2024版新教材高中物理第二章氣體固體和液體專項(xiàng)7應(yīng)用氣體實(shí)驗(yàn)定律解決實(shí)際問題課時(shí)作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊(cè)

eq\a\vs4\al(專)eq\a\vs4\al(項(xiàng))7應(yīng)用氣體試驗(yàn)定律解決實(shí)際問題1．[2023·海南卷]如圖所示，某飲料瓶內(nèi)密封肯定質(zhì)量的志向氣體，t＝27℃時(shí)，壓強(qiáng)p＝1.050×105Pa，則(1)t′＝37℃時(shí)，氣壓是多大？(2)保持溫度不變，擠壓氣體，使之壓強(qiáng)與(1)相同時(shí)，氣體體積變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?.如圖，在熱力學(xué)溫度T0＝296K的室內(nèi)放一空導(dǎo)熱水瓶，將瓶蓋蓋上(不漏氣)，現(xiàn)將水瓶搬至室外陽光下暴曬，使水瓶內(nèi)空氣的溫度升至T＝332K，大氣壓強(qiáng)恒為p0＝1.0×105Pa，將水瓶內(nèi)的空氣視為志向氣體．(1)求暴曬后水瓶內(nèi)空氣的壓強(qiáng)p；(2)若暴曬后在室外將瓶蓋打開，使水瓶內(nèi)、外的壓強(qiáng)相同，水瓶內(nèi)氣體的溫度不變，求水瓶內(nèi)逸出的空氣質(zhì)量與剩余空氣質(zhì)量之比．3．乒乓球是我國的國球，在世界各類賽場上為我國榮獲了諸多榮譽(yù)．假如不當(dāng)心把乒乓球踩癟了，只要乒乓球沒有裂開，就可以用熱水浸泡復(fù)原．如圖，已知乒乓球?qū)嵝阅芰己茫旰脮r(shí)內(nèi)部氣壓為大氣壓p0，踩癟后體積變?yōu)樵w積的eq\f(5,6)，外界溫度恒為300K，把乒乓球全部浸入熱水中，當(dāng)球內(nèi)氣壓大于等于1.4p0時(shí)，乒乓球剛好起先復(fù)原(體積依舊是原體積的eq\f(5,6)).求：(1)乒乓球被踩癟但沒有裂開時(shí)的內(nèi)部氣體壓強(qiáng)(用p0表示)；(2)要使乒乓球剛好起先復(fù)原時(shí)熱水的溫度．4．新冠病毒具有很強(qiáng)的傳染性，轉(zhuǎn)運(yùn)新冠病人時(shí)須要運(yùn)用負(fù)壓救援車，其主要裝置為車上的負(fù)壓隔離艙(即艙內(nèi)氣體壓強(qiáng)低于外界的大氣壓強(qiáng))，這種負(fù)壓艙既可以讓外界氣體流入，也可以將艙內(nèi)氣體過濾后排出．若生產(chǎn)的某負(fù)壓艙容積為2m3，初始時(shí)溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.0×105Pa；運(yùn)輸?shù)侥车貐^(qū)后，外界溫度變?yōu)?℃，大氣壓強(qiáng)變?yōu)?.9×105Pa，已知負(fù)壓艙導(dǎo)熱且運(yùn)輸過程中與外界沒有氣體交換，容積保持不變．肯定零度?。?73℃.(1)求送到某地區(qū)后負(fù)壓艙內(nèi)的壓強(qiáng)；(2)運(yùn)輸?shù)侥车貐^(qū)后需將負(fù)壓艙內(nèi)氣體抽出一部分，使壓強(qiáng)與當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)相同，求抽出的氣體質(zhì)量與艙內(nèi)剩余質(zhì)量之比．5．如圖，某材料制備系統(tǒng)由供氣瓶、反應(yīng)室、加熱器和真空泵等設(shè)備組成．供氣瓶的容積為20L，儲(chǔ)存的氣體壓強(qiáng)為3.0×105Pa，反應(yīng)室的容積為10L.制備材料前，反應(yīng)室處于真空狀態(tài)，關(guān)閉全部閥門．制備材料時(shí)，先打開閥門1，供氣瓶向反應(yīng)室緩慢供氣，當(dāng)反應(yīng)室氣壓達(dá)到1.0×102Pa時(shí)，關(guān)閉閥門1；對(duì)反應(yīng)室內(nèi)氣體緩慢加熱，使其從室溫300K升到600K，進(jìn)行材料合成．試驗(yàn)結(jié)束后，待反應(yīng)室溫度降至室溫，將其抽至真空狀態(tài)．環(huán)境溫度恒定，忽視材料體積，氣體不參加反應(yīng)．(1)加熱后，求反應(yīng)室內(nèi)氣體的壓強(qiáng)．