2027届新高考物理热点精准复习应用气体实验定律解决两类模型问题

2027届新高考物理热点精准复习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。01提升点1“活塞+汽缸”类模型问题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。(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。

(1)求外力增加到200N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)100N

(2)327K

02提升点2“液柱+管”类模型问题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。

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。

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=1.0×105Pa,铸型室底面积S1=0.2m2,高度h1=0.2m,底面与注气前气室内金属液面高度差H=0.15m,柱状气室底面积S2=0.8m2,注气前气室内气体压强为p0,金属液的密度ρ=5.0×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2,空气可视为理想气体,不计升液管的体积。(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=0.04m时,气室内气体压强p2。[答案]

(1)0.05m

1.2×105Pa

(2)1.35×105

Pa[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p0S1h1=p'S1(h1-h3)解得注气后铸型室内气体的压强p'=1.