第二章 专题探究三 变质量问题-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用)

专题探究二理想气体状态变化图像问题 得7，一，选项A错误：B汽缸悬挂后处于平衡状态。 1.C解析：Aa+b过程中，气体压强不变，温度降低，根据 有Mg+PeπR=PoTR,解得Pa=Po- 盖-昌萨克定律=C得知，体积应减小，故A错误，B6 祭选项B错误： C.气体在状态B时活塞处于顶端，B到C为等容变化，有 ©过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化；根据 Pu_PA=2 玻意耳定律pV=C得知，由于压强减小，故体积增大，故 ,3p_3Mg,选项C错误；D.气体从状 、PcP=3,解得Pc二22知R2 B错误；CD.c→a过程中，由图可知，p与T成正比，过坐标 原点，则气体发生等容变化，体积不变，而压强增大，综上 态B到C为等容变化，有号-是解得1== Pa 所述可知在b状态时，气体的体积最小，故C正确，D错 选项D正确.故选D 误；故选C 7.B解析：在题图p-T图像中，气体在1→2过程发生的是 2.D解析：此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以此时 等容变化，且压强、温度均增大，2+3过程发生的是等温变 它的体积应为22.4×0.3L=6.72L由题中图线可知，从压 化，且压强减小、体积增大，3一→1过程发生的是等压变化， 强为P。到A状态，气体做等容变化，A状态时气体体积为 且温度减小、体积减小，结合各过程状态参量变化特点，可 6.72L,温度为(127+273)K=400K,从A状态到B状态为 知B正确。 等压变化.B状态的温度为(227+273)K=500K根据盖- 8.D解析：设管内气体的压强为P、体积为V,水银柱的长度 吕萨克定律得上.上 _V,T86.72×500 L=8.4L故 为h,转过的角度为8，则p=po-Pcos8当日增大时，c0s日 T 400 诚小，封闭气体的压强增大、体积减小、温度不变A.根据 选D 3.B解析：A.由图像可知，由A+B过程中，温度升高体积 理想气体状态方程兴=C可得V=￡·T,压强增大，一-7 变大，体积与热力学温度成正比，由=C可知，气体压强 图像中斜率应该减小，故A错误；B.根据理想气体状态方 不变，是等压变化，故A错误；BC.由图像可知，在B→C过 P业 -C可得=号，气体体积减小，p-T图像的斜率应 程中，气体休积不变温度降低，由-C可知，气体压强变 增大，故B错误；C根据理想气体状态方程 T=C可得p= 小，故B正确，C错误；D.由图像可知，在C→D过程中，气 体温度不变体积减小，由 工，温度不变，压强增大，图中衡头方向反了，放C第误： T =C可知，压强变大，故D错 D.p-V图像的等温线为双曲线的一支，由于封闭气体的压 误故选B. 强增大、体积诚小、温度不变，故D正确故选D. 4.A解析：在V-T图像中等压线是过坐标原点的直线.由理 9.B解析：从状态A到状态B过程中，气体等温压缩，体积 V C 想气体的状态方程知 T= ,可见当压强增大时，等压线 诚小，压强增大，温度不变，从B到C,气体等压降温，温度 p 降低，体积诚小，压强不变，从C到D过程中，气体等温膨 的斜率k=y=C变小，由图可确定p.印.<p,印，<印，故 胀，体积变大，压强减小，且D状态的压强恢复为原A状态 T p 的压强.故选B. 选A. 专题探究三变质量问题 1.B解析：打气过程气温不变，设打了n次，此时胎内气体 压强为4po,根据玻意耳定律有1.5pV+poV。=4poV,解得 n=20(次)，故选B. 2.B解析：根据题意，设分装后气体的体积为V,由玻意耳 定律有pV=P,V,解得V,=100L,则最多可装的瓶数是n= V-V 5.A解析：A.由图像可知，+b过程，气体压强减小而体积 %=18(瓶)，故选B 增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反 比，气体发生的是等温变化，故A正确，B.由理想气体状 3.A解析：设完成第一次抽气后，密闭容器内的压强为P1, 态方程可知：pV=C·T,由图示可知，连接O点与b→c图 根据等温变化规律有PV=P1(V+0.05V),解得P1= 线上的点的直线的斜率逐渐变大，所以b+e过程温度升 Pov 0505设完成第二次抽气后，密闭容器内的压强 高，压强增大，体积也增大，故B错误：C.由图像可知，c→d 过程，气体压强P不变而体积V变小，由理想气体状态方 为P2,根据等温变化规律有P,V=P2(V+0.05V),解得P2= 源业 =C可知，气体温度降低，故C错误；D.由图像可知， 40.051.05L05,则第二次抽出气体的量与第一次抽 P1 Po d→a过程，气体体积V不变，压强p变小，由理想气体状态 出气体质量的比为-户=20 方程P =C可知，气体温度降低，故D错误故选A A2引故透九 4.(1)15次(2)1.5L )解析：人气体从状态A到B为等压变化，有公- 解析：(1)设打气筒打压n次可以使压强达到4am.初状 态：p1=1atm,V,=V+nV。,其中V=(7.5-6)L=1.5L=1.5× 选择性必修第三册学霸08 10cm3,末状态：p2=4atm,V2=V,由玻意耳定律得p1V= 10.C解析：CD.