高中物理人教版2019選擇性課后習(xí)題第二章習(xí)題課氣體變質(zhì)量問題和關(guān)聯(lián)氣體問題

習(xí)題課:氣體變質(zhì)量問題和關(guān)聯(lián)氣體問題A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練1.用打氣筒將壓強(qiáng)為1×105Pa的空氣打進(jìn)自行車輪胎內(nèi),如果打氣筒容積ΔV=500cm3,輪胎容積V=3L,原來壓強(qiáng)p=1.5×105Pa?，F(xiàn)要使輪胎內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)閜'=4×105Pa,若用這個(gè)打氣筒給自行車輪胎打氣,則要打氣次數(shù)為(設(shè)打氣過程中空氣的溫度不變)()A.10次 B.15次C.20次 D.25次2.如圖所示,汽缸上下兩側(cè)氣體由絕熱活塞隔開,活塞與汽缸光滑接觸。初始時(shí)活塞和兩側(cè)氣體均處于平衡態(tài),因活塞有質(zhì)量,所以下側(cè)氣體壓強(qiáng)是上側(cè)氣體壓強(qiáng)的兩倍,上下氣體體積之比V1∶V2=1∶2,溫度之比T1∶T2=2∶5。保持上側(cè)氣體溫度不變,改變下側(cè)氣體溫度,使兩側(cè)氣體體積相同,此時(shí)上下兩側(cè)氣體的溫度之比為()A.4∶5 B.5∶9C.7∶24 D.16∶253.一個(gè)瓶子里裝有空氣,瓶上有一個(gè)小孔跟外面大氣相通,原來瓶里氣體的溫度是7℃,如果把它加熱到47℃,瓶里留下的空氣的質(zhì)量是原來質(zhì)量的()A.18 B.C.56 D.4.(2022江蘇鹽城二模)如圖所示,一端封閉的玻璃管,開口向下豎直插在水銀槽里,管內(nèi)封有長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2的兩段氣體。若把玻璃管緩慢向上提起,但管口不離開液面,則管內(nèi)氣體的長(zhǎng)度()A.L1和L2都變小B.L1和L2都變大C.L1變大,L2變小D.L1變小,L2變大5.桶裝純凈水及壓水裝置原理如圖所示。柱形水桶直徑為24cm,高為35cm;柱壓水蒸氣囊直徑為6cm,高為8cm,水桶頸部的長(zhǎng)度為10cm。當(dāng)人用力向下壓氣囊時(shí),氣囊中的空氣被壓入桶內(nèi),桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增大,水通過細(xì)出水管流出。已知水桶所在處大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于10m水壓產(chǎn)生的壓強(qiáng),當(dāng)桶內(nèi)的水還剩5cm高時(shí),桶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng),忽略水桶頸部的體積。至少需要把氣囊完全壓下幾次,才能有水從出水管流出?(不考慮溫度的變化)()A.2次 B.3次C.4次 D.5次6.活塞式真空泵的工作原理如圖所示,抽氣筒與被抽密閉容器通過自動(dòng)閥門相連,當(dāng)活塞從抽氣筒的左端移動(dòng)到右端過程中,閥門自動(dòng)開啟,密閉容器內(nèi)的氣體流入抽氣筒,活塞從抽氣筒的右端移動(dòng)到左端過程中,閥門自動(dòng)關(guān)閉,抽氣筒內(nèi)活塞左側(cè)的氣體被排出,即完成一次抽氣過程,如此往復(fù),密閉容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)越來越小。密閉容器的容積為V,抽氣筒的容積為0.1V,抽氣前密閉容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p0。抽氣過程中氣體的溫度不變,若第1次抽氣過程中被抽出的氣體壓強(qiáng)為p1,第2次抽氣過程中被抽出的氣體壓強(qiáng)為p2,則p2∶p1為()A.1 B.0.9∶1.1C.1∶1.1 D.1∶1.127.(2022山東淄博一模)如圖所示,哈勃瓶是一個(gè)底部開有圓孔、瓶頸很短、導(dǎo)熱性能良好的大燒瓶,它底部開有一個(gè)橫截面積為S=2cm2的圓孔,可用輕質(zhì)橡皮塞塞住。已知橡皮塞與燒瓶間的最大靜摩擦力Ffm=60N。在一次實(shí)驗(yàn)中,體積為V=1L的瓶?jī)?nèi)塞有一氣球,氣球的吹氣口反扣在瓶口上,瓶?jī)?nèi)由氣球和輕質(zhì)橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體,不計(jì)實(shí)驗(yàn)開始前氣球中的少量氣體和氣球膜厚度。