专题提升23　应用气体实验定律解决两类模型问题 课件 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“气体实验定律应用”专题，依据课程标准要求，覆盖理想气体状态方程及“活塞+汽缸”“液柱+管”两类核心模型，通过分析近三年高考真题明确模型问题占热学题85%的高频考点，梳理单独气体、关联气体等常考题型，构建系统解题思路。 课件亮点在于“真题精析+模型建构+素养提升”，如以2024全国甲卷“活塞汽缸”题为例，示范“热学对象状态分析+力学对象受力平衡”的科学推理过程，结合2025湖南卷“液柱管”题培养模型建构素养。设“解题步骤模板”和“易错点警示”，帮助学生熟练应用气体定律，教师可依托真题案例实现精准复习，提升备考效率。

高考总复习 物理 人教版 专题提升23　应用气体实验定律解决两类模型问题 索引 提升点1 提升点2 课时跟踪练 返回导航 第十五章　热学 课程标准　1.理解理想气体状态方程并会应用解题。2.掌握“玻璃管液封模型”和“汽缸活塞类模型”的处理方法。 返回导航 第十五章　热学 01 提升点1　“活塞+汽缸”类模型问题 返回导航 第十五章　热学 1.解题的一般思路 (1)确定研究对象 研究对象分两类:热学研究对象(一定质量的理想气体);力学研究对象(汽缸、活塞或某系统)。 (2)分析物理过程 ①对热学研究对象分析清楚初、末状态及状态变化过程,依据气体实验定律列出方程。 ②对力学研究对象要正确地进行受力分析,依据力学规律列出方程。 返回导航 第十五章　热学 (3)挖掘题目的隐含条件,如几何关系等,列出辅助方程。 (4)多个方程联立求解,注意检验求解结果的合理性。 2.两个或多个汽缸封闭着几部分气体,并且汽缸之间相互关联的问题,解答时应分别研究各部分气体,找出它们各自遵循的规律,并写出相应的方程,还要写出各部分气体之间压强或体积的关系式,最后联立求解。 返回导航 第十五章　热学 单独气体 (2024·全国甲卷)如图所示，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体,一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动,移动范围被限制在卡销a、b之间,b与汽缸底部的距离=10 ,活塞的面积为1.0×10-2 m2。初始时,活塞在卡销a处,汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同,分别为1.0×105 Pa和300 K。在活塞上施加竖直向下的外力,逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处(过程中气体温度视为不变), 外力增加到200 N并保持不变。 返回导航 第十五章　热学 (1)求外力增加到200 N时,卡销b对活塞支持力的大小。 (2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高,求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 [答案]　(1)100 N　(2)327 K 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)活塞从卡销a处运动到卡销b处,对密封气体由玻意耳定律有p0V0=p1V1 其中V1=V0 外力增加到200 N时,对活塞由平衡条件有p0S+F=p1S+FN 联立并代入数据解得卡销b对活塞支持力的大小为FN=100 N。 (2)当活塞刚好能离开卡销b时,对活塞有p0S+F=p2S 从开始升温至活塞刚好能离开卡销b,对密封气体,由查理定律有 = 返回导航 第十五章　热学 联立并代入数据解得活塞刚好能离开卡销b时密封气体的温度T2=T0≈327 K。 返回导航 第十五章　热学 关联气体 (2024·甘肃卷)如图所示,刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体,被隔板分成A、B两部分,隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连(忽略隔板厚度和弹簧体积)。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态,A、B体积均为Sl,压强均为p0,弹簧为原长。现将B中气体抽出一半,B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变,气体视为理想气体。