第2章 专题探究4 变质量问题-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册经纶学典【学霸题中题】人教版(江苏专用)

专题探究四 变质量问题 题型1等温变化中的变质量问题 (2)保持上下部分M、N气体温度不变，释放 1.某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5L,如图 一部分M气体，稳定后活塞A又回到了 所示，装入6L的药液后再用密封盖将贮液筒 原来的位置，则释放气体质量与M气体 密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能 原有质量之比. 压人300cm3、1atm的空气，设整个过程温度 保持不变，求： (1)要使贮液筒中空气的压强达到4atm,打 气筒应打压几次？ (2)当贮液筒中空气的压强达到4atm时，打 开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相 等，这时筒内还剩多少药液？ 题型2等压、等容变化中的变质量问题 3.(2023·重庆巴蜀中学质检)我国部分地区有 放孔明灯祈福的习俗，如图所示为一圆柱形 孔明灯，下端开口，其底面面积S=0.52m2, 高h=1.0m,灯体的质量m=0.13kg,将灯体固 定，加热灯内气体，当温度由7℃升至77℃时， 取重力加速度10m/s2,常压下7℃空气密度 p=1.3kg/m3,求： (1)灯内逸出气体的质量与加热前灯内气体 2.(2021·湖北十一校联考)如图所示，在一圆 的质量之比： 形管道内封闭有理想气体，用一固定绝热活 (2)灯体解除固定，灯内温度升高到多少孔明 塞K和质量为m的可自由移动的绝热活塞A 灯能升空？（保留一位小数） 将管内气体分割成体积相等的M、N两部分. 温度都为T。=300K,上部气体M压强为Po= 1.0×10Pa,活塞A产生的压强有"=2× 104Pa(S为活塞横截面积).现保持下部分气 体N温度不变，只对上部分气体M缓慢加 热，当活塞A移动到最低点B时（不计摩 擦)，求： (1)上部分气体的温度； 选择性必修第三册学霸034 4.如图为老式高压锅结构示意图，气孔1使锅（1)若室外温度为-23℃，司机将车停在室外 内与外界连通，此时锅内气体压强与外界大足够长时间后，通过计算说明胎压是否符 气压强相等，气孔1中的小活塞质量可忽略合正常行驶要求(假设轮胎不漏气)； 不计当锅内温度达到T_1时，气孔1瞬间封（2)汽车行驶一段时间后，发现仪表盘显示左 闭；锅内气体温度继续升高，当气体压强增大前轮胎压为230kPa，此时轮胎内气体温 到设计的最大值时，气孔2上的限压阀被顶度为-13℃，请判断轮胎是否漏气；如果 起。设限压阀的质量为m，气孔2的横截面积漏气，求剩余气体与原来气体的质量 为S_0，大气压强为p_0，重力加速度为g，锅内放比值。 入食物及水后气体初始温度为T_0(T_0< T_1)。求： （1)从高压锅加热到气孔1封闭，溢出的气体 与加热前锅内气体的质量比值； （2)气孔2上的限压阀被顶起时锅内气体的 温度。 小活塞 6.（2021·江苏南通期末)“奋斗者”号载人潜水 器在马里亚纳海沟成功下潜到1.09×10^∘m的 深度，创造了中国载人深潜新纪录。已知载人 舱在海面时舱内的气体压强为p_0，温度为T_0， 在最大深度处舱内的温度为T_1(T_1<T_0)。 （1)若不考虑舱内气体的消耗和补充，求载人 舱在最大深度时舱内气体的压强p_1； （2)若不考虑舱内气体的消耗，在T_1温度下， 为维持舱内气压p_0不变，需向舱内补充 题型3利用理想气体状态方程解决变质量气体。求补充的气体与载人舱内原有气体 问题的质量之比。 5.（2022·湖北华中师大一附中模拟)小汽车正 常行驶时，胎压需要稳定在220kPa至 280kPa之间。在冬季，某室内停车场温度为 7℃，此时汽车仪表盘显示左前轮胎压 为252kPa。若将轮胎内气体视为理想气体，热 力学温度T与摄氏温度t之间的数量关系为 T=t+273K，忽略轮胎体积的变化，求： 第二章|学霸035C状态温度最高： 专题探究四变质量问题 故选C 6.A解析：A.由图像可知，a→b过程，气体压强减小而体积 1.(1)15次(2)1.5L 增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反 解析：(1)设打气筒打压n次可以使压强达到4am. 比，气体发生的是等温变化，故A正确，B.由理想气体状 初状态：p,=1atm,V,=V+nVo, 态方程可知：PV=C·T,由图示可知，连接0点与b→c图 其中V=(7.5-6)L=1.5L=1.5×103cm3, 线上的点的直线的斜率逐渐变大，所以b→c过程温度升 末状态：p2=4atm,V2=V, 高，压强增大，体积也增大.故B错误；C.由图像可知，c→d 由玻意耳定律得PV,=PV, 过程，气体压强p不变而体积V变小，由理想气体状态方 代入数据解得n=15. T=C可知，气体温度降低，故C错误；D.由图像可知， (2)设停止喷雾时贮液筒内气体体积为V”, 由玻意耳定律得：P2V2=pV', d→a过程，气体体积V不变