高考物理二輪復習專項訓練模型78 熱學+變質(zhì)量氣體模型（原卷版）

模型73熱學+變質(zhì)量氣體模型1（6分）（2022·高考廣東物理）玻璃瓶可作為測量水深的簡易裝置。如圖14所示，潛水員在水面上將SKIPIF1<0水裝入容積為SKIPIF1<0的玻璃瓶中，擰緊瓶蓋后帶入水底，倒置瓶身，打開瓶蓋，讓水進入瓶中，穩(wěn)定后測得瓶內(nèi)水的體積為SKIPIF1<0。將瓶內(nèi)氣體視為理想氣體，全程氣體不泄漏且溫度不變。大氣壓強SKIPIF1<0取SKIPIF1<0，重力加速度g取SKIPIF1<0，水的密度SKIPIF1<0取SKIPIF1<0。求水底的壓強p和水的深度h。2（2022·全國理綜乙卷·33）（1）一定量的理想氣體從狀態(tài)a經(jīng)狀態(tài)b變化狀態(tài)c，其過程如SKIPIF1<0圖上的兩條線段所示，則氣體在（）

A.狀態(tài)a處壓強大于狀態(tài)c處的壓強B.由a變化到b的過程中，氣體對外做功C.由b變化到c的過程中，氣體的壓強不變D.由a變化到b的過程中，氣體從外界吸熱E.由a變化到b的過程中，從外界吸收的熱量等于其增加的內(nèi)能3.（2022山東物理）某些魚類通過調(diào)節(jié)體內(nèi)魚鰾的體積實現(xiàn)浮沉。如圖所示，魚鰾結(jié)構(gòu)可簡化為通過閥門相連的A、B兩個密閉氣室，A室壁厚、可認為體積恒定，B室壁簿，體積可變；兩室內(nèi)氣體視為理想氣體，可通過閥門進行交換。質(zhì)量為M的魚靜止在水面下H處。B室內(nèi)氣體體積為V，質(zhì)量為m；設B室內(nèi)氣體壓強與魚體外壓強相等、魚體積的變化與B室氣體體積的變化相等，魚的質(zhì)量不變，魚鰾內(nèi)氣體溫度不變。水的密度為ρ，重力加速度為g。大氣壓強為p0，求：（1）魚通過增加B室體積獲得大小為a的加速度、需從A室充入B室的氣體質(zhì)量m；（2）魚靜止于水面下H1處時，B室內(nèi)氣體質(zhì)量m1。

最新模擬題1..（2024山西三重教育聯(lián)盟9月聯(lián)考）自行車輪胎氣壓如果過小不僅不好騎而且又很容易損壞內(nèi)胎，甚至使車輪變形；輪胎氣壓如果過大會使輪胎的緩沖性能下降，抗沖擊能力降低，容易發(fā)生爆胎，所以必須保持合適的輪胎氣壓來延長輪胎的使用壽命。某人用打氣筒給閑置很久的自行車打氣，自行車內(nèi)胎的容積V=1.8L，胎內(nèi)原來空氣的壓強p1=1.0×105Pa，溫度為室溫27℃，設每打一次可打入壓強為一個標準大氣壓的空氣V0=100cm3。打氣過程中由于壓縮氣體做功和摩擦生熱，打了n=36次后胎內(nèi)溫度升高到33℃。（一個標準大氣壓p0=1.0×105Pa）（1）假設車胎因膨脹而增大的體積可以忽略不計，則此時車胎內(nèi)空氣的壓強為多少；（2）自行車輪胎氣壓在室溫情況下標準壓強p2=2.7×105Pa，如果此次打氣恢復常溫后胎壓過大（未超過車胎承受范圍），需要放出一部分氣體，使車胎內(nèi)氣壓在室溫情況下達到2.7×105Pa，試求輪胎內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與放出氣體的質(zhì)量的比值。2.（2024遼寧十校聯(lián)合體）如圖所示，容積為V氣缸由導熱材料制成，面積為S的活塞將氣缸分成容積比為SKIPIF1<0的上下兩部分，氣缸上部通過細管與裝有某種液體的容器相連，細管上有一個閥門K。