2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第三册课后习题第二章习题课气体变质量问题和关联气体问题含答案

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习题课:气体变质量问题和关联气体问题

A级必备知识基础练

1.用打气筒将压强为 1×105 Pa 的空气打进自行车轮胎内,如果打气筒容积 ΔV=500 cm3,轮胎容积 V=3

L,原来压强 p=1.5×105 Pa。现要使轮胎内压强变为 p'=4×105 Pa,若用这个打气筒给自行车轮胎打气,

则要打气次数为(设打气过程中空气的温度不变)(

)

A.10 次B.15 次

C.20 次D.25 次

2.如图所示,汽缸上下两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与汽缸光滑接触。初始时活塞和两侧气体均处

于平衡态,因活塞有质量,所以下侧气体压强是上侧气体压强的两倍,上下气体体积之比 V1

∶

V2=1

∶

温度之比 T1

∶

T2=2

∶

5。保持上侧气体温度不变,改变下侧气体温度,使两侧气体体积相同,此时上下

两侧气体的温度之比为(

)

A.4

∶

5 B.5

∶

C.7

∶

24 D.16

∶

3.一个瓶子里装有空气,瓶上有一个小孔跟外面大气相通,原来瓶里气体的温度是 7 ℃,如果把它加热

到47 ℃,瓶里留下的空气的质量是原来质量的(

)

4.(2022 江苏盐城二模)如图所示,一端封闭的玻璃管,开口向下竖直插在水银槽里,管内封有长度分别

为L1和L2的两段气体。若把玻璃管缓慢向上提起,但管口不离开液面,则管内气体的长度(

)

A.L1和 L2都变小

B.L1和 L2都变大

C.L1变大,L2变小

D.L1变小,L2变大

5.桶装纯净水及压水装置原理如图所示。柱形水桶直径为 24 cm,高为 35 cm;柱压水蒸气囊直径为 6

cm,高为 8 cm,水桶颈部的长度为 10 cm。当人用力向下压气囊时,气囊中的空气被压入桶内,桶内气

体的压强增大,水通过细出水管流出。已知水桶所在处大气压强相当于 10 m 水压产生的压强,当桶内

的水还剩 5 cm 高时,桶内气体的压强等于大气压强,忽略水桶颈部的体积。至少需要把气囊完全压下

几次,才能有水从出水管流出?(不考虑温度的变化)(

)

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图所示,抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连,当活塞从抽气筒的

左端移动到右端过程中,阀门自动开启,密闭容器内的气体流入抽气筒,活塞从抽气筒的右端移动到左

端过程中,阀门自动关闭,抽气筒内活塞左侧的气体被排出,即完成一次抽气过程,如此往复,密闭容器

内的气体压强越来越小。密闭容器的容积为 V,抽气筒的容积为 0.1V,抽气前密闭容器内气体的压强

为p0。抽气过程中气体的温度不变,若第 1次抽气过程中被抽出的气体压强为 p1,第2次抽气过程中

被抽出的气体压强为 p2,则p2

∶

p1为(

)

A.1 B.0.9

∶

1.1

C.1

∶

1.1 D.1

∶

1.12

7.(2022 山东淄博一模)如图所示,哈勃瓶是一个底部开有圆孔、瓶颈很短、导热性能良好的大烧瓶,

它底部开有一个横截面积为 S=2 cm2的圆孔,可用轻质橡皮塞塞住。已知橡皮塞与烧瓶间的最大静

摩擦力 Ffm=60 N 。在一次实验中,体积为 V=1 L 的瓶内塞有一气球,气球的吹气口反扣在瓶口上,瓶

内由气球和轻质橡皮塞封闭一定质量的气体,不计实验开始前气球中的少量气体和气球膜厚度。用

打气筒向气球中缓慢打气,每打一次都把体积为 V0=0.4 L 、压强与大气压相同的气体打进气球内,气

球缓慢膨胀过程中球内外气体压强近似相等,气体保持温度不变。已知实验室环境温度恒定,压强为

标准大气压 p0=1.0×105 Pa,求:

(1)橡皮塞被弹出时瓶内气体的压强 p;

(2)第几次向气球内打气时,橡皮塞被弹出。

B级关键能力提升练

8.如图所示,A、B是体积相同的汽缸,B内有一导热的可在汽缸内无摩擦滑动且体积不计的活塞 C,D

为不导热的阀门。起初阀门关闭,A内装有压强 p1=2.0×105 Pa,温度 T1=300 K 的氮气;B内装有压强

p2=1.0×105 Pa,温度 T2=600 K 的氧气。打开阀门 D,活塞 C向右移动,最后达到平衡。以 V1和V2分别

表示平衡后氮气和氧气的体积(假定氮气和氧气均为理想气体,并与外界无热交换,连接汽缸的管道体

积可忽略),则V1与V2之比为 (

)

A.1

∶

2 B.1

∶

C.1

∶

1 D.4

∶

9.(多选)中医拔火罐的物理原理是利用火罐内外的气压差使罐吸附在人体上,进而可以养疗。如图所

示,是治疗常用的一种火罐,使用时,先加热罐中气体,然后迅速按到皮肤上,降温后火罐内部气压低于

外部,从而吸附在皮肤上。某次使用时,先将气体由 300 K 加热到 400 K,按在皮肤上后又降至300 K,

由于皮肤凸起,罐内气体体积变为罐容积的

,以下说法正确的是(

)

A.加热后罐内气体质量是加热前的

B.加热后罐内气体质量是加热前的

C.温度降至300 K 时,罐内气体压强变为原来的

D.温度降至300 K 时,罐内气体压强变为原来的

10.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

,要使容器内剩余气体的压强减为原来的

256

625

,抽气次数应为(

)

A.2 B.3

C.4 D.5

11.(2022 山东潍坊一模)如图所示,圆柱形汽缸水平放置,活塞将汽缸分为左右两个气室,两侧气室内密

封等质量的氮气。现通过接口 K向左侧气室内再充入一定质量的氮气,活塞再次静止时左右两侧气

室体积之比为 3

∶

1。汽缸导热良好,外界温度不变,活塞与汽缸间无摩擦,则从接口充入的氮气与左侧

气室内原有氮气的质量之比为(

)

A.2

∶

1 B.1

∶

C.1

∶

2 D.3

∶

12.(2022 四川成都高二期末)如图所示,开口向上的汽缸内盛有一定深度的水银,一粗细均匀,长为

l=24 cm 且下端开口的细玻璃管竖直漂浮在水银中。平衡时,玻璃管露出水银面的高度和进入玻璃管

中的水银柱的长度均为 h1=6 cm,轻质活塞到水银面的高度为 h0=12 cm,水银面上方的气体压强 p0相

当于 76 cm 水银柱产生的压强。现施外力使活塞缓慢向下移动,当玻璃管上端恰好与水银面齐平时,

进入玻璃管中的水银柱长度为 h2=12 cm。活塞与汽缸壁间的摩擦不计且密封性良好,玻璃管的横截

面积远小于汽缸的横截面积,整个过程中各部分气体的温度保持不变,求:

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