功热力学第二定律 力表上星示的气压值和读取刻度尺上显示的空气柱长度，故CD 思考判断(1)×(2)×(3)×(4) 正确，不精合题意，故选B 核心考点研磨 (2)确保气体质量在实脸过程中保持不变，通过在柱塞上涂抹润 考点一 滑油，可以有效减少气体泄漏，防止漏气，从而保证实验的准确 [例1]【解析】初始时气缸开口向上，活塞处于平衡状态，气缸内 性，故填在柱塞上涂上涧滑油， (3)不用手挺住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活 外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有(p一A)S=mg: 气缸在缓慢转动的过程中，气缸内外气体对活塞的压力差大于 塞，这些要求的目的是保证气体状态变化过程中保持玻璃管内 重力沿气缸壁的分力，故气缸内气体缓慢地将活塞往外推，最后 的空气温度不变，故填保证气体状态变化过程中温度尽可能保 气缸水平，缸内气压等于大气压，气缸，活塞都是绝热的，故缸内 持不变， 气体与外界没有发生热传递，气缸内气体通过压强作用将活塞 (4)根据气体等温变化规律可得V=C,解得p=C了·可知 往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律△U■Q十W可知， 气体内能减小，故缸内理想气体的温度摔低，分子热运动的平均 P一立围像是过原点的直线，此图最能直观反陕气体微等温变化 速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，A、B错误：气 体内能减小，缸内理想气体的温度降低，逸率大的分子靴占总分 的规律，故选C, 子数的比例减小，C正确，D错误， 【答案】(1)B(2)在柱塞上涂上润滑油(3)保证气体状态变 【答案】C 化过程中温度尽可能保持不变(4)C 对点训练 对点训练 1,选B爬高过程中，气体的体积保持不变，则气体对外不败功， 1.解析：(1)横藏面积相同，每一次体积的改变，只需要比较空气柱 A错误：爬高过程中，气体温度降低，则气体的内能减少，B正确： 长度的变化即可，故不需要测量空气柱的横截面积： 根据热力学第一定律可知U=W十Q,又W=0,U<0,则Q<0 (2)A.为了保持封闭气体的质量不变，实险中采取的主要措施是 即气体放出热量，C错误：爬高过程中，气体的体积不变，温度降 注射器上涂上润滑油防止漏气，故A正确： 低，根据查理定律=CT可知气体的压强减小，D错误， B.若急速推拉活塞，则有可能造成等温条件的不满足，所以应缓 考点二 慢推拉活塞，故B错误： 对点训练 C,手握紧活塞会导致温度的变化，故C错误：故选A. 2,速BA,根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量， (3)CD.图像发生了弯商，狼格y-C,可得力=CT 使之完全变为功，但是会引起其他的变化，故A错误：B.根据热 力学第二定律可知，机械能转化为内能的过程具有方向性，是不 则有可能时实验中温度发生了变化，因图像向下弯曲钟率变小， 可递过程，故B正确；C.根据热力学第二定律可知，热可以全部 故有可能是温度降低了，故C正确，D错误： 转变为功，但是会引起其他的变化，故C错误：D.根据热力学第 AB.根据图线的钟率可知，如果温度不变，则说明气体的质量变 二定律可知，热童不可能自发地从低温物体传递到高温物体，若 小了，发生了漏气现象，故B正骑，A错误.故选BC 有外界微功的话，可以从低温物体传递到高温物休，比如冰箱： 答案：(1)不需要(2)A(3)BC 故D错误，故选B. 598第十四章热学 微专题十三 四类变质量问题 分析气体的变质量问题时，可以通过巧妙地 (2)打开阀门K喷洒药液，当药液不能喷洒时，假 选择合适的研究对象“化变为定”，即把“变质量” 设贮液桶药液上方的空气温度为0.8T。,则贮液 问题转化为“定质量”的气体问题，然后利用气体 桶内还剩多少体积的药液？ 实验定律或理想气体状态方程求解， 一、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 [例1]（多选）如图所示是某同学 用手持式打气简对一只篮球打 气的情境.