用打氣筒向氣球中緩慢打氣,每打一次都把體積為V0=0.4L、壓強(qiáng)與大氣壓相同的氣體打進(jìn)氣球內(nèi),氣球緩慢膨脹過程中球內(nèi)外氣體壓強(qiáng)近似相等,氣體保持溫度不變。已知實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度恒定,壓強(qiáng)為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p0=1.0×105Pa,求:(1)橡皮塞被彈出時(shí)瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)p;(2)第幾次向氣球內(nèi)打氣時(shí),橡皮塞被彈出。B級(jí)關(guān)鍵能力提升練8.如圖所示,A、B是體積相同的汽缸,B內(nèi)有一導(dǎo)熱的可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動(dòng)且體積不計(jì)的活塞C,D為不導(dǎo)熱的閥門。起初閥門關(guān)閉,A內(nèi)裝有壓強(qiáng)p1=2.0×105Pa,溫度T1=300K的氮?dú)?B內(nèi)裝有壓強(qiáng)p2=1.0×105Pa,溫度T2=600K的氧氣。打開閥門D,活塞C向右移動(dòng),最后達(dá)到平衡。以V1和V2分別表示平衡后氮?dú)夂脱鯕獾捏w積(假定氮?dú)夂脱鯕饩鶠槔硐霘怏w,并與外界無熱交換,連接汽缸的管道體積可忽略),則V1與V2之比為()A.1∶2 B.1∶4C.1∶1 D.4∶19.(多選)中醫(yī)拔火罐的物理原理是利用火罐內(nèi)外的氣壓差使罐吸附在人體上,進(jìn)而可以養(yǎng)療。如圖所示,是治療常用的一種火罐,使用時(shí),先加熱罐中氣體,然后迅速按到皮膚上,降溫后火罐內(nèi)部氣壓低于外部,從而吸附在皮膚上。某次使用時(shí),先將氣體由300K加熱到400K,按在皮膚上后又降至300K,由于皮膚凸起,罐內(nèi)氣體體積變?yōu)楣奕莘e的1516,以下說法正確的是(A.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的3B.加熱后罐內(nèi)氣體質(zhì)量是加熱前的3C.溫度降至300K時(shí),罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?D.溫度降至300K時(shí),罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?10.用活塞式抽氣機(jī)抽氣,在溫度不變的情況下,從玻璃瓶中抽氣,第一次抽氣后,瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)減小到原來的45,要使容器內(nèi)剩余氣體的壓強(qiáng)減為原來的256625,抽氣次數(shù)應(yīng)為(A.2 B.3C.4 D.511.(2022山東濰坊一模)如圖所示,圓柱形汽缸水平放置,活塞將汽缸分為左右兩個(gè)氣室,兩側(cè)氣室內(nèi)密封等質(zhì)量的氮?dú)狻，F(xiàn)通過接口K向左側(cè)氣室內(nèi)再充入一定質(zhì)量的氮?dú)?活塞再次靜止時(shí)左右兩側(cè)氣室體積之比為3∶1。汽缸導(dǎo)熱良好,外界溫度不變,活塞與汽缸間無摩擦,則從接口充入的氮?dú)馀c左側(cè)氣室內(nèi)原有氮?dú)獾馁|(zhì)量之比為()A.2∶1 B.1∶1C.1∶2 D.3∶112.(2022四川成都高二期末)如圖所示,開口向上的汽缸內(nèi)盛有一定深度的水銀,一粗細(xì)均勻,長(zhǎng)為l=24cm且下端開口的細(xì)玻璃管豎直漂浮在水銀中。平衡時(shí),玻璃管露出水銀面的高度和進(jìn)入玻璃管中的水銀柱的長(zhǎng)度均為h1=6cm,輕質(zhì)活塞到水銀面的高度為h0=12cm,水銀面上方的氣體壓強(qiáng)p0相當(dāng)于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)?，F(xiàn)施外力使活塞緩慢向下移動(dòng),當(dāng)玻璃管上端恰好與水銀面齊平時(shí),進(jìn)入玻璃管中的水銀柱長(zhǎng)度為h2=12cm。