開始時，K關閉，氣缸上部氣體壓強為SKIPIF1<0?，F(xiàn)將K打開，容器內(nèi)的液體緩慢地流入氣缸，當流入的液體的體積為0.125V時，將K關閉，活塞平衡時其下方氣體的體積減小了0.25V，已知活塞的質(zhì)量為M，體積不計，外界環(huán)境溫度保持不變，重力加速度為g。求流入氣缸內(nèi)液體的密度。3．（10分）如圖，一容積為SKIPIF1<0的粗細均勻?qū)釟飧祝髠?cè)有一閥門SKIPIF1<0，正中間有厚度不計可自由移動的輕活塞，活塞上有一個單向閥門SKIPIF1<0（氣體只能從左側(cè)進入右側(cè)），活塞和氣缸間不漏氣，氣缸內(nèi)空氣壓強為SKIPIF1<0，通過閥門SKIPIF1<0向氣缸內(nèi)緩慢充氣，每次能將壓強為SKIPIF1<0，體積為SKIPIF1<0。的空氣充入氣缸，共充氣4次。然后通過閥門SKIPIF1<0向氣缸外緩慢抽氣，每次抽出空氣體積為）?？諝饪梢暈槔硐霘怏w。求：（1）充氣4次后，缸內(nèi)氣體壓強；（2）抽氣2次后，右側(cè)氣體的體積；（3）左側(cè)氣體能否全部抽出？若不能請分析原因，若能請計算抽氣幾次可將左側(cè)氣體全部抽出。4.（10分）(2023山東聊城期末)2023年5月30日，航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮搭載神舟十六號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。航天員在進行太空行走時必須穿上特制的航天服。假設出倉前航天服內(nèi)密封了一定質(zhì)量的理想氣體，體積為3L，壓強為1.0SKIPIF1<0105Pa，溫度t1=27℃。（1）打開艙門前，航天員需將航天服內(nèi)氣壓降低，若此時航天服內(nèi)氣體的壓強降為6.75SKIPIF1<0104Pa，密閉氣體溫度降為SKIPIF1<03℃，求此時航天服內(nèi)氣體的體積；（2）為便于艙外活動，航天員出艙前還需要把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出，使氣壓再降低。假設釋放氣體過程中溫度保持SKIPIF1<03℃不變，航天服內(nèi)氣體體積變?yōu)?.16L，已知航天服放出的氣體占原來氣體質(zhì)量的60%，求放出氣體后航天服內(nèi)氣體的壓強。5.（2023山東濟南三模）如圖所示為某打氣裝置示意圖。其中A是容積為V的需要充氣的容器，B是內(nèi)壁光滑的氣筒，容積也為V，左端用可移動的活塞密封，活塞橫截面積為S，右端通過單向進氣閥n與A連通（當B內(nèi)氣體壓強大于A內(nèi)氣體壓強時，n打開，反之關閉），B底部通過單向進氣閥m與外界連通（當B內(nèi)氣體壓強小于外界大氣壓時，m打開，反之關閉）?；钊徛笠茝耐饨绯槿怏w，抽氣結(jié)束時活塞位于氣筒B的最左側(cè)；給活塞施加水平向右的推力，讓活塞緩慢向右移動，當外力無法推動活塞時結(jié)束打氣過程。已知外界大氣壓強為p0，初始時A內(nèi)充滿壓強為p0的氣體，容器A、B導熱良好，給活塞水平推力的最大值為6.5p0S，忽略容器間連接處的氣體體積，環(huán)境溫度保持不變。