2024版新教材高中物理第二章氣體固體和液體專項(xiàng)9理想氣體狀態(tài)方程處理實(shí)際問題課時(shí)作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊

eq\a\vs4\al(專)eq\a\vs4\al(項(xiàng))9志向氣體狀態(tài)方程處理實(shí)際問題1．[2024·湖北襄陽高二校聯(lián)考階段練習(xí)]為了有效限制病毒傳播，在轉(zhuǎn)移患者時(shí)接受專用的負(fù)壓救援車，負(fù)壓救援車的核心是負(fù)壓艙．它不工作時(shí)為開放狀態(tài)，與外界環(huán)境相通．工作時(shí)通過頂部循環(huán)過濾的進(jìn)、排氣高效凈化系統(tǒng)保證負(fù)壓艙內(nèi)為微負(fù)壓環(huán)境及內(nèi)部空氣流通，為疑似病人供應(yīng)簇新空氣，同時(shí)疼惜四周人員及四周環(huán)境不受病源體污染．已知大氣壓強(qiáng)為p0，環(huán)境溫度為T0.負(fù)壓艙正常工作時(shí)內(nèi)部溫度比環(huán)境溫度高了0.1T0，內(nèi)部壓強(qiáng)比外界低了0.2p0.空氣視為志向氣體，物理量的單位均為國際單位制．則負(fù)壓艙從開放狀態(tài)轉(zhuǎn)為正常工作狀態(tài)需向外界排出的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值為()A．1∶11B．2∶11C．8∶11D．3∶112．[2024·河北石家莊精英中學(xué)高二?？茧A段練習(xí)]如圖所示，向一個(gè)空的鋁制飲料罐中插入一根透亮吸管，吸管的容積遠(yuǎn)小于飲料罐的容積，二者間的接口用蠟密封，在吸管內(nèi)引入一小段油柱．假如不計(jì)大氣壓強(qiáng)的變更，并依據(jù)制作時(shí)的氣和順氣壓在吸管上等間距畫出刻度線，這就是一個(gè)簡易的溫度計(jì)．下列說法正確的是()A．圖中由左向右刻度線對應(yīng)的示數(shù)減小B．相鄰刻度線對應(yīng)的示數(shù)差值相同C．為提高測量精度，應(yīng)當(dāng)用粗一點(diǎn)的吸管D．冬天氣壓比夏天大，若氣壓計(jì)在夏天制作，則冬天運(yùn)用時(shí)測量值會偏大3.[2024·江蘇南通高二期中]為便利抽取密封藥瓶里的藥液，護(hù)士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內(nèi)裝有0.5mL的藥液，瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)為1.0×105Pa，護(hù)士把注射器內(nèi)橫截面積為0.3cm2、長度為0.4cm、壓強(qiáng)為1.0×105Pa的氣體注入藥瓶，若瓶內(nèi)外溫度相同且保持不變，氣體視為志向氣體，此時(shí)藥瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最接近()A．0.8×105PaB．1.0×105PaC．1.3×105PaD．1.7×105Pa4.[2024·黑龍江大慶高二鐵人中學(xué)?？计谥衇“早穿皮襖午穿紗，抱著火爐吃西瓜”，形容我國新疆吐魯番地區(qū)晝夜溫差大的自然現(xiàn)象，利用這一特點(diǎn)可以制作品質(zhì)優(yōu)良的葡萄干．現(xiàn)有一葡萄晾房四壁開孔，如圖，房間內(nèi)晚上溫度7℃，中午溫度升為37℃，假設(shè)中午大氣壓強(qiáng)比晚上削減7%，則中午房間內(nèi)逸出的空氣質(zhì)量與晚上房間內(nèi)空氣質(zhì)量之比為()A．eq\f(4,25)B．eq\f(4,21)C．eq\f(3,31)D．eq\f(3,28)5.[2024·河北廊坊市第一中學(xué)?？计谀(多選)如今增加體質(zhì)已成為人們的共識，有人設(shè)計(jì)了一款健身器材如圖所示，確定質(zhì)量的志向氣體密封在導(dǎo)熱良好的容器中，容器上有刻度，容器內(nèi)裝有一可上下移動的活塞，活塞的面積為0.01m2，厚度可以忽視，人們可以運(yùn)用上方的把手拉動活塞達(dá)到熬煉身體的目的，已知在熬煉時(shí)，器材下方固定在地面上防止容器離開地面，活塞初始高度為30cm，當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為1.0×105Pa，活塞、把手和連接桿的質(zhì)量都可忽視，不計(jì)活塞與容器間的摩擦，外界氣溫不變．