16.6 变质量气体问题 专项训练 -2027届高考物理一轮复习100考点精练
2026-06-17
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 气体 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.33 MB |
| 发布时间 | 2026-06-17 |
| 更新时间 | 2026-06-17 |
| 作者 | 王者风范物理工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-17 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58379124.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦变质量气体问题,通过16道典型题构建“情境-模型-方程”解题逻辑,强化理想气体状态方程的动态应用,渗透科学思维中的模型建构与推理。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础应用|5题(如爆米花机冷却、牛顿管压强)|单一过程质量变化,直接应用气体实验定律|以克拉珀龙方程为核心,建立“质量与状态参量”关联|
|综合拓展|11题(如鱼鳔调节、海底储CO₂)|多过程/多气室系统,需等效转化为定质量问题|通过分态法/虚拟法实现变质量到定质量的转化,深化物理观念中的能量与物质观念|
内容正文:
2027高考物理一轮复习100考点精练
第十六章 热学
考点16.6 变质量气体问题
【考点精练】
1. (山西大同2025学年高三5月质量检测卷)爆米花是很多同学喜爱的零食,如图所示,爆米花机被清空里面的爆米花后开口向上放置在一边冷却,开始时机内气体温度为127℃,过一段时间后,气体温度降为27℃,大气压强不变,则此时机内气体质量是开始时气体质量的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
【答案】D
【解析】开始时机内气体温度为T1=(127+273)K=400K时,体积为V,降温发生等压变化,当温度降为T2=(27+273)K=300K时,这部分气体的体积为,根据盖—吕萨克定律则有
解得
则降温后机内气体质量m与开始时机内气体质量之比为
此时机内气体质量是开始时气体质量的倍。故选D。
2.(8分)(2026山东日照三模)
某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚、可认为体积恒定,B室壁簿,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为的鱼静止在水面下处,此时室内气体体积为,设室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为,重力加速度为。大气压强为。
(1)若鱼上升到水面下处,且保持室内气体质量不变,不考虑水的阻力,求此时鱼的加速度;
(2)若鱼静止于水面下处,求从室充入室的气体质量与室内原来气体质量之比。
解析:(1)由题知开始时鱼静止在H处,设此时鱼的体积为
有(1分)
B室内气体压强与鱼体外压强相等,鱼静止在H处时,
压强(1分)
鱼上升到水面下处,设B室内气体体积V’,压强
根据玻意耳定律,(1分)
根据牛顿第二定律(1分)
可得(1分)
(2)鱼静止在水中任何位置,均有,则B室气体体积保持不变
鱼静止于水面下2H处时,B室内的压强
设B室内吸入的气体体积为△V,根据玻意耳定律有(1分)
从A室充入B室的气体质量与B室内原来气体质量之比
(2分)
3.(2026甘肃岷县三模)(15分)受啤酒在较高压强下能够溶解大量二氧化碳得启发,科学家设想了减低温室效应的“中国办法”:用压缩机将二氧化碳送入深海底,由于海底压强很大,海水能够溶解大量得二氧化碳使其永久储存起来,这样就为温室气体找到了一个永远的“家”.现将过程简化如下:在海平面上,开口向上、导热良好的汽缸内封存有一定量的气体,用压缩机对活塞施加竖直向下的压力F,此时缸内气体体积为、温度为保持F不变,将该容器缓慢送入温度为T、距海平面深为h的海底.已知大气压强为,活塞横截面为S,海水的密度为,重力加速度为g。计活塞质量,缸内的始终可视为理想气体,求:
(1)在海底时的体积;
(2)若打开阀门K,使容器内的一半质量的二氧化碳缓慢排出,当容器的体积变为打开阀门前的时关闭阀门,则此时压缩机给活塞的压力是多大?