求：（1）第一次打氣結(jié)束時，A內(nèi)氣體的壓強；（2）第七次打氣結(jié)束時，B內(nèi)活塞右側(cè)氣體的體積。6.（2023河南開封三模）如圖所示，橫截面積為S，高度為h內(nèi)壁光滑的圓柱形導熱薄壁氣缸，在距氣缸底部為SKIPIF1<0處安裝有卡環(huán)a，b，一厚度不計質(zhì)量為SKIPIF1<0的活塞靜止在卡環(huán)上，開始時左下部的閥門處于打開狀態(tài)?，F(xiàn)要想活塞上升至氣缸頂部，可以按下列方案進行操作：方案一，向氣缸內(nèi)充入壓強為SKIPIF1<0溫度為SKIPIF1<0的空氣；方案二，關閉閥門讓氣缸與外界絕熱，對內(nèi)部氣體加熱。已知上述空氣可看做理想氣體，汽缸內(nèi)氣體的所有變化過程都是緩慢進行的，環(huán)境溫度為SKIPIF1<0，外界大氣壓為SKIPIF1<0，重力加速度為g。（1）求方案一中，充入氣缸內(nèi)氣體的質(zhì)量與氣缸內(nèi)氣體總質(zhì)量的比值；（2）求方案二中，氣缸內(nèi)氣體的最終溫度T。7.（10分）（2023四川瀘縣教育共同體聯(lián)考）如圖所示，一導熱性能良好、活塞可以從左端無摩擦滑到右端的氣缸水平放置，活塞將氣缸分為A、B兩部分（活塞不會漏氣），氣缸右端有一閥門K，A、B內(nèi)均裝有理想氣體。開始時，活塞處于靜止狀態(tài)，A、B兩部分氣柱長度分別為2L和3L，壓強均為4p0（p0為外界大氣壓強）。若因閥門封閉不嚴，B中氣體向外緩慢泄漏，整個過程中周圍環(huán)境溫度不變，閥門口處氣體體積可以忽略。求∶（1）當活塞向右緩慢移動的距離為0.5L時，A中氣體的壓強；（2）如果外部條件一直保持不變，B中氣體是否會全部漏完；判斷并說明理由；整個過程中，A中氣體吸熱還是放熱。8（10分）（2023寧夏名校二模）如圖所示為一種演示氣體實驗定律的儀器——哈勃瓶，它是一個底部開有圓孔，瓶頸很短的導熱大燒瓶。瓶內(nèi)塞有一個氣球，氣球的吹氣口反扣在瓶口上，瓶底的圓孔上配有一個橡皮塞。在一次實驗中，初始時瓶內(nèi)由氣球和橡皮塞封閉一定質(zhì)量的氣體，瓶內(nèi)氣體體積是氣球中氣體體積的兩倍，氣體的壓強都為大氣壓強，向氣球中緩慢充氣，當瓶內(nèi)外壓強差時，橡皮塞會被彈出。此時氣球中氣體的壓強等于氣球外哈勃瓶中氣體壓強的兩倍。溫度保持恒定，當橡皮塞剛好被彈出時，求：（i）瓶內(nèi)氣球外氣體體積變?yōu)槌跏紩r的多少倍．（ii）氣球中氣體質(zhì)量與初始時氣體質(zhì)量的比值．9(10分)(2022四川雅安模擬)如圖所示,一位消防員在火災現(xiàn)場的房屋內(nèi)發(fā)現(xiàn)一個容積為V0的氧氣罐(視為容積不變),經(jīng)檢測,內(nèi)部封閉氣體的壓強為1.2p0,溫度為27℃,為了消除安全隱患,消防員擬用下面兩種方法進行處理。(ⅰ)冷卻法。經(jīng)冷卻后氣體沒有液化,罐內(nèi)氣體壓強變成p0,求氣體的溫度。(ⅱ)放氣法。保持罐內(nèi)氣體溫度不變,緩慢地放出一部分氣體,使氣體壓強回落到p0,求罐內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值。56p1T1=p2T2mm0=V01.2V0=5610.（2023山東濟南三模）如圖所示為某打氣裝置示意圖。