打气前篮球内气体的 压强为1.1atm,每次打入的气 体的压强为1.0atm、体积为篮 球容积的品，假设整个过程中篮球没有变形， 不计气体的温度变化，球内气体可视为理想气 体，则 A.打气后，球内每个气体分子对球内壁的作 三、灌气问题：将一个大容器里的气体分装 用力增大 到多个小容器中的问题也是变质量问题，分析这 B.打气后，球内气体分子对球内壁单位面积的 类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器 平均作用力增大 中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变 C.打气6次后，球内气体的压强为1.4atm 质量”问题转化为“定质量”问题。 D.打气6次后，球内气体的压强为1.7atm [例3]医用氧气钢瓶储存在温度为一13℃的 [听课记录] 冷库中，体积为40L,压强为10P。,现将其分 装成体积为10L、压强为4P。的小钢瓶，分装 前小钢瓶内部可视为真空，要求大钢瓶内氧气 的压强降为5P。时停止分装，分装过程氧气温 度可视为不变，已知P。为大气压强，求： 二、抽气问题：在对容器抽气的过程中，对每 (1)一共能分装出多少瓶小钢瓶； 一次抽气而言，气体质量发生变化，解决该类变 (2)分装后将一个小钢瓶移动到温度为27℃ 质量问题的方法与充气问题类似：假设把每次抽 的病房供病人使用，当小钢瓶内压强降到 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“定质量”的问题 时，瓶内剩余气体的质量与原来气体总质量的 之比（结果可以用分数表示）. [例2]农村用来喷酒农药的小型压缩喷雾器 如图所示，贮液桶A装入体积为40V。的药 液，盖紧桶盖并关闭阀门K,用打气筒B每次 打入压强为p。的空气的体积为V。,按压25 次打气筒，贮液桶药液上方的空气压强为3. 5p,假设此过程空气的温度恒为T。,大气的 压强为o: (1)求贮液桶药液上方空气的体积及打入的空 气质量与贮液桶药液上方原来的空气质量的 比值： 315 金榜题名创新高考总复习物理 四、漏气问题：容器漏气过程中气体的质量 不断发生变化，属于变质量问题，如果选容器内 剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变 质量”转化成“定质量”问题 [例4]如图所示，一导热性能良好的圆柱形气 瓶水平固定，瓶内有用光滑活塞分成的A、B 两部分理想气体.开始时，A、B两部分气体的 体积之比为3：2，压强均为p,活塞与气瓶的 内壁间气密性良好 (1)当环境温度缓慢升高时，活塞是否移动？ 简要分析理由； (2)若环境温度不变，因阀门封闭不严，B中气体 向外缓慢漏气，活塞将缓慢向右移动，求当B中 气体体积减为原来的一半时，A中气体的压强。 实验二十一 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 考向 定位 1.学会探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系；2.会用图像法处理实验数据. 知识储备 夯基 实验思路与实验器材 实验操作 注意事项 1.安装器材（如图） 1.实验思路 力 利用注射器封闭一段空气柱作 为研究对象，在温度不变的情 1.适用条件是温 况下，测量气体在不同体积时 度保持不变， 的压强，再分析气体压强与体 柱寒空气性 所以操作要缓 积的关系 慢，不能用手 2.物理量的测量 握住注射器， (1)空气柱的体积：空气柱的长 才能保证温度 度可以通过刻度尺读取，空气 橡胶叁 不变 柱的长度与横截面积的乘积就 2.注射器两端有柱塞和橡胶套，管内密封一段空 2.要等到示数稳 是体积。 气柱，这段空气柱就是我们的研究对象.在实验 定之后，再去 (2)空气柱的压强：从与注射器 过程中，我们可以近似认为空气柱的质量和温 读数. 内空气柱相连的压力表读取. 度不变. 3.研究对象为 3.实验器材 3.用手把柱塞向下压，选取几个位置，同时读出刻 定质量的气 带铁夹的铁架台，注射器，柱塞 度尺读数与压强，记录数据。 体，防止漏气 (与压力表密封连接)，压力表， 4.用手把柱塞向上拉，选取儿个位置，同时读出刻 橡胶套，刻度尺。 度尺读数与压强，记录数据，在该实验中，由于 我们可以直接用刻度尺读数作为空气柱体积， 故无需测量空气柱的横截面积. 316