答案:(1)(2)
解析:(1)平面上的的压强:
距海平面h高处的压强
由理想气体状态方程得
(2)以一般质量的气体为研究对象,溶解后容器内的压强
由玻意耳定律得
由题意得
4.(2026江西“三新”协同共同体模拟)某款温度报警器的结构简图如图所示。竖直放置的导热汽缸顶端有一气孔和大气相通且内表面安装了一个报警器(大小不计),底端左侧装有充气阀门。某次测试时关闭充气阀门,汽缸下部分通过轻质活塞(厚度不计)封闭一定质量的理想气体,当测试环境的热力学温度时,活塞与汽缸底端的距离,当测试环境的热力学温度缓慢升到时,活塞刚好触及报警器,触发报警。不计活塞和汽缸间的摩擦,测试环境气压始终不变。
(1)求汽缸顶端到底端的距离;
(2)通过充气阀门向汽缸下部分充入同种气体,使得触发报警的热力学温度变为,求充入气体质量与汽缸下部分原有气体质量的比值。
答案.(1) (2)
【解析】(1)设活塞的横截面积为,测试环境的热力学温度缓慢升高至过程中,气体发生等压变化,满足
解得。
(2)对充气完成后的气体,测试环境的热力学温度缓慢升高至过程中,气体发生等压变化,有
因此,充入气体的质量与汽缸下部分原有气体质量的比值
联立解得
5. (2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考)某压力锅结构如图所示,厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖,并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时,压力阀刚要被顶起而发出嘶响声;继续加热,当锅内温度为117℃时达到沸点,停止加热。设压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变。已知加热前锅内温度为27℃,压强为1atm,忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化,气体可视为理想气体。求:
(1)压力阀刚要被顶起时锅内温度;
(2)停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比值。
【答案】(1)或;(2)
【解析】(1)设加热前锅内温度为,压强为,当加热至锅内庄强为时,压力阀刚要被顶起,由查理定律得
得 (或)
(2)设压力阀刚要被顶起时锅内气体体积为,温度达到沸点时温度为,从压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变,由盖-吕萨克定律有
得
停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比为
6. (2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考)图为演示实验所使用的牛顿管,课后某同学在观察实验使用的抽气真空泵后,得知做演示实验时牛顿管内依然残留有稀薄的气体,并不是绝对真空。若某天下午物理课期间环境温度为27℃,抽气完成后的牛顿管内气体压强为,且课后未打开牛顿管的通气阀门。大气压强恒为,牛顿管气密性和导热性均良好,将管中空气视为理想气体,求:
(1)当天傍晚环境温度降到17℃时,牛顿管内气体压强;
(2)演示时抽气后的牛顿管管内气体质量与抽气前管内气体质量之比。
【答案】(1)29Pa;(2)
【解析】(1)因为牛顿管气密性和导热性均良好,所以可以认为是等容变化,根据查理定律,有
代入数据,得
解得傍晚环境温度降到17℃时,牛顿管内气体压强为29Pa;
(2)抽气前后的过程,以抽气前牛顿管中的气体为研究对象,根据玻意耳定律,有
代入数据解得
抽气后的牛顿管管内气体质量与抽气前管内气体质量之比等于体积之比,即
