第1章 专题强化练5 变质量问题（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

专题强化练5　变质量问题 1.(经典题)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ΔV=500 cm3,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,则应用这个打气筒打气的次数为(设打气过程中空气的温度不变) (　　) A.5　　　　B.10　　　　C.15　　　　D.20 2.(2023辽宁重点高中期中)用活塞式抽气机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,要使容器内剩余气体的压强减为原来的,抽气次数应为 (　　) A.3　　　　B.4　　　　C.5　　　　D.6 3.(多选题)(2024云南曲靖一中月考)打篮球是许多同学喜爱的一项体育活动,篮球正常使用时气压范围为1.5~1.6 atm。小明和同学们来到室内篮球场打篮球,发现篮球场内的篮球气压不足,测得篮球内部气体的压强为1.2 atm。如图所示,小明同学用手持式打气筒在室内给篮球打气,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。已知篮球的体积V=5 L,大气压强恒为p0=1.0 atm,打气过程中篮球体积和球内气体温度均视为不变,室内温度t1=24 ℃,室外温度t2=27 ℃。下列说法正确的是 (　　) A.若同学们在室内篮球场玩,最少需打气11次 B.若同学们在室内篮球场玩,最少需打气12次 C.若同学们将篮球带到室外篮球场玩,最多能打气15次 D.若同学们将篮球带到室外篮球场玩,最多能打气16次 4.(2024山东德州模拟)充气浴缸具有占据空间小、携带方便、舒适等优点。如图就是一种三层充气浴缸,浴缸的每一层单独充气,充满气后每一层高0.3 m,在使用充气浴缸洗浴时,注入的水不得超过最上面一层与第二层的分界线,现在要把充气浴缸充满气体,每一层充满气体后气体体积大约是0.6 m3,气体压强约为1.005 atm,小明从下往上依次给三层充气,打气筒的容积大约为0.003 m3,当天的气温为27 ℃,大气压强为1 atm。 (1)请估算小明同学至少要用打气筒打多少次才能使充气浴缸正常工作? (2)根据使用要求,将47 ℃的水加到允许水位的最高点,假设水温在较短时间内不发生变化,第二层的体积此时被压缩了0.01 m3,试估算加水后较短时间内第二层内部的气体压强。(计算结果保留两位小数) 5.(2024山东日照一模)目前国内最大的单体冷库容量为四十六万吨。夏季某天外界气温为37 ℃,冷库内的温度为-23 ℃,冷库与外界之间有一个穿堂,温度为10 ℃。一辆货车在冷库内时轮胎内压强为2.6 atm,到外界后为避免温度高时胎内压强过高造成爆胎,必须及时放气,使轮胎内压强降至2.2 atm。已知轮胎的容积恒为30 L,轮胎内气体可视为理想气体,气体温度和外界温度相同,计算结果均保留两位小数。 (1)货车离开冷库的过程中,轮胎内气体压强升高,请从微观角度解释气体压强升高的原因; (2)求货车在穿堂内行驶时轮胎内气体的压强; (3)求货车离开冷库后放出气体的质量与轮胎内原有气体的质量比。 6.(2024江苏海安高级中学月考)负压救护车的负压舱内部结构如图所示,该种车辆主要用于某些疾病患者的转运与抢救。利用技术手段,使负压舱内气压低于外界大气压,所以空气只能由负压舱外流向负压舱内,而且负压舱还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。某负压救护车的负压舱没有启动时,舱内的气体压强为p0,温度为T0,体积为V0。启动负压舱后,按照技术标准要求负压舱外和舱内的压强差在~范围内,外界大气压强为p0。 (1)若不启动负压舱,舱内气体与外界没有循环交换,在负压舱内温度升高到T0时,求舱内气体的压强p1; (2)若启动负压舱,舱内的温度保持T0不变,为达到要求的负压值,求舱内减少的气体在压强为p0状态下的体积V1至少为多少? 答案与分层梯度式解析 专题强化练5　变质量问题 1.C　因为温度不变,可应用玻意耳定律求解。pV+np1ΔV=p'V,代入数据得1.5 atm×3 L+n×1 atm×0.5 L=4 atm×3 L,解得n=15,故C正确。 2.B　设玻璃瓶的容积是V,抽气机的容积是V0,气体发生等温变化,由玻意耳定律可得:pV=p(V+V0),解得V0=V,设抽n次后,剩余气体压强变为原来的,由玻意耳定律可得,抽一次时,pV=p1(V+V0),得p1=p,抽两次时,p1V=p2(V+V0),得p2=p,抽n次时,pn=p=p,解得n=4,故B正确。 3.BC　若同学们在室内篮球场玩,设最少需打气n次,原来篮球内部的压强为p1,打气筒每打一次的气体体积为V0,则根据玻意耳定律p1V+np0V0=pminV,解得n=12,故A错误,B正确;室内的热力学温度为T1=t1+273 K=297 K,室外的热力学温度为T2=t2+273 K=300 K,若同学们将篮球带到室外篮球场玩,设最多能打气k次,根据理想气体状态方程有=,解得k=15.36,即最多能打气15次,故C正确,D错误。 4.答案　(1)603次　(2)1.09 atm 解析　(1)充气过程可看成是等温变化,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2 其中p1=1 atm,V1=(0.003n) m3,p2=1.005 atm,V2=3×0.6 m3 解得小明同学至少要用打气筒打气次数为n=603。 (2)以第二层浴缸为研究对象,由理想气体状态方程有= 其中p2=1.005 atm,V=0.6 m3,T1=300 K,T2=320 K,ΔV=0.01 m3 解得p3=1.09 atm。 5.答案　(1)见解析　(2)2.49 atm　(3)0.19 解析　(1)货车离开冷库的过程中,温度升高,气体平均分子动能增大,气体体积不变,单位时间对轮胎单位面积平均碰撞次数增加,与轮胎壁碰撞时对轮胎壁的冲击力变大,则气体的压强增大。 (2)货车在冷库中时,放气后有p1=2.2 atm,T1=(-23+273) K=250 K 货车在穿堂中时,有T2=(10+273) K=283 K 气体做等容变化,则有= 解得货车在穿堂内行驶时轮胎内气体的压强p2=2.49 atm。 (3)货车离开冷库后,温度T3=(37+273) K=310 K,压强p3=2.2 atm 设放出压强为2.2 atm的气体的体积为ΔV,根据理想气体状态方程有= 解得放出气体的质量与轮胎内原有气体的质量比=0.19。 6.答案　(1)p0　(2) 解析　(1)由于舱内气体与外界没有循环交换,舱内气体做等容变化,由查理定律可得= 解得p1=p0。 (2)舱内减少的气体越多,舱外和舱内的压强差越大,为使负压值达到标准,减少的气体最少时,压强差为,启动负压舱,设舱内原有气体的体积变为V0+ΔV,压强为p2,由题意可得 p2=p0- 由玻意耳定律可得 p0V0=p2(V0+ΔV) 解得ΔV= 以减少的气体为研究对象,由玻意耳定律可得 p2ΔV=p0V1 解得V1=。 7 学科网（北京）股份有限公司 $