備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義第十五章熱學(xué)專題二十二應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決“三類模型”問題題型3“變質(zhì)量”問題

題型3“變質(zhì)量”問題問題類別探討對象的選擇求解關(guān)鍵充氣問題在充氣時(shí)，將充進(jìn)容器內(nèi)的氣體和容器內(nèi)的原有氣體整體作為探討對象，這些氣體的質(zhì)量是不變的，這樣，可將“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題一般狀況下，靈敏選擇探討對象，使“變質(zhì)量”氣體問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”氣體問題抽氣問題在對容器內(nèi)的氣體抽氣的過程中，對每一次抽氣而言，氣體質(zhì)量發(fā)生變更，解決此類變質(zhì)量問題的方法與充氣問題類似：假設(shè)把每次抽出的氣體包含在氣體變更的始末狀態(tài)中，即用等效法把“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題氣體分裝問題將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器中的問題也是變質(zhì)量問題，分析這類問題時(shí)，可以把大容器中的氣體和多個(gè)小容器中的氣體作為一個(gè)整體進(jìn)行探討，即可將“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題漏氣問題容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變更，屬于變質(zhì)量問題，假如選容器內(nèi)剩余氣體和漏掉的氣體為探討對象，便可使“變質(zhì)量”問題轉(zhuǎn)化為“定質(zhì)量”問題研透高考明確方向命題點(diǎn)1充氣問題4.[2024山東]血壓儀由加壓氣囊、臂帶、壓強(qiáng)計(jì)等構(gòu)成，如圖所示.加壓氣囊可將外界空氣充入臂帶，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為臂帶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)高于大氣壓強(qiáng)的數(shù)值，充氣前臂帶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)，體積為V；每次擠壓氣囊都能將60cm3的外界空氣充入臂帶中，經(jīng)5次充氣后，臂帶內(nèi)氣體體積變?yōu)?V，壓強(qiáng)計(jì)示數(shù)為150mmHg.已知大氣壓強(qiáng)等于750mmHg，氣體溫度不變.忽視細(xì)管和壓強(qiáng)計(jì)內(nèi)的氣體體積，則V等于（D）A.30cm3 B.40cm3C.50cm3 D.60cm3解析依據(jù)玻意耳定律得p0V＋5p0V0＝p1·5V，已知p0＝750mmHg，V0＝60cm3，p1＝750mmHg＋150mmHg＝900mmHg，代入數(shù)據(jù)整理得V＝60cm3，D項(xiàng)正確.命題點(diǎn)2抽氣問題5.[2024湖南]汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力.如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿AB上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車.助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力.每次抽氣時(shí)，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng)，助力氣室中的氣體充溢抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程.已知助力氣室容積為V0，初始壓強(qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)p0，助力活塞橫截面積為S，抽氣氣室的容積為V1.假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣體可視為志向氣體，溫度保持不變.（1）求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)p1；（2）第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF.答案（1）V0V0＋V1p0（2）[1－（V解析（1）第1次抽氣過程，助力氣室發(fā)生等溫變更，由玻意耳定律有p0V0＝p1（V0＋V1）解得p1＝V0V（2）第2次抽氣過程，有p1V0＝p2（V0＋V1）解得p2＝（V0V0＋故第n次抽氣后，助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)為pn＝（V0V0＋故第n次抽氣后，駕駛員省力的大小ΔF＝（p0－pn）S解得ΔF＝[1－（V0V0＋V1）考法拓展命題點(diǎn)3氣體分裝問題6.某市醫(yī)療物資緊缺，須要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣（如圖），每個(gè)鋼瓶的體積為40L，在北方時(shí)測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.2×107Pa，溫度為7℃，長途運(yùn)輸?shù)皆撌嗅t(yī)院檢測時(shí)測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為1.26×107Pa.在醫(yī)院實(shí)際運(yùn)用過程中，先用小鋼瓶（加抽氣機(jī)）緩慢分裝，然后供病人運(yùn)用，小鋼瓶體積為10L，分裝后每個(gè)小鋼瓶內(nèi)氧氣壓強(qiáng)為4×105Pa，要求大鋼瓶內(nèi)壓強(qiáng)降到2×105Pa時(shí)就停止分裝.不計(jì)運(yùn)輸過程中和分裝過程中氧氣的泄漏，則：（1）在該市檢測時(shí)鋼瓶所處環(huán)境溫度為多少攝氏度？（2）一大鋼瓶氧氣可分裝多少小鋼瓶供病人運(yùn)用？答案（1）21℃（2）124解析（1）鋼瓶的容積確定，從北方到該市，對鋼瓶內(nèi)氣體，由查理定律有p1T代入數(shù)據(jù)解得T2＝294K，則t＝21℃.（2）在該市時(shí)，設(shè)大鋼瓶內(nèi)氧氣由p2、V2等溫變更為不分裝時(shí)的狀態(tài)p3、V3，則p2＝1.26×107Pa，V2＝0.04m3，p3＝2×105Pa依據(jù)p2V2＝p3V3，得V3＝2.52m3可用于分裝小鋼瓶的氧氣p4＝2×105Pa，V4＝（2.52－0.04）m3＝2.48m3分裝成小鋼瓶的氧氣p5＝4×105Pa，V5＝nV其中小鋼瓶體積為V＝0.01m3依據(jù)p4V4＝p5V5得n＝124，即一大鋼瓶氧氣可分裝124小鋼瓶.命題點(diǎn)4漏氣問題7.容器內(nèi)裝有1kg的氧氣，起先時(shí)，氧氣壓強(qiáng)為1.0×106Pa，溫度為57℃，因?yàn)槁?，?jīng)過一段時(shí)間后，容器內(nèi)氧氣壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?5，溫度降為27℃，求漏掉多少千克氧氣答案0.34kg解析由題意知，初狀態(tài)氧氣質(zhì)量m＝1kg，壓強(qiáng)p1＝1.0×106Pa，溫度T1＝（273＋57）K＝330K經(jīng)一段時(shí)間后溫度降為T2＝（