7. (江西省重点中学盟校2024—2025年高三第二次联考)佛山陶瓷名扬天下,如图所示为某陶瓷窑结构的示意图。某次烧制前,封闭在窑内的气体压强为,温度为室温。烧制时为避免窑内气压过高,窑上有一个单向排气阀,已知当窑内气体温度为时,单向排气阀开始排气,此后窑内气体压强保持不变,温度逐渐升高至烧制温度。气体可视为理想气体。求:
(1)排气阀开始排气时窑内气体的压强;
(2)本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)
由题意可知,排气阀开始排气前,气体体积不变,
初状态时,温度为
末状态时压强为,温度为
对气体,由查理定律可得
解得排气阀开始排气时窑内气体的压强为
(2)排出气体后,气体发生等压变化,由盖-吕萨克定律可得
解得
则排出的气体的体积为
则排出的气体占原有气体的质量比为
【点睛】本题考查的查理定律及盖-吕萨克定律的应用,解决本题的关键在于理解由于气体的密度不变可根据烧制排出的气体占原有气体体积的比例求得质量的比例。
8. (河北省“五个一”名校联盟高三年级第二次联考) 根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》,驾驶机动车不得有连续超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟的行为。连续长时间驾驶机动车除了会使驾驶员疲劳外,也会使汽车的轮胎因摩擦升温,需停车降温冷却。若某只轮胎内的气体的热力学温度K,内部气体压强Pa,轮胎内气体可视为理想气体,轮胎内部体积m3,且保持不变。
(1)求当汽车运动中轮胎内气体的温度升到K时轮胎内气体的压强;
(2)轮胎内的气体的热力学温度恢复到300K时,若给轮胎充气,使其内部气体压强达到Pa,不计温度变化,求充入的标准气压(Pa,K)气体的体积。
【答案】(1)Pa
(2)m3
【解析】(1)轮胎内气体做等容变化,有
解得Pa
(2)由题意有
解得m3
9.(2025届山西省临汾市高考考前适应性训练)“极目一号”是我国自主研发的浮空艇,浮空艇内有一个容积不变的储气罐。在地面时,储气罐内密封有压强为,温度为27℃的空气(可视为理想气体);当到达指定高度时,为了保持平衡,储气罐开始缓慢向外放出气体,罐内气体压强变为,温度降为。求:
(1)储气罐放出气体的质量占原来气体质量的比例;
(2)放出气体后,储气罐中气体的密度是原来气体密度的多少倍?
答案.(1) (2)
【解析】(1)储气罐在地面时,有,
储气罐在高空中时,有,
由理想气体状态方程可得
解得
则放出气体的体积为
所以放出气体的质量占原来气体质量的比例
解得
(2)罐内剩余气体的质量与原有气体质量之比
根据密度公式可知,
储气罐中气体的密度是原来气体密度的倍。
10. (宁夏白银市一中、八中、银光中学2025年5月高三适应性) 千余年来,景德镇制瓷业集历代名窑之大成,汇各地技艺之精华,形成了独树一帜的手工制瓷工艺生产体系,创造了中国陶瓷史上最辉煌灿烂的一段历史。瓷器的烧制可以采用窑炉。如图是窑炉的简图,上方有一单向排气阀,当窑内气压升高到(为大气压强)时,排气阀才会开启,压强低于时,排气阀自动关闭,某次烧制过程,初始时窑内温度为,窑内气体体积为,压强为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高。不考虑瓷胚体积的变化,气体可视为理想气体,已知热力学温度与摄氏温度的关系:。
(1)排气阀开始排气时,窑内气体温度;
(2)求窑内温度为稳定时,窑内气体质量与窑内原有(初始)气体质量的比值。
【答案】(1)627°C
(2)3∶5
【解析】
(1)对封闭在气窑内的气体,排气前容积不变,烧制前温度为
排气阀刚开启则气体升温过程中发生等容变化,根据查理定律有
解得
(2)当气体温度为,压强为时,体积为,根据理想气体状态方程有
解得
所以