下列說法正確的是()A．當(dāng)用500N的力往上拉，穩(wěn)定時(shí)活塞高度為60cmB．當(dāng)用500N的力往下壓，穩(wěn)定時(shí)活塞高度為15cmC．若要使活塞穩(wěn)定在120cm高度處，則拉力應(yīng)為1000ND．若要使活塞穩(wěn)定在120cm高度處，則拉力應(yīng)為750N6.[2024·山東青島高二下期中]如圖是一款自熱盒飯的截面圖，自熱盒飯是夾層結(jié)構(gòu)，其中上層飯盒用來裝食材，下層用來放發(fā)熱包，上下兩層相對封閉．某學(xué)校愛好小組對產(chǎn)品進(jìn)行測試時(shí)，食材盒內(nèi)氣體初始壓強(qiáng)與外部大氣壓p0相同，溫度為27℃，發(fā)熱包遇到水后溫度上升來加熱上層食材，檢測人員把透氣孔堵住，食材盒內(nèi)封閉性能良好，可認(rèn)為食材盒內(nèi)氣體質(zhì)量不變，氣體可視為志向氣體．(1)加熱時(shí)，食材盒內(nèi)氣體膨脹，當(dāng)食材盒內(nèi)氣體壓強(qiáng)達(dá)到1.2p0時(shí)，食材層容積變?yōu)樵莘e的1.1倍，則此時(shí)氣體的溫度為多少？(2)測試人員表示，假如接著把透氣孔堵住，盒子就極有可能會爆炸，于是快速打開透氣孔放出部分氣體，使得飯盒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓強(qiáng)相等，設(shè)放氣過程中溫度保持不變，食材盒容積馬上復(fù)原到原容積．求放出的氣體與盒內(nèi)所留氣體的質(zhì)量之比．7.[2024·遼寧沈陽市級重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)合體高二下期中]2024年11月7日，王亞平身穿我國自主研發(fā)的艙外航天服“走出”太空艙，成為我國第一位在太空“閑逛”的女性．艙外航天服是密封確定氣體的裝置，用來供應(yīng)適合人體生存的氣壓．王亞平先在節(jié)點(diǎn)艙(航天員出艙前的氣閘艙)穿上艙外航天服，航天服密閉氣體的體積約為V1＝2L，壓強(qiáng)p1＝1.0×105Pa，溫度t1＝27℃，她穿好航天服后，須要把節(jié)點(diǎn)艙的氣壓不斷降低，以便打開艙門．(1)若節(jié)點(diǎn)艙氣壓降低到能打開艙門時(shí)，密閉航天服內(nèi)氣體體積膨脹到V2＝2.5L，溫度變?yōu)閠2＝－3℃，這時(shí)航天服內(nèi)氣體壓強(qiáng)p2為多少？(2)為便于艙外活動，當(dāng)密閉航天服內(nèi)氣體溫度變?yōu)閠2＝－3℃時(shí)，航天員把航天服內(nèi)的一部分氣體緩慢放出，使氣壓降到p3＝4.0×104Pa.假設(shè)釋放氣體過程中溫度不變，體積變?yōu)閂3＝3L，那么航天服須要放出的氣體與原來氣體的質(zhì)量之比為多少？

專項(xiàng)9志向氣體狀態(tài)方程處理實(shí)際問題1．答案：D解析：假設(shè)負(fù)壓艙的體積為V0，依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程可得eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(0.8p0Vx,1.1T0)解得Vx＝eq\f(11,8)V0可知向外界排出的空氣質(zhì)量與原有空氣質(zhì)量的比值為eq\f(m－m剩,m)＝eq\f(Vx－V0,Vx)＝eq\f(\f(11,8)V0－V0,\f(11,8)V0)＝eq\f(3,11)D正確，ABC錯(cuò)誤．2．答案：B解析：依據(jù)蓋-呂薩克定律eq\f(V,T)＝C，體積的變更量與溫度的變更量成正比，吸管上標(biāo)的刻度是勻整的，罐中溫度上升，則體積增大，吸管內(nèi)的油柱向右移動，由左向右刻度線對應(yīng)的示數(shù)增加，故A錯(cuò)誤，B正確；為提高測量精度，即發(fā)生微小體積變更，油柱即移動明顯，故應(yīng)當(dāng)用細(xì)一點(diǎn)的吸管，故C錯(cuò)誤；依據(jù)eq\f(pV,T)＝C，冬天氣壓比夏天大，若氣壓計(jì)在夏天制作，同一溫度值在冬天罐內(nèi)氣體體積較小，則冬天運(yùn)用時(shí)測量值會偏小，故D錯(cuò)誤．