若A、B两点的温度变化不同，说明薄片具 P2V2,代人数据解得n=15.(2)设停止喷雾时贮液简内气 有各向异性，则薄片一定为晶体，故C正确，D错误： 体体积为V,由玻意耳定律得：P2V=p,V,4am×1.5L= AB.若A、B两点的温度变化相同，说明薄片具有各向同 1atm×V",解得：V=6L,故还剩药液体积为：7.5L-6L= 性而根据品体与非晶体的特性规律，单晶体具有各向异 1.5L. 性，非晶体与多品体具有各向同性，因此，薄片既有可能 5.B解析：以小玻璃罐内的气体为研究对象，依题意，设小 为非品体，也有可能为多品体.故AB错误故选C 玻璃罐的容积为V。,加热后，小罐内的空气的体积变为V, 第3关（练思锥宽度） 则有七、V 11.A解析：沿0,01和020，两对称轴测长方体电阻，所得 T。T T。 ,可得加热后罐内空 阻值相等，说明该物质沿0,0；和0205方向电阻率（即导 电性能)不同，即表现出各向异性的物理性质，即这块样 气的质量为m= 了m加热后冷却至室温，体积不变，故气 品可能是单晶体故选A 体做等客变化，有宁名可得耀肉空气的压强大个一 第5节液体 第1关（妹速度） TPo,故选B 1.D2.D3.C4.C5.B6.A7.B 第2关（练准确率） 6.(1)1:5(2)73.7℃ 8.C9.D10.B 解析：(1)加热前气体的温度为T=(273+7)K=280K,加 11.C解析：A.水滴与空气接触的表面层的水分子比水滴 热后的气体温度为T2=(273+77)K=350K,设圆柱形孔明 的内部稀疏，故A错误：BC.由图可知，水珠并没有浸润 灯的体积为V,逸出的气体的体积为△V,对剩余气体的体 口罩内侧，因此是合格产品，浸润与不浸润现象是相对 V-△V.V 积根据盖-吕萨克定律得 同温同压下，气体的 的，各种液体的密度、分子大小、分子间隙、分子间作用力 T.T 大小等都各不相同，因此口罩内侧材料并不一定对所有 质量比等于体积比，所以逸出的气体与加热前的质量比为 的液体都不浸润，只要对水不浸润，就是合格产品，故 △m1△V 。一，军得1一上，（之）可上于什的备界条件是受丁本白的 B错误，C正确：D.水滴附着层（即固液接触层）内水分子 比水滴内部稀疏，附着层水分子受到的水滴内分子的作 重力和内部气体的重力之和等于浮力，所以排出的气体的 用力比受到的口罩内侧固体材料分子的作用力大，因而 重力等于灯体的重力.设加热到，后排出的气体的体积为 使水滴表面紧绷而减小与口罩内侧固体材料的作用，故 △V2,P·△V2=m,对剩余气体的体积根据盖-吕萨克定律得 D错误故选C. V-△V2 T,273K根据题意得V=%,解得5，=73,7℃. 第3关（练思维宽度） 12.A解析：AB.水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管 7.A解析：设房间的体积为V,晚上压强为p,则在中午和晚 附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于 pV_0.93p(V+4 「。)，分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即 上时有 (273+7)K(273+37)K ,解得△y=4 ,中午房间 在毛细管内上升，面且毛细管越细，浸润液体在毛细管内 △V 上升的高度越大，故A正确，B错误：CD.水银对玻璃是 内逸出的空气质量与晚上房间内空气质量之比 不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子 25,故选A 密度较小，液体分子间距较大（大于。），此时附着层内 的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液 面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越 8(D102x10Pa(2)g 细，不浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故CD错误 解析：(1)设吸管内气体压强为P1,则有P=Po+Pg(L-h), 本章达标检测 解得p1=1.02x103Pa (2)吸管中的气体初始状态为po=1.0x10°Pa,V。=LS,T,= 1.C2.C3.B 4.A解析：因a、b内两部分气体的压强相等，则对两活塞及 300K 假设温度升高时，吸管中的气体没有溢出，而是膨胀成 连杆的整体受力分析可知pS。+PS,=PS。+pS,可知缸内 个整体，该整体的状态为P1=1.02×103Pa,V2=Va+V, 气体压强不变：若缸内气体的温度缓慢升高一点时，则气 体体积变大，因右侧活塞面积较大，则活塞向左移动一点 Z=367.2K则有o6_P T。T ,逸出气体的体积为V,= 故选A V,-V。,则从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始气体质 5.B解析：B.空气柱的压强p=ppgh',其中h'为a水银柱 的高度，由于'的大小不变，故空气柱的压强不变，故B正 量的比值？= 确：A.被封闭气体做等压变化，由于气体温度升高，根据 M V ,联立解得”。1 M6 盖-目萨克定律，=C可得，气体的休积增大，故空气柱的 第4节固体 长度增大，故A错误；CD.