11 . (山东青岛2025年高三年级第三次适应性检测)实验时某同学发现橡皮塞卡在装有水的玻璃瓶的瓶口无法取出,为取出橡皮塞该同学采取了以下措施:他先将玻璃瓶置于温度为87℃的恒温水中,稳定后橡皮塞恰好移动;然后将瓶从水中取出静置足够长时间,用注射器缓慢向瓶内注入150mL空气后,橡皮塞恰好移动,已知玻璃瓶容积为1000mL,橡皮塞的横截面积为2×10-3m2,橡皮塞与瓶口间的滑动摩擦力为40N,环境温度始终为15℃,大气压强为1.0×105Pa,整个过程橡皮塞密封性良好,不计橡皮塞质量及体积。求:
(1)玻璃瓶中水的体积;
(2)注射器注入的空气与瓶内原有空气的质量比。
【答案】(1)375mL (2)
【解析】(1)加热过程气体经历等容变化,则,
解得
充气过程中,
解得
(2)瓶内原有气体,根据玻意耳定律可得
注入气体与原有气体质量的比值
12. (2025届江苏泰州高三年级二模联考)夏天高温天气下,在某次行驶中,胎压监测系统(TPMS)显示一条轮胎的胎压为3.20atm,温度为47℃。考虑到胎压过高可能影响行车安全,驾驶员采取了相应的措施。假设轮胎内部体积保持不变,气体视为理想气体。求:
(1)措施一,驾驶员将车辆停放到27℃的车库,足够长时间后胎压的数值;
(2)措施二,驾驶员快速放出的气体后,轮胎内部温度迅速降至27℃,此时胎压的数值。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)根据查理定律
即
解得
(2)快速放出的气体可以等效为气体体积膨胀为原来的倍,根据
即
解得
13(2024山东青岛一模)如图,汽车上的安全气囊最早由赫特里克于1953年发明并得到普及。在汽车正常行驶时,气囊内原有气体体积忽略不计。当汽车受到猛烈撞击时会引燃气体发生剂,产生大量气体,极短时间内充满气囊。充气过程中,气囊上可变排气孔是封闭的,充气结束时内部气体的压强为p、体积为V、温度为T,气体可视为理想气体。
(1)已知大气压强为,求充气过程中气囊克服外界大气压强所做的功;
(2)撞击后,车上驾乘人员因惯性挤压安全气囊导致可变排气孔开始排气,当内部气体压强为、体积为、温度为时,恰好不再排气,求排出气体质量与排气前气体总质量之比。
解析.(7分)(1)充气过程中气囊克服外界大气压强所做的功
(2)对气囊内所有的气体由理想气体状态方程得
从气囊内排出气体的体积为
排出气体质量与排气前气体总质量的之比为
评分标准:第1问,2分;第2问,5分。共7分。
14. (2024年1月河北大联考)如图所示,一个导热性能良好的密闭容器的容积为50L,打气筒与密闭容器通过单向阀门相连,可以对容器进行打气。当环境温度为时,容器内封闭气体的压强为1.4atm。当环境温度升高到后,打气筒开始对其打气,每次可为其充入1atm的气体0.2L。忽略打气过程中气体温度的变化。已知热力学温度T与摄氏温度t满足,求:
(1)当环境温度升高到后,打气前容器中气体的压强;
(2)打气筒对其打气300次后,容器内气体的压强。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)由题意可知,环境原来温度
压强,环境温度变化后的温度
压强为,由查理定律得
解得打气前容器中气体的压强
(2)设打气筒对其打气300次后,容器内气体的压强为,打气前后气体温度不变,由玻意耳定律得
解得
15. (2024江苏南京27中期末)在抗击新冠肺炎疫情期间,很多公共场所采用压缩式喷雾器来消毒。如图所示,喷雾器药液桶的总容积为V0,初始时,进液口和喷液口均关闭,桶内药液上方空气的压强为3p0,体积为。打开喷液口,喷洒消毒液,一段时间后关闭喷液口,此时药液桶内空气的强为2p0。不考虑打气筒与药液桶连接管内空气的体积,整个过程视为等温变化,大气压为标准大气压强p0。
(1)关闭喷液口时,已喷出消毒液体积是多少?
(2)每次打气,能打入压强为p0、体积为的空气,为了使药液桶内空气压强不小于3p0,至少需要打气多少次?