3．答案：C解析：藥瓶內(nèi)氣體的體積為V1＝0.9mL－0.5mL＝0.4mL壓強(qiáng)為p1＝1.0×105Pa注射器內(nèi)氣體的體積為V2＝0.3cm2×0.4cm＝0.12cm3＝0.12mL壓強(qiáng)為p2＝1.0×105Pa設(shè)注入氣體后壓強(qiáng)為p，則可得p1V1＋p2V2＝pV1解得p＝1.3×105Pa故選C.4．答案：A解析：設(shè)房間的體積為V，晚上壓強(qiáng)為p，則在中午和晚上時(shí)eq\f(pV,273＋7)＝eq\f(0.93p（V＋ΔV）,273＋37)解得ΔV＝eq\f(4V,21)中午房間內(nèi)逸出的空氣質(zhì)量與晚上房間內(nèi)空氣質(zhì)量之比eq\f(ΔV,ΔV＋V)＝eq\f(4,25).故選A.5．答案：AD解析：容器導(dǎo)熱良好，說明容器內(nèi)外溫度相等，而外界氣溫不變，說明容器內(nèi)氣體處于恒溫狀態(tài)，由志向氣體狀態(tài)方程pV＝nRT可知，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)與氣體體積成反比．當(dāng)用500N的力往上拉時(shí)，由壓強(qiáng)公式可得p＝eq\f(F,S)＝eq\f(500N,0.01m2)＝50000Pa穩(wěn)定后，對活塞由平衡條件得pS＋p′S＝p大氣S，容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p′＝p大氣－p＝50000Pa＝eq\f(1,2)p大氣剛起先時(shí)，容器內(nèi)的氣壓為大氣壓，施加拉力后，容器內(nèi)的氣壓變成大氣壓的一半，則容器內(nèi)氣體的體積應(yīng)當(dāng)變?yōu)槠鹣葧r(shí)的2倍，即穩(wěn)定時(shí)活塞高度為60cm，故A正確；由A中分析可知，當(dāng)用500N的力往下壓時(shí)，穩(wěn)定后容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2＝p大氣＋p＝150000Pa＝eq\f(3,2)p大氣施加壓力后，容器內(nèi)的氣壓變成大氣壓的eq\f(3,2)倍，則容器內(nèi)氣體的體積應(yīng)當(dāng)變?yōu)槠鹣葧r(shí)的eq\f(2,3)，即活塞高度為20cm，故B錯(cuò)誤；若活塞穩(wěn)定在120cm高度處，則容器內(nèi)氣體的體積應(yīng)當(dāng)變?yōu)槠鹣葧r(shí)的4倍，容器內(nèi)的氣壓變成大氣壓的eq\f(1,4)倍，即p3＝p大氣－p拉＝eq\f(1,4)p大氣，p拉＝eq\f(3,4)p大氣由壓強(qiáng)公式可得F拉＝p拉S＝750N，故C錯(cuò)誤，D正確．6．答案：(1)123℃(2)8∶25解析：(1)依據(jù)志向氣體狀態(tài)方程有eq\f(p0V0,T0)＝eq\f(p1V1,T1)，其中p1＝1.2p0，V1＝1.1V0，T0＝(27＋273)K＝300K，解得T1＝396K，即t1＝123℃.(2)以原有的全部氣體為探討對象，氣體做等溫變更，依據(jù)玻意耳定律得1.2p0×1.1V0＝p0V′，代入數(shù)據(jù)解得V′＝1.32V0，由于放出氣體的質(zhì)量與盒內(nèi)所留氣體的質(zhì)量之比等于同溫同壓下氣體的體積之比，則放出的氣體與盒內(nèi)所留氣體的質(zhì)量之比為eq\f(Δm,m0)＝eq\f(V′－V0,V0)＝eq\f(8,25).【方法總結(jié)】漏氣問題的解題要點(diǎn)容器漏氣過程中氣體的質(zhì)量不斷發(fā)生變更，選容器內(nèi)剩余氣體和漏出氣體為探討對象，這樣就把變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題．7．答案：(1)7.2×104Pa(2)1∶3解析：(1)選航天服內(nèi)密閉氣體為探討對象，則氣體初狀態(tài)的溫度T1＝(27＋273)K＝300K，末狀態(tài)溫度T2＝(－3＋273)K＝270K，由志向氣