2.6.1专题2：理想气体变质量、关联问题 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

本高中物理课件系统梳理理想气体变质量问题与关联问题核心内容，通过温故知新回顾状态方程、克拉珀龙方程及分态式，结合探究活动建立总质量不变下气体分合关系，串联充气、漏气、抽气等情境与关联问题的压强体积分析，构建完整知识网络。 该资料以科学探究引导模型建构，通过分态式推导、变质量实例分析培养科学推理能力，例题从基础喷雾器问题到综合U形管活塞移动分层设计，配合“必杀技”解题步骤总结，助力学生巩固知识应用，为教师提供针对性复习教学支持。

高中物理 选必3 第二章 气体固体和液体 专题2：理想气体变质量问题、关联问题 12 十二月 2025 学习目标： 理想气体变质量问题 理想气体关联问题 温故知新： 理想气体状态方程： 克拉珀龙方程： 理想气体状态方程（分态式）： 理想气体变质量问题 专题2：理想气体变质量问题、关联问题 探究1：理想气体状态方程分态式： ①分态式意义： 气体总质量m(P、V、T)不变的情况下、分成了若干部分m1(P1、V1、T1)， m2(P2、V2、T2)，…，则有：PV/T=P1V1/T1＋P2V2/T2＋…； ②分态式应用： 解决气体的分与合（气体总质量无变化、部分气体质量有变化）问题时，常常十分方便； 5 探究2（变质量问题）： ①充气： 漏气： 6 探究3（变质量问题）： ②抽气： 抽气1次 释放 抽气2次 抽气3次 抽气n次 7 例1：压缩式喷雾器储液桶容量V=5.7×10-3m3。往桶内倒入V′=4.2×10-3m3的药液后开始打气，每次能打进V0=2.5×10-4m3的空气。（打气过程中药液不会喷出、温度保持不变，标准大气压为P0=1atm。），求： 1）要使喷雾器内空气的压强达到P1=4atm，应打气几次？ 2）这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？ 解： 1）设打气n次； 2）液体刚好全部排出时，气体压强P2； 8 例2：容积V=20L的钢瓶充满氧气后，压强p=30atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′=5L的小瓶中去，小瓶子已抽成真空。分装完成后，每个小钢瓶的压强p′=2atm。在分装过程中无漏气现象且温度保持不变，那么最多可能装的瓶数是（ ） A、4瓶 B、50瓶 C、56瓶 D、60瓶 解： C 9 例3：从容积1L、压强1atm的钢瓶抽气。抽气机每次抽气0.5L，抽气过程中无漏气且温度保持不变。抽气机至少抽气多少次，钢瓶压强才能达到小于0.3atm（ ） A、2次 B、3次 C、4次 D、5次 解： B 10 理想气体关联问题 专题2：理想气体变质量问题、关联问题 例4：如图所示，竖直静止放置的U形管，左端开口，右端封闭，管内a、b两段水银柱将A、B两段空气柱封闭在管内。已知水银柱a长为h1，水银柱b两液面的高度差为h2，大气压强为P0，空气柱A的压强为PA。则空气柱B的压强PB可表示为（　　） A、PB=P0-h1 B、PB=P0+h2 C、PB=P0-PA D、PB=P0-h1-h2 D 12 例5：如图所示，10℃的氧气和20℃的氢气体积相同，汞柱在连通两容器的细管中央，下面的叙述中，正确的是（　　） A、当氧气和氢气的温度都升高10℃时，汞柱不移动 B、当氧气和氢气的温度都升高10℃时，汞柱将向左移 C、当氧气温度升高10℃，氢气温度升高20℃时，汞柱向左移 D、当氧气温度升高10℃，氢气温度升高20℃时，汞柱不会移动 解： C 13 例6：如图所示，导热气缸中的理想气体被导热活塞隔成a、b两部分，活塞质量为m、面积为S、可无摩擦移动。气缸水平放置、活塞静止时到左右两侧的距离之比为1∶2。现把气缸转动90°使气体a在上，活塞刚好静止在气缸中间。求开始时气体a的压强是多少？（环境温度始终保持不变） 解： 初态：设a压强p1、长度d，则b压强为p1、长度为2d； 末态：设a压强p2、则长度1.5d，b压强p2+mg/s、长度1.5d； P2 3d/2 P1 d P1 2d P2+mg/s 3d/2 a b a b 14 例7：如图，内径均匀，截面积为5cm2的U形管，右侧B管管口封闭，左侧A管上端开口，管中装入水银，并在管口装配有光滑的、质量不计的活塞，使两管中均封入L=11cm长的空气柱。活塞上、下气体的压强p0=76cmHg，这时两管内水银面的高度差h=6cm，今用细绳缓慢地向上拉活塞，使两管中水银面相平，求： 1）活塞在A管中向上移动的距离是多少； 解：设活塞上移的距离为x； 必杀技： ①分析变化过程； ②确定初末状态； （隐含等关系)； ③建立状态方程； ④联立方程求解； 15 例7：如图，内径均匀，截面积为5cm2的U形管，右侧B管管口封闭，左侧A管上端开口，管中装入水银，并在管口装配有光滑的、质量不计的活塞，使两管中均封入L=11cm长的空气柱。活塞上、下气体的压强p0=76 cmHg，这时两管内水银面的高度差h=6 cm，今用细绳缓慢地向上拉活塞，使两管中水银面相平，求： 2）这时力F应多大才能使活塞静止在该位置上； 解： 16 课时练习 专题2：理想气体变质量问题、关联问题 练1：如图所示，一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞，使气缸悬空而静止。设活塞与缸壁间无摩擦，可以在缸内自由移动，缸壁导热性良好使缸内气体的温度保持与外界大气温度相同，则下列结论中正确的是（    ） A、若外界大气压增大，则弹簧将压缩一些 B、若外界大气压增大，则气缸的上底面距 地面的高度将增大 C、若气温升高，则活塞距地面的高度将减小 D、若气温升高，则气缸的上底面距地面的高度将增大 D 18 练2：竖直平放置的气杠截面如图所示，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，“工”形轻质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,隔板两侧气体长度均为L0,不计各接触面的摩擦。连杆的横截面积忽略不计。现用竖直向上的变力F缓慢的压活塞，直到下部气体的体积为原来的1/4。（设整个过程温度保持不变，计算结果可以用分数表示） 1）此时上、下部分气体的压强； 2）此时力F的大小； 解： 19 练2：两内壁光滑的导热汽缸固定不动。分别用S1=20cm2 、S2=10cm2可自由移动的活塞封闭理想气体，两活塞用k=100N/cm的轻质弹簧连接。外界温度T0=300K、大气压p0=1.0×105 Pa。初始时弹簧处于原长，两活塞静止且与汽缸底部距离均为L0=10cm。现缓慢加热汽缸Ⅰ，使汽缸Ⅱ的活塞缓慢移动l〞=5cm，求； 1）弹簧的形变量； 2）汽缸Ⅰ内气体的温度； 解： 20 课时小结： 变质量问题： 气体关联问题一般解法： ①状态方程列式：分别选取每部分气体为研究对象，确定初、末状态参量； ②关系方程列式：分析各部分气体的压强、体积之间的等量关系； ③联立方程求解； 21 结束页 B1 谢谢观赏！ $