【参考答案】(1);(2)10次
【名师解析】
(1)已封闭气体为研究对象,由于气体发生等温变化,可知
解得
(2)等温变化可得
解得
n=10次
16. (2024安徽合肥一中等省10联考)某品牌汽车去保养时,维修师傅将轮胎气压调整为,此时的环境温度为7℃。内部气体可看作理想气体,轮胎容积可视为不变。求:
(1)汽车行驶过程中胎压传感器检测到胎压为,则此时轮胎内的气体温度为多少摄氏度;
(2)若汽车轮胎漏气,再次去保养时,检测到胎压还是,此时环境温度为27℃。求漏出气体质量和车胎内原有气体(漏气之前)质量之比。
【答案】(1);(2)
【解析】
(1)根据等容变化有
解得
(2)根据等压变化有
而
解得
1
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2027高考物理一轮复习100考点精练
第十六章 热学
考点16.6 变质量气体问题
【考点精练】
1. (山西大同2025学年高三5月质量检测卷)爆米花是很多同学喜爱的零食,如图所示,爆米花机被清空里面的爆米花后开口向上放置在一边冷却,开始时机内气体温度为127℃,过一段时间后,气体温度降为27℃,大气压强不变,则此时机内气体质量是开始时气体质量的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
2.(8分)(2026山东日照三模)
某些鱼类通过调节体内鱼鳔的体积实现浮沉。如图所示,鱼鳔结构可简化为通过阀门相连的A、B两个密闭气室,A室壁厚、可认为体积恒定,B室壁簿,体积可变;两室内气体视为理想气体,可通过阀门进行交换。质量为的鱼静止在水面下处,此时室内气体体积为,设室内气体压强与鱼体外压强相等、鱼体积的变化与室气体体积的变化相等,鱼的质量不变,鱼鳔内气体温度不变。水的密度为,重力加速度为。大气压强为。
(1)若鱼上升到水面下处,且保持室内气体质量不变,不考虑水的阻力,求此时鱼的加速度;
(2)若鱼静止于水面下处,求从室充入室的气体质量与室内原来气体质量之比。
3.(2026甘肃岷县三模)(15分)受啤酒在较高压强下能够溶解大量二氧化碳得启发,科学家设想了减低温室效应的“中国办法”:用压缩机将二氧化碳送入深海底,由于海底压强很大,海水能够溶解大量得二氧化碳使其永久储存起来,这样就为温室气体找到了一个永远的“家”.现将过程简化如下:在海平面上,开口向上、导热良好的汽缸内封存有一定量的气体,用压缩机对活塞施加竖直向下的压力F,此时缸内气体体积为、温度为保持F不变,将该容器缓慢送入温度为T、距海平面深为h的海底.已知大气压强为,活塞横截面为S,海水的密度为,重力加速度为g。计活塞质量,缸内的始终可视为理想气体,求:
(1)在海底时的体积;
(2)若打开阀门K,使容器内的一半质量的二氧化碳缓慢排出,当容器的体积变为打开阀门前的时关闭阀门,则此时压缩机给活塞的压力是多大?
