专题28 充气、抽气、漏气和灌气变质量模型-2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练 专题28 充气、抽气、漏气和灌气变质量模型 特训目标 特训内容 目标1 高考真题（1T—4T） 目标2 充气模型（5T—8T） 目标3 抽气模型（9T—12T） 目标4 灌气模型（13T—16T） 目标5 漏气模型（17T—20T） 【特训典例】 1、 高考真题 1．为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为，护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。 2．甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为V，罐中气体的压强为p；乙罐的容积为2V，罐中气体的压强为。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后： （i）两罐中气体的压强； （ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 3．定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。现有容积为的某气罐装有温度为、压强为的氦气，将该气罐与未充气的某定高气球连通充气。当充气完成后达到平衡状态后，气罐和球内的温度均为，压强均为，为常数。然后将气球密封并释放升空至某预定高度，气球内气体视为理想气体，假设全过程无漏气。 （1）求密封时定高气球内气体的体积； （2）若在该预定高度球内气体重新达到平衡状态时的温度为，求此时气体的压强。 4．中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病。常见拔罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门。使用火罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸附在皮肤上。抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强。某次使用火罐时，罐内气体初始压强与外部大气压相同，温度为450 K，最终降到300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的。若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的，罐内气压与火罐降温后的内部气压相同。罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化。求应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。 2、 充气模型 5．现在车辆逐年增多，人们也越来越关注轮胎的胎压.胎压过高会导致轮胎的摩擦力、附着力降低，影响制动效果；胎压过低又会导致摩擦系数增大、油耗上升，同时方向盘变沉，影响驾驶舒适性。一汽车在温度为的环境中刚启动时，检测到四个轮胎的胎压如图甲所示，若行驶一段时间后的胎压如图乙所示，车胎容积不变，绝对零度为。求： （1）图乙所示时刻左后轮内气体的温度为多少摄氏度？（结果保留三位有效数字） （2）已知某特制轮胎的容积是25L，轮胎内原有1atm的空气，现向轮胎打气，每一次可将12.5L、1atm的空气打入轮胎中，直到内部压强增加到8atm为止，若气体温度不变，总共应打气多少次？ 6．2020年6月1日以来，南方出现多次强降雨过程，截止7月12日，长江流域平均降水量达403毫米，长江流域汛情牵动人心，如图所示的橡皮艇是抗洪救灾的必需工具，某型号的橡皮艇标准气压为、容积为。初始时橡皮艇的气压为，现用充气装置对橡皮艇充气，已知每次能充入压强为、体积为的空气。假设整个过程中橡皮艇的容积保持不变，充气过程中温度的变化可忽略不计，气体均可视为理想气体。 （1）欲使橡皮艇达到标准气压，则应充气多少次？ （2）由于橡皮艇内的气体泄漏，橡皮艇的气压降为，则泄漏的气体的质量占标准气压下气体质量的百分比为多少？ 7．某兴趣小组要测量一实心玩具小熊（体积不会发生变化）的体积，该玩具小熊不能接触水。他们用如图所示竖直放置的汽缸来测量，该汽缸缺导热性良好，内部的容积为V0，内部各水平截面的半径相同；活塞的质量不能忽略，但厚度忽略不计，与汽缸内壁间的摩擦可以不计，环境温度保持不变。测量步骤如下： a.将玩具小熊放置于汽缸外面，在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞稳定时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的； b.将活塞取出，将玩具小熊放入汽缸中，再在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭，当活塞再次稳定时没有与玩具小熊接触，此时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽䍂内部高度的。 （1）求该玩具小熊的体积； （2）该兴趣小组在完成步骤b后，活塞上的挂钩变形损坏，为了取出活塞，他们通过汽缸上的打气孔向汽缸内充入外界气体，要使气体把活塞顶离汽缸，求至少需要充入的外界气体的体积。 8．如图所示，某小朋友用打气筒给篮球打气。已知圆柱形打气筒内部空间的