其中A是容積為V的需要充氣的容器，B是內(nèi)壁光滑的氣筒，容積也為V，左端用可移動的活塞密封，活塞橫截面積為S，右端通過單向進氣閥n與A連通（當B內(nèi)氣體壓強大于A內(nèi)氣體壓強時，n打開，反之關閉），B底部通過單向進氣閥m（1）第一次打氣結(jié)束時，A內(nèi)氣體的壓強；（2）第七次打氣結(jié)束時，B內(nèi)活塞右側(cè)氣體的體積。11.(2022河北唐山一模)圖為某型號家用噴水壺的外形圖和原理圖，壺中氣筒內(nèi)壁的橫截面積SKIPIF1<0，活塞的最大行程為SKIPIF1<0，正常噴水時壺內(nèi)氣體需達到壓強SKIPIF1<0Pa以上。壺內(nèi)裝水后，將壓柄連接的活塞壓到氣筒的最底部，此時壺內(nèi)氣體體積為SKIPIF1<0，壓強為SKIPIF1<0Pa，溫度為27℃。已知大氣壓強SKIPIF1<0Pa。（1）將噴水壺放到室外，室外氣溫為9℃，求穩(wěn)定后壺內(nèi)氣體的壓強；（2）在室外且溫度保持不變，為了使噴水壺達到工作狀態(tài)，至少需要通過壓柄充氣多少次？

12（8分）（2022湖南常德重點高中質(zhì)檢）新冠疫情期間，武漢市醫(yī)療物資緊缺，需要從北方調(diào)用大批鋼瓶氧氣（如圖），每個鋼瓶內(nèi)體積為40L，在北方時測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為SKIPIF1<0，溫度為7℃，長途運輸?shù)轿錆h方艙醫(yī)院檢測時測得鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為SKIPIF1<0。在方艙醫(yī)院實際使用過程中，先用小鋼瓶（加抽氣機）緩慢分裝，然后供病人使用，小鋼瓶體積為10L，分裝后每個小鋼瓶內(nèi)氧氣壓強為SKIPIF1<0，要求大鋼瓶內(nèi)壓強降到SKIPIF1<0時就停止分裝。不計運輸過程中和分裝過程中氧氣的泄漏，求：（1）在武漢檢測時鋼瓶所處環(huán)境溫度為多少攝氏度？（2）一大鋼瓶可分裝多少小瓶供病人使用？13.（2022云南昆明一中質(zhì)檢）某同學用如圖所示的裝置驗證氣體等溫變化的規(guī)律，實驗時讀出柱塞底部的示數(shù)和壓力表的讀數(shù)即可探究一定量氣體的壓強和體積的關系。氣體初始狀態(tài)對應的讀數(shù)如圖所示，當?shù)卮髿鈮簭妏0=1.0×105Pa。①緩慢推動柱塞，讓柱塞底部的讀數(shù)變?yōu)?.25，若玻意耳定律成立，則壓力表的讀數(shù)應變?yōu)槎嗌?？②保持柱塞位置不動，打開橡膠套，足夠長時間后注射器內(nèi)剩余的氣體質(zhì)量與初始時質(zhì)量的比值為多少？

14（10分）（2021吉林名校四模）用傳統(tǒng)的打氣筒給自行車打氣時，不好判斷是否已經(jīng)打足了氣。某研究性學習小組的同學經(jīng)過思考，解決了這一問題。他們在傳統(tǒng)打氣筒基礎上進行了改裝（如圖所示）：圓柱形打氣筒高H，內(nèi)部橫截面積為S，底部有一單向閥門K，厚度不計的活塞上提時外界大氣可從活塞四周進入，活塞下壓時可將打氣筒內(nèi)氣體推入容器B中，B的容積VB＝3HS，向B中打氣前A、B中氣體初始壓強均為p0，該組同學設想在打氣筒內(nèi)壁焊接一個卡環(huán)C（體積不計），C距氣筒頂部高度為h＝eq\f(2,3)H，這樣就可以自動控制容器B中的最終壓強．求：（Ⅰ）假設氣體溫