4.(2026江西“三新”协同共同体模拟)某款温度报警器的结构简图如图所示。竖直放置的导热汽缸顶端有一气孔和大气相通且内表面安装了一个报警器(大小不计),底端左侧装有充气阀门。某次测试时关闭充气阀门,汽缸下部分通过轻质活塞(厚度不计)封闭一定质量的理想气体,当测试环境的热力学温度时,活塞与汽缸底端的距离,当测试环境的热力学温度缓慢升到时,活塞刚好触及报警器,触发报警。不计活塞和汽缸间的摩擦,测试环境气压始终不变。
(1)求汽缸顶端到底端的距离;
(2)通过充气阀门向汽缸下部分充入同种气体,使得触发报警的热力学温度变为,求充入气体质量与汽缸下部分原有气体质量的比值。
5. (2025届信阳潢川县一高和高级中学二模联考)某压力锅结构如图所示,厨师将食材放进锅内后盖上密封锅盖,并将压力阀套在出气孔上开始加热烹煮。当加热至锅内压强为1.27atm时,压力阀刚要被顶起而发出嘶响声;继续加热,当锅内温度为117℃时达到沸点,停止加热。设压力阀刚要被顶起到达到沸点的过程,锅内压强不变。已知加热前锅内温度为27℃,压强为1atm,忽略加热过程水蒸气和食材(包括水)导致的气体体积变化,气体可视为理想气体。求:
(1)压力阀刚要被顶起时锅内温度;
(2)停止加热时放出气体的质量与加热前锅内气体质量的比值。
6. (2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考)图为演示实验所使用的牛顿管,课后某同学在观察实验使用的抽气真空泵后,得知做演示实验时牛顿管内依然残留有稀薄的气体,并不是绝对真空。若某天下午物理课期间环境温度为27℃,抽气完成后的牛顿管内气体压强为,且课后未打开牛顿管的通气阀门。大气压强恒为,牛顿管气密性和导热性均良好,将管中空气视为理想气体,求:
(1)当天傍晚环境温度降到17℃时,牛顿管内气体压强;
(2)演示时抽气后的牛顿管管内气体质量与抽气前管内气体质量之比。
7. (江西省重点中学盟校2024—2025年高三第二次联考)佛山陶瓷名扬天下,如图所示为某陶瓷窑结构的示意图。某次烧制前,封闭在窑内的气体压强为,温度为室温。烧制时为避免窑内气压过高,窑上有一个单向排气阀,已知当窑内气体温度为时,单向排气阀开始排气,此后窑内气体压强保持不变,温度逐渐升高至烧制温度。气体可视为理想气体。求:
(1)排气阀开始排气时窑内气体的压强;
(2)本次烧制排出的气体占原有气体质量的比例。
8. (河北省“五个一”名校联盟高三年级第二次联考) 根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》,驾驶机动车不得有连续超过4小时未停车休息或者停车休息时间少于20分钟的行为。连续长时间驾驶机动车除了会使驾驶员疲劳外,也会使汽车的轮胎因摩擦升温,需停车降温冷却。若某只轮胎内的气体的热力学温度K,内部气体压强Pa,轮胎内气体可视为理想气体,轮胎内部体积m3,且保持不变。
(1)求当汽车运动中轮胎内气体的温度升到K时轮胎内气体的压强;
(2)轮胎内的气体的热力学温度恢复到300K时,若给轮胎充气,使其内部气体压强达到Pa,不计温度变化,求充入的标准气压(Pa,K)气体的体积。
9.(2025届山西省临汾市高考考前适应性训练)“极目一号”是我国自主研发的浮空艇,浮空艇内有一个容积不变的储气罐。在地面时,储气罐内密封有压强为,温度为27℃的空气(可视为理想气体);当到达指定高度时,为了保持平衡,储气罐开始缓慢向外放出气体,罐内气体压强变为,温度降为。求:
(1)储气罐放出气体的质量占原来气体质量的比例;
(2)放出气体后,储气罐中气体的密度是原来气体密度的多少倍?