(2)當(dāng)供氣瓶剩余氣體壓強(qiáng)降到1.5×105Pa時(shí)，需更換新的供氣瓶，按要求該供氣瓶最多能給反應(yīng)室充氣多少次？6．潛水鐘是一種水下救生避險(xiǎn)設(shè)備，它是一個(gè)底部開口、上部封閉的容器，外形與鐘相像，如圖甲所示．潛水鐘在水下時(shí)其內(nèi)部上方空間內(nèi)存有空氣，可供潛水員呼吸，延長潛水員在水下作業(yè)逗留的時(shí)間．潛水鐘可簡化為高度為h＝3.025m、開口向下的薄壁圓柱形筒，如圖乙所示．工作時(shí)，由水面上的船將筒由水面上方開口向下吊放至水下，筒的上表面距水面的深度為H＝50m．己知水的密度為ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小為g＝10m/s2，大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，忽視筒內(nèi)氣體溫度的變更和水的密度隨深度的變更．(1)求筒在水下位置時(shí)內(nèi)部氣體的高度d；(2)現(xiàn)保持H不變，由船上的氣泵將空氣壓入筒內(nèi)，使筒內(nèi)的水全部排出，求壓入空氣的質(zhì)量與筒內(nèi)原來氣體質(zhì)量的比值k.7．“拔火罐”是中醫(yī)傳統(tǒng)養(yǎng)生療法之一，以罐為工具，將點(diǎn)燃的火源放入小罐內(nèi)加熱，然后移走火源并快速將火罐開口端緊壓在皮膚上，冷卻后火罐就會(huì)緊緊地“吸”在皮膚上．罐內(nèi)封閉肯定質(zhì)量氣體，剛接觸皮膚時(shí)，罐內(nèi)氣體壓強(qiáng)與外部大氣壓相同，若此時(shí)罐內(nèi)溫度為87℃，經(jīng)驗(yàn)一段時(shí)間后，罐內(nèi)氣體溫度降為環(huán)境溫度27℃不再變更．已知大氣壓強(qiáng)為p0，不考慮皮膚對(duì)罐內(nèi)氣體體積的影響，T＝(273＋t)(K)，求：(1)罐內(nèi)溫度剛降至環(huán)境溫度時(shí)，封閉氣體的壓強(qiáng)；(2)罐內(nèi)氣體溫度降為環(huán)境溫度后，起先往罐內(nèi)“慢跑氣”，一段時(shí)間后，封閉氣體的壓強(qiáng)為0.90p0，求跑進(jìn)罐內(nèi)氣體的質(zhì)量與原來罐內(nèi)封閉氣體質(zhì)量之比．8．[2023·湖南卷]汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構(gòu)成，連桿AB與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時(shí)，在連桿AB上施加水平力推動(dòng)液壓泵實(shí)現(xiàn)剎車．助力氣室與抽氣氣室用細(xì)管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強(qiáng)，利用大氣壓與助力氣室的壓強(qiáng)差實(shí)現(xiàn)剎車助力．每次抽氣時(shí)，K1打開，K2閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運(yùn)動(dòng)，助力氣室中的氣體充溢抽氣氣室，達(dá)到兩氣室壓強(qiáng)相等；然后，K1閉合，K2打開，抽氣活塞向下運(yùn)動(dòng)，抽氣氣室中的全部氣體從K2排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為V0，初始?jí)簭?qiáng)等于外部大氣壓強(qiáng)p0，助力活塞橫截面積為S，抽氣氣室的容積為V1.假設(shè)抽氣過程中，助力活塞保持不動(dòng)，氣體可視為志向氣體，溫度保持不變．(1)求第1次抽氣之后助力氣室內(nèi)的壓強(qiáng)p1；(2)第n次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小ΔF.專項(xiàng)7應(yīng)用氣體試驗(yàn)定律解決實(shí)際問題1．答案：(1)1.085×105Pa(2)eq\f(30,31)解析：(1)由氣體的體積不變，則氣體做等容變更，由查理定律有eq\f(p,（t＋273）K)＝eq\f(p′,（t′＋273）K)代入數(shù)據(jù)解得p′＝1.085×105Pa(2)擠壓氣體時(shí)，氣體做等溫變更，由玻意耳定律有pV＝p′V′代入數(shù)據(jù)解得V′＝eq\f(30,31)V2．