第二章 微专题2 气体的变质量问题-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课时作业word（人教版）

微专题2　气体的变质量问题 一、选择题 1.一个足球的容积是2.5 L。用打气筒给这个足球打气,每打一次都把体积为 125 mL、压强与大气压相同的气体打进球内。如果在打气前足球就已经是球形并且里面的压强与大气压相同,设打气过程中温度不变,打了10次后,足球内部空气的压强是大气压的(　A　) A.1.5倍 B.2倍 C.2.5倍 D.3倍 解析:设大气压强为p0,打了10次,共打进的气体体积为 ΔV=10×0.125 L=1.25 L,设足球体积为V,由玻意耳定律得 p0(V+ΔV)=pV,代入数据解得p=1.5p0,则足球内部空气的压强是大气压的1.5倍,故A正确,B、C、D错误。 2.钢瓶中装有一定量的气体,现在用两种方法抽钢瓶中的气体,第一种方法用小抽气机,每次抽1 L气体,共抽取3次;第二种方法是用大抽气机,一次抽取3 L气体。以上过程中气体温度保持不变,下列说法正确的是(　C　) A.两种抽法抽取的气体质量一样多 B.第二种抽法抽取的气体质量多 C.第一种抽法中,每次抽取的气体质量逐渐减小 D.第一种抽法中,每次抽取的气体质量逐渐增大 解析:设初状态气体压强为p0,钢瓶体积为V,两种抽法温度都保持不变,第一种,由玻意耳定律得p0V=p1(V+1 L),解得p1=p0,同理 p2=p1=p0()2,p3=p2=p0()3,虽然每次抽取的气体体积相同,但是由于每次抽出气体后剩下的气体密度减小,所以抽出的气体质量逐渐减小,故C正确,D错误;第二种,由玻意耳定律得 p0V=p′(V+3 L),解得p′=p0>p3,由此可知第一种抽法抽出气体后,剩余气体的压强小,即抽取的气体质量多,故A、B错误。 3.大气压强为1.0×105 Pa。某容器的容积为10 L,装有压强为1.0×106 Pa的气体,如果保持气体温度不变,把容器的开口打开,待气体达到新的平衡时,容器内剩余气体的质量与原来气体的质量之比为(　B　) A.1∶9 B.1∶10 C.1∶11 D.1∶20 解析:以原来所有气体为研究对象,初状态p1=1.0×106 Pa,V1=10 L,把容器的开口打开,气体等温膨胀,末状态p2=1.0×105 Pa,设体积为V2,由玻意耳定律得p1V1=p2V2,代入数据得V2=100 L,即容器中剩余10 L压强为p2的原来气体,而同样大气压下气体的总体积为100 L,所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压强下气体的体积之比===,故A、C、D错误,B正确。 二、非选择题 4.(2022·山东烟台月考)有一种汽车胎压监测技术,是利用放置在轮胎内的压强传感器监测汽车轮胎压强的技术,这对于确保行车安全具有重要意义。某人在夏季气温为26 ℃时,观察到自己汽车胎压值为230 kPa,冬季气温为-13 ℃时,胎压监测系统报警,显示轮胎的胎压值为190 kPa,不考虑轮胎容积的变化,试判断该轮胎是否漏气。如果漏气,求漏掉的气体质量占原来气体的百分之几;如果不漏气,要使轮胎气压恢复到230 kPa,求需要再充入温度为-13 ℃、压强为190 kPa的气体体积是轮胎容积的百分之几。 解析:假设轮胎不存在漏气,气体做等容变化,设初始状态胎内压强为p1,温度为T1;末态压强为p2,温度为T2,由查理定律得=, 代入数据解得p2=200 kPa>190 kPa,故漏气。 假设原来轮胎内的气体全部变为190 kPa,温度为T3=(273-13)K=260 K,设此时的体积为V3,轮胎的容积为V0,则=, ΔV=V3-V0, 得=5%, 即=5%。 答案:见解析 5.(2022·山东青岛模拟)肩背式手动消毒喷雾器原理如图所示,储液桶上端进气孔用细软管与带有单向阀门K1的打气筒相连,下端出水口用细软管与带阀门K2的喷头相连。已知储液桶容积V=16.0 L,打气筒每打一次能将V1=0.30 L的外界空气压入储液桶内。现向储液桶内注入V2=10.0 L的消毒液,拧紧桶盖和喷头阀门K2,设大气压强 p0=1.0 atm,喷雾器内、外温度均为t=27 ℃,打气过程中温度保持 不变。 (1)未打气时,储液桶内气体在标准状况下(气体压强p0=1.0 atm、 温度t0=0 ℃)的体积是多少? (2)某次消毒时,打气筒连续打气使储液桶内的气体压强增加到p1=4.0 atm,停止打气。打开阀门K2,喷雾消毒后气体压强又降至p2=1.6 atm,上述过程温度不变。求打气筒打气的次数n和储液桶内剩余消毒液的体积V3。 解析:(1)未打气时,在t=27 ℃时储液桶内气体的体积为V0=V-V2=6.0 L, 气体压强不变,当温度变为t0=0 ℃时,根据盖吕萨克定律=,其中T=(273+27) K=300 K,T0=273 K,解得储液桶内气体在标准状况下的