专题二：气体的变质量问题 课件-2025-2026学年高二下学期物理教科版选择性必修第三册

该高中物理单元复习课件系统梳理了气体变质量问题的四大类型，包括充气、分装、抽气和漏气问题，通过“整体研究对象法”将变质量转化为定质量，结合玻意耳定律构建知识网络，明确各类型问题的内在逻辑与解题通法。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学推理为核心，设计从基础例题到高考真题的分层练习，如充气问题从选择填空到打气次数计算，抽气问题推导压强公式，培养学生解决实际问题的能力。这种设计帮助学生巩固气体实验定律应用，教师可精准实施分层教学，提升复习效率。

巧解气体变质量问题 1 ——将容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象 一、充气问题 设需充入的气体体积为V0，由于整个过程中气体的温度保持不变， 根据玻意耳定律有 解得 1：某自行车轮胎的容积为V，里面已有压强为p0的空气，现在要使轮胎内的气压增大到p，设充气过程为等温过程，空气可作为理想气体，轮胎容积保持不变，则还要向轮胎充入温度相同，压强也是p0，体积为（　）的空气（填选项前的字母）。 A． B． C． D． 2、用打气筒将压强为p0=1atm的空气打进自行车轮胎内，如果打气筒容积为∆V=500cm3，轮胎的容积为V=3L，原来压强p=1.5atm。现要使轮胎内压强变为p′ =4atm，若用这个打气筒给自行车轮胎打气，则要打气次数为（设打气过程中空气的温度不变） （ ） A.10 B.15 C.20 D.25 将容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象 解：由玻意耳定律： pV＋np0∆V ＝p′V 代入数据得：n=15（次） p1V1＋p2V2＋…＋pnVn＝pV 如果打气时空气温度不变，每一次打入的空气质量、体积和压强不相同： 例如：将若干部分(p1，V1，m1)、(p2，V2，m2)、…、(pn、Vn、mn)，合并成整体(p，V，m) 。 满足: m1＋m2＋…＋mn＝m，pV=nRT p1V1 ＝n1RT p2V2 ＝n2RT …… pnVn ＝nnRT p1V1＋p2V2＋…＋pnVn＝( n1+n2+ … +nn）RT = nRT =pV 二、气体分装问题 ——把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为研究对象 3、容积V＝20 L的钢瓶充满氧气后，压强p＝30 atm，打开钢瓶阀门，让氧气分装到容积为V′＝5 L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′＝2 atm。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 分装气体就是充气的逆过程，解决方法与充气相同。 解：由玻意耳定律： pV＝ p′(V＋n V′) 代入数据得：n=56（瓶） 三、抽气问题 ——将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象 4、用容积为∆V的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，如图所示。设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．求抽气机的活塞抽动n次后，容器中剩余气体的压强Pn为多大？ V0 b a ∆V 解析：当活塞下压，阀门a关闭，b打开，抽气机气缸中ΔV体积的气体排出．活塞第1次上提（即抽第一次气），容器中气体压强降为P1． 第一次抽气: 第二次抽气: 第n次抽气: 四、漏气问题 ——将漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象 5、一位消防员在火灾现场发现一个容积为V1的废弃的氧气罐(视为容积不变)，经检测，内部封闭气体压强为p1=1.2p0，为了消除安全隐患，该消防员拟用下面处理方案：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强降为p2=p0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量之比。 p1 V1 p2 V2 等温膨胀 解：假设将放出的气体收集起来，并保持压强与氧气罐内相同，以全部气体为研究对象，由玻意耳定律得： p1V1＝p2V2 解得=1.2 膨胀后氧气罐只能装下体积V1 ，即有0.2 V1在氧气罐外边。 则剩余气体与原来总气体的质量之比 6、（2020高考全国）甲、乙两个储气罐储存有同种气体。甲罐容积为V，罐中气体压强为P；乙罐的容积为2V，罐中气体压强为0.5P。现通过连接两罐的细管把甲罐中部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后： （1）两罐中气体的压强； （2）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 解得： 解：(1)由玻意耳定律，PV+0.5P·2V=P ′ 3V 解得 两罐中气体的压强相等为 (2)甲罐气体漏气，压强变为 （2）分装问题：将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是一个典型的变质量问题。分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体看成整体来作为研究对象，可将变质量问题转化为定质量问题。 变质量问题 定质量问题 （3）抽气问题：从容器内抽气的过程中，容器内的气体质量不断减小，这属于变质量问题。分析时，将每次抽气过程中抽出的气体和剩余气体作为研究对象，可把抽气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 （4）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。如果选漏出的气体和容器内剩余气体为研究对象，便可使问题变成一定质量的气体状态变化问题。 （1）充气问题：向球、轮胎等封闭容器中充气是一个典型的变质量的问题。只要选择容器内原有气体和即将打入的气体作为研究对象，就可把充气过程中的气体质量变化的问题转化为定质量问题。 $