求: 返回导航 第十五章　热学 (1)抽气之后A、B的压强pA、pB; (2)弹簧的劲度系数k。 [答案]　(1)pA=p0　pB=p0　(2) 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)抽气前两部分气体体积均为V=Sl,对A部分气体分析,抽气后VA=2V-V=V 根据玻意耳定律得p0V=pA·V 解得pA=p0 对B部分气体分析,若体积不变的情况下抽去一半的气体,则压强变为原来的一半即p0,则根据玻意耳定律得p0V=pB·V 解得pB=p0。 返回导航 第十五章　热学 (2)由题意可知,弹簧的压缩量为,对活塞受力分析有pAS=pBS+F 根据胡克定律得F=k· 联立解得k=。 返回导航 第十五章　热学 02 提升点2　“液柱+管”类模型 问题 返回导航 第十五章　热学 玻璃管液封模型 求液柱封闭的气体压强时,一般以液柱为研究对象分析受力、列平衡方程求解,要注意: (1)液体因重力产生的压强为p=ρgh(其中h为液体的竖直高度)。 (2)不要漏掉大气压强,同时又要平衡掉某些气体产生的压力。 (3)有时注意应用连通器原理——连通器内静止的液体,同一液体在同一水平面上各处压强相等。 (4)当液体为水银时,可灵活应用压强单位“cmHg”,使计算过程简捷。 返回导航 第十五章　热学 单独气体   (2025·湖南卷)用热力学方法可测量重力加速度。如图所示,粗细均匀的细管开口向上竖直放置,管内用液柱封闭了一段长度为L1的空气柱,液柱长为h,密度为ρ。缓慢旋转细管至水平,封闭空气柱长度为L2,大气压强为p0。 返回导航 第十五章　热学 (1)若整个过程中温度不变,求重力加速度g的大小。 (2)考虑到实验测量中存在各类误差,需要在不同实验参数下进行多次测量,如不同的液柱长度、空气柱长度、温度等。某次实验测量数据如下,液柱长h=0.200 0 m,细管开口向上竖直放置时空气柱温度T1=305.7 K。水平放置时调控空气柱温度,当空气柱温度T2=300.0 K时,空气柱长度与竖直放置时相同。已知ρ=1.0×103 kg/m3,p0=1.0×105 Pa。根据该组实验数据,求重力加速度g的值。 [答案]　(1)　(2)9.5 m/s2 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)设液柱的横截面积为S,细管竖直放置时空气柱的气体压强为p1,细管水平放置时空气柱的气体压强为p2,则细管竖直放置时,对液柱由力的平衡条件有ρShg+p0S=p1S 细管水平放置时,对液柱由力的平衡条件有p2S=p0S 若整个过程中温度不变,则对空气柱由玻意耳定律可得 p1SL1=p2SL2 联立可得g=。 返回导航 第十五章　热学 (2)若调控空气柱温度,使细管水平放置时空气柱长度与竖直放置时相同,则空气柱的体积不变,由查理定律可得= 联立可得g==9.5 m/s2。 返回导航 第十五章　热学 关联气体   (2025·广东卷)如图所示是某铸造原理示意图,往气室注入空气增加压强,使金属液沿升液管进入已预热的铸型室,待铸型室内金属液冷却凝固后获得铸件。柱状铸型室通过排气孔与大气相通,大气压强p0=1.0×105 Pa,铸型室底面积S1=0.2 m2,高度h1=0.2 m,底面与注气前气室内金属液面高度差H=0.15 m,柱状气室底面积S2=0.8 m2,注气前气 室内气体压强为p0,金属液的密度ρ=5.0×103 kg/m3, 重力加速度g取10 m/s2,空气可视为理想气体,不计升 液管的体积。 返回导航 第十五章　热学 (1)求金属液刚好充满铸型室时,气室内金属液面下降的高度h2和气室内气体压强p1。 (2)若在注气前关闭排气孔使铸型室密封,且注气过程中铸型室内温度不变,求注气后铸型室内的金属液高度为h3=0.04 m时,气室内气体压强p2。 [答案]　(1)0.05 m　1.2×105 Pa　(2)1.35×105 Pa 返回导航 第十五章　热学 [解析]　(1)金属液刚好充满铸型室时,有h1S1=h2S2 代入数据解得h2=0.05 m 则气室内气体的压强p1=p0+ρg(h1+H+h2) 代入数据解得p1=1.2×105 Pa。 (2)设注气后气室内金属液液面下降的高度为h4,则有 h3S1=h4S2 解得h4=0.01 m 由于注气过程中铸型室内温度不变,则对铸型室内气体,由玻意耳定律有 返回导航 第十五章　热学 p0S1h1=p'S1(h1-h3) 解得注气后铸型室内气体的压强p'=1.25×105 Pa 所以注气后气室内气体压强p2=p'+ρg(h3+H+h4) 代入数据解得p2=1.35×105 Pa。 返回导航 第十五章　热学 课时跟踪练 温馨提示 返回导航 第十五章　热学 $