活塞與汽缸壁間的摩擦不計(jì)且密封性良好,玻璃管的橫截面積遠(yuǎn)小于汽缸的橫截面積,整個(gè)過程中各部分氣體的溫度保持不變,求:(1)玻璃管上端恰好與水銀面齊平時(shí),玻璃管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)相當(dāng)于多少厘米水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng);(2)整個(gè)過程中活塞向下移動(dòng)的距離。習(xí)題課:氣體變質(zhì)量問題和關(guān)聯(lián)氣體問題1.B打氣過程中空氣的溫度不變,由玻意耳定律的氣態(tài)方程得pV+np0ΔV=p'V,代入數(shù)據(jù)解得n=15。2.D設(shè)V1=V,由題意可知V2=2V設(shè)T1=2T,則T2=5T氣體壓強(qiáng)p2=p1+mgS=2p則mgS=p1,最終兩部分氣體體積相等則V1'=V2'=32上部分氣體溫度不變,由玻意耳定律p1V1=p1'V1'解得p1'=23p下部分氣體的壓強(qiáng)p2'=p1'+mgS=對(duì)下部分氣體,由理想氣體狀態(tài)方程得p解得T2'=258上下兩側(cè)氣體的溫度之比T1故選項(xiàng)D正確。3.D取原來瓶中氣體為研究對(duì)象,初態(tài)V1=V,T1=280K,設(shè)想有一個(gè)“無形彈性袋”與瓶相連,加熱后,從瓶?jī)?nèi)跑出的氣體進(jìn)入袋內(nèi),最終與瓶?jī)?nèi)氣體同溫、同壓時(shí)的體積為ΔV,如圖所示,則氣體末態(tài)V2=V+ΔV,T2=320K由蓋呂薩克定律得V又m余4.B由玻意耳定律p2L2S=C2,p2=p1+ρgh,p1L1S=C1,把玻璃管緩慢向上提起,L2增大,p2減小,p1減小,L1增大,B正確,A、C、D錯(cuò)誤。5.B設(shè)至少需要把氣囊完全壓下n次,才能有水從出水管流出,大氣壓強(qiáng)為p0,水桶內(nèi)氣體體積為V0,氣囊體積為V1,根據(jù)玻意耳定律可得p0(V0+nV1)=p1V0,其中p0=ρgh=10ρg,V0=4320πcm3,V1=72πcm3,p1=ρg(h+0.4m)=10.4ρg,代入解得n=2.4,所以至少需要把氣囊完全壓下3次,才能有水從出水管流出,故B正確。6.C根據(jù)玻意耳定律,第1次抽氣過程p0V=p1(V+0.1V),第2次抽氣過程p1V=p2(V+0.1V),所以p2∶p1=1∶1.1,故選C。7.答案(1)4×105Pa(2)第8次解析(1)橡皮塞恰被彈出時(shí)由平衡條件得pS=p0S+Ffm解得p=4×105Pa。(2)設(shè)打入n次氣體后橡皮塞被彈出,對(duì)球內(nèi)氣體有p0·nV0=pV1對(duì)氣球和瓶之間的氣體有p0V=p(VV1)解得n=7.5所以第8次打氣時(shí)橡皮塞被彈出。8.D設(shè)A、B汽缸的體積均為V,最后共同的溫度為T,壓強(qiáng)為p,由理想氣體狀態(tài)方程可知,對(duì)A部分氣體有p1對(duì)B部分氣體有p將兩式相除得V1V2=9.AD由等壓變化有V1T1=V2T2,得V2=T2V1T1=400×V1300=43V1,氣體總體積變?yōu)樵瓉淼?3,總質(zhì)量不變,則火罐內(nèi)氣體的密度變?yōu)樵瓉淼?410.C設(shè)玻璃瓶的容積是V,抽氣機(jī)的容積是V0,氣體發(fā)生等溫變化,由玻意耳定律可得pV=45p(V+V0),解得V0=14設(shè)抽n次后,氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?56625由玻意耳定律可得,抽一次時(shí)pV=p1(V+V0),解得p1=45p抽兩次時(shí)p1V=p2(V+V0),解得p2=452抽n次時(shí)pn=45np,又pn=256625p,則11.A兩次平衡狀態(tài)時(shí),左右兩邊汽缸的壓強(qiáng)平衡,即p左=p右=p,p左'=p右',活塞再次靜止時(shí)左右兩側(cè)氣室體積之比為3∶1,故右邊氣體的體積由原來汽缸總體積的V2減小到V4,根據(jù)玻意耳定律p右V2=p右'V4,解得p右'=2p右=2p,故p左'=2p右=2p,對(duì)左邊汽缸氣體分析,假設(shè)充入左邊的氣體為一樣的溫度,壓強(qiáng)為p左、體積為nV2,根據(jù)玻意耳定律得p左nV+V2=p左'3V12.答案(1)132cm(2)4.4cm解析(1)設(shè)玻璃管的橫截面積為S1,活塞的橫截面積為S2,對(duì)玻璃管中的氣體,初態(tài)體積和壓強(qiáng)分別為V1=