10. (宁夏白银市一中、八中、银光中学2025年5月高三适应性) 千余年来,景德镇制瓷业集历代名窑之大成,汇各地技艺之精华,形成了独树一帜的手工制瓷工艺生产体系,创造了中国陶瓷史上最辉煌灿烂的一段历史。瓷器的烧制可以采用窑炉。如图是窑炉的简图,上方有一单向排气阀,当窑内气压升高到(为大气压强)时,排气阀才会开启,压强低于时,排气阀自动关闭,某次烧制过程,初始时窑内温度为,窑内气体体积为,压强为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高。不考虑瓷胚体积的变化,气体可视为理想气体,已知热力学温度与摄氏温度的关系:。
(1)排气阀开始排气时,窑内气体温度;
(2)求窑内温度为稳定时,窑内气体质量与窑内原有(初始)气体质量的比值。
11 . (山东青岛2025年高三年级第三次适应性检测)实验时某同学发现橡皮塞卡在装有水的玻璃瓶的瓶口无法取出,为取出橡皮塞该同学采取了以下措施:他先将玻璃瓶置于温度为87℃的恒温水中,稳定后橡皮塞恰好移动;然后将瓶从水中取出静置足够长时间,用注射器缓慢向瓶内注入150mL空气后,橡皮塞恰好移动,已知玻璃瓶容积为1000mL,橡皮塞的横截面积为2×10-3m2,橡皮塞与瓶口间的滑动摩擦力为40N,环境温度始终为15℃,大气压强为1.0×105Pa,整个过程橡皮塞密封性良好,不计橡皮塞质量及体积。求:
(1)玻璃瓶中水的体积;
(2)注射器注入的空气与瓶内原有空气的质量比。
12. (2025届江苏泰州高三年级二模联考)夏天高温天气下,在某次行驶中,胎压监测系统(TPMS)显示一条轮胎的胎压为3.20atm,温度为47℃。考虑到胎压过高可能影响行车安全,驾驶员采取了相应的措施。假设轮胎内部体积保持不变,气体视为理想气体。求:
(1)措施一,驾驶员将车辆停放到27℃的车库,足够长时间后胎压的数值;
(2)措施二,驾驶员快速放出的气体后,轮胎内部温度迅速降至27℃,此时胎压的数值。
13(2024山东青岛一模)如图,汽车上的安全气囊最早由赫特里克于1953年发明并得到普及。在汽车正常行驶时,气囊内原有气体体积忽略不计。当汽车受到猛烈撞击时会引燃气体发生剂,产生大量气体,极短时间内充满气囊。充气过程中,气囊上可变排气孔是封闭的,充气结束时内部气体的压强为p、体积为V、温度为T,气体可视为理想气体。
(1)已知大气压强为,求充气过程中气囊克服外界大气压强所做的功;
(2)撞击后,车上驾乘人员因惯性挤压安全气囊导致可变排气孔开始排气,当内部气体压强为、体积为、温度为时,恰好不再排气,求排出气体质量与排气前气体总质量之比。
14. (2024年1月河北大联考)如图所示,一个导热性能良好的密闭容器的容积为50L,打气筒与密闭容器通过单向阀门相连,可以对容器进行打气。当环境温度为时,容器内封闭气体的压强为1.4atm。当环境温度升高到后,打气筒开始对其打气,每次可为其充入1atm的气体0.2L。忽略打气过程中气体温度的变化。已知热力学温度T与摄氏温度t满足,求:
(1)当环境温度升高到后,打气前容器中气体的压强;
(2)打气筒对其打气300次后,容器内气体的压强。
15. (2024江苏南京27中期末)在抗击新冠肺炎疫情期间,很多公共场所采用压缩式喷雾器来消毒。如图所示,喷雾器药液桶的总容积为V0,初始时,进液口和喷液口均关闭,桶内药液上方空气的压强为3p0,体积为。打开喷液口,喷洒消毒液,一段时间后关闭喷液口,此时药液桶内空气的强为2p0。不考虑打气筒与药液桶连接管内空气的体积,整个过程视为等温变化,大气压为标准大气压强p0。
(1)关闭喷液口时,已喷出消毒液体积是多少?
(2)每次打气,能打入压强为p0、体积为的空气,为了使药液桶内空气压强不小于3p0,至少需要打气多少次?
16. (2024安徽合肥一中等省10联考)某品牌汽车去保养时,维修师傅将轮胎气压调整为,此时的环境温度为7℃。内部气体可看作理想气体,轮胎容积可视为不变。求:
(1)汽车行驶过程中胎压传感器检测到胎压为,则此时轮胎内的气体温度为多少摄氏度;
(2)若汽车轮胎漏气,再次去保养时,检测到胎压还是,此时环境温度为27℃。求漏出气体质量和车胎内原有气体(漏气之前)质量之比。
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