答案：(1)1.12×105Pa(2)eq\f(3,25)解析：(1)對(duì)瓶中的空氣，由于封閉的氣體體積不變，依據(jù)查理定律有eq\f(p0,p)＝eq\f(T0,T)可得p＝1.12×105Pa(2)設(shè)水瓶容積為V，打開瓶蓋后放出氣體的體積為V′，依據(jù)玻意耳定律有pV＝p0(V＋V′)可得放出氣體體積與瓶內(nèi)剩余氣體體積比值為eq\f(V′,V)＝eq\f(3,25)則放出的空氣質(zhì)量與剩余空氣質(zhì)量之比eq\f(m′,m)＝eq\f(V′,V)＝eq\f(3,25).3．答案：(1)1.2p0(2)350K解析：(1)設(shè)乒乓球原體積為V，踩癟后壓強(qiáng)為p1，有p0V＝p1·eq\f(5,6)V得p1＝1.2p0.(2)踩癟后到起先打算復(fù)原為等容過程，由題知外界溫度恒為T0＝300K起先復(fù)原時(shí)溫度為T1，有eq\f(1.2p0,T0)＝eq\f(1.4p0,T1)解得T1＝350K．4．答案：(1)9.4×104Pa(2)eq\f(2,45)解析：(1)運(yùn)輸過程艙內(nèi)氣體體積恒定，由查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得p2＝9.4×104Pa.(2)到達(dá)當(dāng)?shù)爻槌鰵怏w過程氣體做等溫變更，設(shè)艙內(nèi)體積為V0，氣體壓強(qiáng)達(dá)到當(dāng)?shù)卮髿鈮簳r(shí)總體積為V3，由p2V2＝p3V3，得V3＝eq\f(47,45)V0所以抽出氣體和剩余質(zhì)量之比是eq\f(m抽,m余)＝eq\f(（\f(47,45)－1）V0,V0)＝eq\f(2,45).5．答案：(1)200Pa(2)3000次解析：(1)加熱過程中，反應(yīng)室內(nèi)的氣體體積保持不變，依據(jù)查理定律得eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)解得p2＝200Pa.(2)設(shè)可以供應(yīng)n次，則依據(jù)玻意耳定律得p0V0＝np1V1＋pV0解得n＝3000次．6．答案：(1)d＝0.5m(2)k＝5.3025解析：(1)設(shè)筒的橫截面積為S，放入水下后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p1，由玻意耳定律和題中給出的條件有p1dS＝p0hSp1＝p0＋ρg(H＋d)解得d＝0.5m.(2)設(shè)水全部排出后筒內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p2，此時(shí)筒內(nèi)氣體的體積為V0，這些氣體在其壓強(qiáng)為p0時(shí)的體積為V3，由玻意耳定律有p2V0＝p0V3其中p2＝p0＋ρg(H＋h)設(shè)需壓入壓強(qiáng)為p0的氣體體積為ΔV，則有ΔV＝V3－V0k＝eq\f(Δm,m0)＝eq\f(ΔV,V0)解得k＝5.3025.7．答案：(1)eq\f(5,6)p0(2)eq\f(2,25)解析：(1)氣體發(fā)生等容變更，依據(jù)查理定律有eq\f(p0,T0)＝eq\f(p1,T1)其中T0＝(87＋273)K＝360KT1＝(27＋273)K＝300K解得p1＝eq\f(5,6)p0.(2)設(shè)跑進(jìn)罐內(nèi)氣體在大氣壓強(qiáng)為p0狀況下的體積為V，以整體氣體為探討對(duì)象，發(fā)生等溫變更，依據(jù)玻意耳定律有p1V0＋p0V＝0.9p0V0解得V＝eq\f(1,15)V0原來罐內(nèi)封閉氣體在大氣壓強(qiáng)為p0狀況下的體積為V2，發(fā)生等溫變更，依據(jù)玻意耳定律有p1V0＝p0V2解得V2＝eq\f(5,6)V0跑進(jìn)罐內(nèi)氣體的質(zhì)量與原來罐內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量之比即為壓強(qiáng)、溫度相同時(shí)的體積之比eq\f(m,m0)＝eq\f(V,V2)＝eq\f(2,25).8．答案：(1)eq\f(p0V0,V0＋V1)(2)[1－(eq\f(V0,V0＋V1))n]p0S解析：(1)以助力氣室內(nèi)的氣體為探討對(duì)象，則初態(tài)壓強(qiáng)p0，體積V0，第一次抽氣后，氣體體積V＝V0＋V1由于氣體的