1、第二章第二章气体、固体和液体气体、固体和液体 专题强化练专题强化练 7 7变质量问题变质量问题 一、选择题一、选择题 1.(2020 黑龙江哈尔滨三中高二下月考,)容积 V=20 L 的钢瓶充满氧气后,压强 p=10 atm,打开钢瓶阀门,将氧气分装到容积为 V=5 L 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=2 atm。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4 5,要
2、使容器内剩余 气体的压强减小为原来的256 625,抽气次数应为( ) 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 1 atm 的空气打进自行 车胎内,如果打气筒容积V=500 cm 3,轮胎容积 V=3 L,原来压强 p=1.5 atm。现要 使轮胎内压强变为 p=4 atm,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 240 kPa,此时气温为 27 。当汽车运行一段
3、时间后,表盘上的示数变 为 260 kPa。已知汽车每个轮胎内气体体积为 35 L,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 100 kPa。求: (1)表盘上的示数变为 260 kPa 时,轮胎内气体的温度; (2)汽车通过放气的方式让胎压变回 240 kPa,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=2.0 kg 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=20 cm。用打气筒
4、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=400 cm 2,大气压 强 p0=1.010 5 Pa,水的密度=1.010 3 kg/m 3,g=10 m/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
5、压阀。已知限压阀的质量为 20 g,气孔 2 的横截面积为 8 mm 2,锅的容积为 0.04 m3。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=1.010 5 Pa,g 取 10 m/s 2) (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。 答案全解全析答案全解全析 1.C初状态 p=10 atm、V=20 L,末状态 p=2 atm、V1=V+n5(n 为瓶数),根据玻 意耳定律有 pV=pV1,解得 n=
6、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=4 5p(V+V0),解得 V0= 1 4V。设抽 n 次后,气体压强 变为原来的256 625,由玻意耳定律可得,抽一次时 pV=p1(V+V0),解得 p1= 4 5p,抽两次时 p1V=p2(V+V0),解得 p2= 4 5 2p,抽 n 次时 p n= 4 5 ?p=256 625p,解得 n=4,故 B 正确。 3.C设打气 N 次后,轮胎内空气压强达到 4 atm,打入的气体的体积为 NV。根 据玻意耳定律 pV+p0NV=4p0V,解得
7、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)325 K(2)7 L 解析(1)单个轮胎内气体,经历等容变化,由查理定律有 ?1 ?1= ?2 ?2 解得 T2=325 K。 (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+p0V 解得V=7 L。 5.答案(1)0.05 m(2)2.0510 -3 m 3 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=1.00510 5 Pa 这时筒内外水
8、面高度差为 h,有 p=p0+gh 解得 h=0.05 m。 (2)根据玻意耳定律有 p0(HS+V0)=p(HS+hS) 解得 V0=2 050 cm 3=2.0510-3 m 3。 6.答案(1)118.25 (2)0.45% 解析(1)气体在气孔 1 封闭时 T1=(273+40) K=313 K、p1=p0 气孔 2 上的限压阀被顶起时,对限压阀受力分析 p2S0=p0S0+mg 根据查理定律有?1 ?1= ?2 ?2 解得 T2=391.25 K,所以 t2=118.25 。 (2)密封的气体在限压阀顶起至升温到 120 进行等压变化, 根据盖-吕萨克定律有?1 ?2= ?2 ?3 漏出气体体积V=V2-V1 所以漏出气体的质量与气孔 1 封闭时锅内气体的质量比 ? ? =? ?2 解得? ? =0.45%。
