高考物理二轮复习 100考点千题精练 第十四章 热学 专题14.9 与气体相关的实际问题-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题14.9 与气体相关的实际问题1(10分)如图所示为气压式保温瓶的原理图，整个保温瓶的容积为V，现瓶中装有体积为V的水，瓶中水的温度为T1，管内外液面一样高，瓶中水面离出水口的高度为h，已知水的密度为，大气压强为p0，不计管的体积，重力加速度为g.若从顶部向下按活塞盖子，假设按压的过程缓慢进行，则瓶内空气压缩量至少为多少，才能将水压出？若瓶的气密性非常好，则瓶中气体的温度降为T2时，管内外液面高度差为多少？若瓶的气密性非常好，则瓶中气体的温度降为T2的过程中，气体发生的是等容变化，设温度为T2时，管内外液面的高度差为H，则这时气体的压强为p0gH则有求得H2(10分)某同学家新买了一双门电

2、冰箱，冷藏室容积107 L，冷冻室容积118 L，假设室内空气为理想气体(绝对零度取273 )若室内空气摩尔体积为22.5103 m3/mol，阿伏加德罗常数NA6.01023mol1，在家中冰箱不通电的情况下关闭冰箱密封门后，电冰箱的冷藏室和冷冻室内大约共有多少个空气分子？若室内温度为27 ，大气压强为1105 Pa，关闭冰箱密封门通电工作一段时间后，冷藏室内温度降为6 ，冷冻室内温度降为9 ，此时冷藏室与冷冻室中空气的压强差为多大？冰箱工作时把热量从温度较低的冰箱内部传到温度较高的冰箱外部，请分析说明这是否违背热力学第二定律3.（2017全国III卷332）一种测量稀薄气体压强的仪器如图（

3、a）所示，玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管和。长为，顶端封闭， 上端与待测气体连通；下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通。开始测量时，与相通；逐渐提升R，直到中水银面与顶端等高，此时水银已进入，且中水银面比顶端低h，如图（b）所示。设测量过程中温度、与相通的待测气体的压强均保持不变，已知和的内径均为d，的容积为，水银的密度为，重力加速度大小为g。求：（i）待测气体的压强；（ii）该仪器能够测量的最大压强。【答案】（i）；（ii）设末状态时研究对象压强为，末状态时由理想气体状态方程有，由连通器原理有：联立以上方程可解出：（ii）随着的增加，单调递增，由题意有，当时是该仪器能够测量的最大

4、压强，即，4.（2017全国II卷332）一热气球体积为V，内部充有温度为Ta的热空气，气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度为T0时的密度为0，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g。（i）求该热气球所受浮力的大小；（ii）求该热气球内空气所受的重力；（iii）设充气前热气球的质量为m0，求充气后它还能托起的最大质量。【参考答案】（i） （ii） （iii）【参考解析】（i）设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为 温度为T时的体积为VT，密度为：由盖吕萨克定律可得： 联立解得： 气球所受的浮力为： 联立解得： 5(10分)用传统的打气筒给

5、自行车打气时，不好判断是否已经打足了气某研究性学习小组的同学经过思考，解决了这一问题他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装(示意图如图甲所示)：圆柱形打气筒高H，内部横截面积为S，底部有一单向阀门K，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时可将打气筒内气体推入容器B中，B的容积VB3HS，向B中打气前A、B中气体初始压强均为p0，该组同学设想在打气筒内壁焊接一卡环C(体积不计)，C距气筒顶部高度为hH，这样就可以自动控制容器B中的最终压强求：假设气体温度不变，第一次将活塞从打气筒口压到C处时，容器B内的压强；要使容器B内压强不超过5p0，h与H之比应为多大【名师解析】第一次将活

6、塞从打气筒口压到C处时，设容器B内的压强为pB，C距底部HhH/3由玻意耳定律得p0(VBHS)pB(VBHS/3)解得 pB1.2p0对打气筒内的气体，要使容器B内压强不超过5p0，意味着活塞从顶端下压至C处时，打气筒C处以下的压强不能超过5p0，由玻意耳定律得 p0HS5p0(Hh)S解得6(2016陕西五校一模)如图所示是农业上常用的农药喷雾器，贮液筒与打气筒用细连接管相连，已知贮液筒容积为8 L(不计贮液筒两端连接管体积)，打气筒活塞每循环工作一次，能向贮液筒内压入1 atm的空气200 mL，现打开喷雾头开关K，装入6 L的药液后再关闭，设周围大气压恒为1 atm，打气过程中贮液筒内

7、气体温度与外界温度相同且保持不变。求：(1)要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3 atm，打气筒活塞需要循环工作的次数；(2)打开喷雾头开关K直至贮液筒内、外气压相同时，贮液筒向外喷出药液的体积。【参考答案】(1)20次(2)4 L打入贮液筒气体后的压强：p23 atm由理想气体方程得：p1V1p2V2解得：V4 L打气次数：n20(2)打开喷雾头开关K直至贮液筒内外气压相同时，p31 atm由理想气体方程得：p1V1p3V3解得：V3V16 L故喷出药液的体积VV3V04 L7.(2016山西省高三质检) (2)型号是LWH15910.015的医用氧气瓶，容积是10 L，内装有1.80 kg

8、的氧气。使用前，瓶内氧气压强为1.4107 Pa，温度为37 。当用这个氧气瓶给患者输氧后，发现瓶内氧气压强变为7.0106 Pa，温度降为27 ，试求患者消耗的氧气的质量。8(2016河北邯郸一中质检)如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17的室内对蹦蹦球充气，已知两球的体积约为2L，充气前的气压为1atm，充气筒每次充入0.2L的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充气过程中气体温度的变化，求：充气多少次可以让气体压强增大至3atm；室外温度达到了13，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少？【名师解析】据题充气过程中气体发生等温变化，由玻意耳定律求解当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律求解设

9、充气n次可以让气体压强增大至3atm据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究对象，由玻意耳定律得：P1（V+nV）=P2V代入：1（2+n0.2）=32解得 n=20（次）9.（9分）（2016湖南十三校联考）图为一个横截面积足够大的喷水装置，内部装有200L水，上部密封1atm的空气1.0L。保持阀门关闭，再充入2atm的空气1.0L。设在所有过程中空气可看作理想气体，且温度不变。 求充入2atm的空气1.0L后密封气体的压强 打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高)，通过计算，画出喷水过程中气体状态变化的图象，求最后容器内剩余水的体积。(不计阀门右侧的管中水的体积及喷嘴与装置中水平的高度差)【参考答案】3atm 3.0L；图见解析【名师解析】气体做等温变化，P0=1atm，P1= 2atm ，V0=1.0L ，V1=1.0L2atm的空气在P0时的体积 P1V1=P0V2 相当于密封的空气V0和加的空气V2 做等温变化： P0(V2+V0)=P2V0 解得：P2=3atm打开阀门后，水从喷嘴喷出(喷嘴与水平等高)，此时封闭气体的压强和外界的压强相等为为p0，封闭的气体做等温变化，p2v0=p0v3 解得：v3=3.0L故容器内剩余水的体积为198L。作图如下 【举一反三】如果打入的空气是3atm，2L的，封闭气体的压强是多少 ？