被封闭气体的压强p=P+Pgh,h 第1关（练速度） 不变，水银柱b的两个水银面的高度差h不变，水银柱b左 1.C2.B3.D4.D5.D 边液面不变，故CD错误故选B 第2关（练准确率） 6.C7.D8.C9.D 。.A解析：由理想气体状态方程可得=C,由题图p-T图 参考答案学霸09专题探究三 变质量问题 题型1等温变化中的变质量问题 A.m2:m1=20:21 B.m2:m1=1:21 1.(2023·山东临沂二模)自行车轮胎正常气压 C.m2:m1=19:20 D.m2:m1=1:1 约为大气压强P。的4倍，一同学骑自行车上 4.某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5L,如图 学时，发现自行车轮胎气压大约只有1.5po,于 所示，装入6L的药液后再用密封盖将贮液筒 是用家里容积为10cm3的圆柱形打气筒给自 密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能 行车轮胎充气.已知自行车轮胎的容积为 压入300cm3、1atm的空气，设整个过程温度 80cm,打气过程中气体温度不变，为使轮胎 保持不变，求： 内气体的压强达到正常值，该同学至少要打 (1)要使贮液筒中空气的压强达到4atm,打 气的次数为 () 气筒应打压几次？ A.16 B.20 C.24 D.36 (2)当贮液筒中空气的压强达到4atm时，打 2.容积V=10L的钢瓶充满氧气后，压强p= 开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相 20atm,打开钢瓶盖阀门，让氧气分别装到容 等，这时简内还剩多少药液？ 积为V。=5L的小瓶子中去，若小瓶子已抽成 真空，分装到小瓶子中的氧气压强均为P。= 2atm.在分装过程中无漏气现象，且温度保持 不变，那么最多可装的瓶数是 ( A.2瓶 B.18瓶 C.10瓶 D.20瓶 3.(2023·江苏昆山中 自动阀门 学期末)活塞式真空 密闭客器 活塞 活塞杆 泵的工作原理如图所 题型2等压、等容变化中的变质量问题 抽气筒 示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相 5.(2023·山西太原一模)“拔火罐”时，用点燃 连，当活塞从抽气筒的左端向右移动到右端 的酒精棉球加热小玻璃罐内的空气，随后迅 的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体 速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小 流入抽气筒，活塞从右端向左移动到左端的 罐便紧贴在皮肤上.假设加热前小罐内的空气 过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的 质量为m。、空气温度为室温T。,气压为标准 气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往 大气压P。;加热后小罐内的空气温度为T.则 复，密闭容器内的气体压强越来越小，若密闭 当紧贴在皮肤上的罐最后冷却为室温时，其 容器的容积为V,抽气简的容积为0.05V,抽气 罐内空气的质量和压强大小分别约为() 前密闭容器内气体的压强为Po,抽气过程中 T T T。T A. B. 气体的温度不变，若第1次抽气过程中被抽 出的气体质量为m1:第2次抽气过程中被抽 T。T T To D. 出的气体质量为m2,则 选择性必修第三册学霸026 6.(2023·重庆巴蜀中学质检)我国部分地区有 8.(2023·广东梅州三模)小明在使用运动吸管 放孔明灯祈福的习俗，如图所示为一圆柱形 杯时发现了这样的现象：在热力学温度恒为 孔明灯，下端开口，其底面面积S=0.52m2, 300K的室内，向吸管杯内注入开水并迅速盖 高h=1.0m,灯体的质量m=0.13kg,将灯体 上带有吸管的杯盖，吸管上端封闭、杯盖与杯 固定，加热灯内气体，当温度由7℃升至 体未拧紧，这时有大量气泡从吸管底溢出，过 77℃时，重力加速度取10m/s2,常压下7℃ 了一会儿，吸管底端不再有气泡溢出，此时水 空气密度p=1.3kg/m3,求： 与吸管内气体热力学温度均为367.2K,测得 (1)灯内逸出气体的质量与加热前灯内气体 杯体水面与吸管顶端的高度差h=2cm,吸管 的质量之比； 总长L=22cm.已知水面上方气体的压强始终 (2)灯体解除固定，灯内温度升高到多少孔明 与外界大气压强相同，外界大气压强P=1.0× 灯能升空？（保留一位小数） 10Pa,吸管内气体可视为理想气体，重力加 速度g取10m/s2,水的密度p=1.0× 103kg/m3,求： (1)吸管底端不再有气泡溢出时，吸管内气体 的压强； (2)从吸管内溢出气体的质量与吸管内初始 气体质量的比值， 杯盖 2 em 22m 题型3利用理想气体状态方程解决变质量 杯身 问题 7.“早穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜”，形容我 国新疆吐鲁番昼夜温差大的自然现象，利用这 一特点可以制作品质优良的葡萄干现有一葡 萄晾房四壁开孔，如图，房间内晚上温度7℃， 中午温度升为37℃，假设中午大气压强比晚 上减小7%，则中午房间内逸出的空气质量与 晚上房间内空气质量之比为 () 4 4 3 A. 25 B. 21 0.31 D.3 8 第二章学霸027