人教版高中物理选择性必修第3册 第二章 气体、固体和液体 专题强化练7 变质量问题.docVIP

第二章气体、固体和液体

专题强化练7变质量问题

一、选择题

1.(2020黑龙江哈尔滨三中高二下月考,)容积V=20L的钢瓶充满氧气后,压强p=10atm,打开钢瓶阀门,将氧气分装到容积为V=5L的小钢瓶中去,小钢瓶已抽成真空。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,那么最多能装的瓶数是()

A.4B.10C.16D.20

2.(2019江西高安中学高二期中,)用活塞式抽气机抽气,在温度不变的情况下,从玻璃瓶中抽气,第一次抽气后,瓶内气体的压强减小到原来的45,要使容器内剩余气体的压强减小为原来的256625

A.3B.4C.5D.6

3.(2019山东淄川中学高二下段考,)用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内,如果打气筒容积ΔV=500cm3,轮胎容积V=3L,原来压强p=1.5atm。现要使轮胎内压强变为p=4atm,问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)()

A.5次B.10次C.15次D.20次

二、非选择题

4.(2020山东六市高三联考,)一辆汽车停放一夜,启动时参数表上显示四个轮胎胎压都为240kPa,此时气温为27℃。当汽车运行一段时间后,表盘上的示数变为260kPa。已知汽车每个轮胎内气体体积为35L,假设轮胎内气体体积变化忽略不计,轮胎内气体可视为理想气体,标准大气压为100kPa。求:

(1)表盘上的示数变为260kPa时,轮胎内气体的温度;

(2)汽车通过放气的方式让胎压变回240kPa,则在标准大气压下每个轮胎需要释放气体的体积。(气体释放过程温度不变)

5.(2020广东惠州惠港中学高三模拟,)如图所示,质量为m=2.0kg导热性能良好的薄壁圆筒倒扣在装满水的槽中,槽底有细的进气管,管口在水面上;筒内外的水相连通且水面高度相同,筒内封闭气体高为H=20cm。用打气筒缓慢充入压强为p0、体积为V0的气体后,圆筒恰好离开槽底。已知筒内横截面积S=400cm2,大气压强p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10m/s2;筒所受的浮力忽略不计。求:

(1)圆筒刚要离开槽底时,筒内外水面高度差;

(2)充入气体体积V0的大小。

6.(2020广东高考模拟,)如图为某高压锅结构示意图,锅盖上有两个气孔,气孔1使锅内与外界连通,此时锅内气体与外界大气压强相等。当锅内温度达到40℃时,气孔1会封闭,将锅内外隔离。若锅内温度继续升高,锅内气体压强增大,当压强增大到设计的最大值时,气体会顶起气孔2上的限压阀。已知限压阀的质量为20g,气孔2的横截面积为8mm2,锅的容积为0.04m3。现在锅内放入20℃、极少量的水,然后盖好锅盖加热,很快水完全汽化后气孔1封闭。求:(气体可视为理想气体,大气压强p0=1.0×105Pa,g取10m/s2)

(1)气孔2上的限压阀被顶起时,锅内气体的温度;

(2)从气孔1封闭到温度升到120℃,漏出的气体与气孔1封闭时锅内气体的质量比。

答案全解全析

1.C初状态p=10atm、V=20L,末状态p=2atm、V1=V+n×5(n为瓶数),根据玻意耳定律有pV=pV1,解得n=16,故C正确。

2.B设玻璃瓶的容积是V,抽气机的容积是V0,抽气前瓶内气体的压强为p。气体发生等温变化,根据玻意耳定律有pV=45p(V+V0),解得V0=14V。设抽n次后,气体压强变为原来的256625,由玻意耳定律可得,抽一次时pV=p1(V+V0),解得p1=45p,抽两次时p1V=p2(V+V0),解得p2=452p,抽n次时p

3.C设打气N次后,轮胎内空气压强达到4atm,打入的气体的体积为NΔV。根据玻意耳定律pV+p0NΔV=4p0V,解得N=15(次),故C正确。

解题方法

处理充气和抽气问题时,可将充进去(或抽出来)的气体包含在总气体中,转化为定质量问题,从而使所建立的方程更简单。

4.答案(1)325K(2)7L

解析(1)单个轮胎内气体,经历等容变化,由查理定律有

p1T

解得T2=325K。

(2)取单个轮胎放气前的气体为研究对象,经历等温变化,根据玻意耳定律有p2V0=p1V0+p0ΔV

解得ΔV=7L。

5.答案(1)0.05m(2)2.05×10-3m3

解析(1)当圆筒恰好离开水槽底时,对圆筒受力分析,有

p0S+mg=pS

解得p=1.005×105Pa

这时筒内外水面高度差为h,有p=p0+ρgh

解得h=0.05m。

(2)根据玻意耳定律有p0(HS+V0)=p(HS+hS)

解得V0=2050cm3=2.05×10-3m3。

6.答案(1)118.25℃(2)0