高中物理气体变质量问题常考题型

第第#页，共13页解析】分析】以被封闭气体为研究对象，气体做等温变化，尤其注意被封闭气体末状态体积注意原瓶内气体体积，不要忘了％;本题考查等温变化状态方程，重点是确定初末状态的各物理量，难度一般。【解答】根据玻意耳定律np0V1+PlV0=p2(V0+MJ,代入数字，5nX1+30X40=5X(40+5n)解得兀=50即能分装50瓶。故C正确；故选Co3.【答案】C【解析】【分析】根据理想气体状态方程求出氧气瓶中气体在标况下的体积，再根据质量与体积的关系求解即可。本题考查了理想气体状态方程；要学会将储气筒中的气体状态进行转化，在标准状态下研究即可。【解答】氧气瓶内氧气初态参量：V1=29厶，—=300K,P]=30atm；设这一瓶氧气自由膨胀到17弋、2atm时体积为叫,T2=290K,p2=2atm；则有：呜=嗨；T]丁2代入数据解得：V2=420.5厶；对跑出的气体，设在=295K,p3=0.1atm时占的体积为岭；则有.”2“2匕1)=耳比；、•T2T3'这一瓶氧气能用的天数为：n=耳；590联立带数据解得：n〜13天；故ABD错误，C正确。故选Co【答案】B【解析】【分析】氧气在分装过程中，气体的温度不变，根据玻意耳定律求得压强变为3MPa时的体积，注意氧气罐内留有400L的气体，即可求得小氧气瓶的体积。本题主要考查了玻意耳定律，关键时把变质量问题转化为恒质量问题，注意氧气罐内留有气体即可。【解答】把氧气罐内的气体作为整体，在分装过程中，气体做等温变化，则初态：P]=15MPa，岭=400厶末态：p2=3MPa，V2=?根据玻意耳定律可得：卩1匕=卩2匕解得叫=2000L每个小氧气瓶的容积uo==2000400L=40厶，故ACD错误，B正确0n40故选：Bo【答案】C【解析】解：设打气n次，打气过程中气体温度保持不变，根据波意尔定理：pV=prVr，即：1atmx(8+1xn)=2.5atmx8，解得：n=12，所以ABD错误，C正确。故选：Co打气过程中气体温度保持不变，对打了n次的总的空气运用波意耳定律列式求解即可。本题考查气体定律在充气过程中的运用，为变质量问题，解题关键是要将气体质量找回，使之变成一定质量的理想气体，再应用气体定律解决问题。【答案】A【解析】【分析】由打进的气体与原来的气体体积求和，解得在外界大气压下的气体体积，再由玻意耳定律解得打气10次后，足球内部空气的压强。本题主要考查玻意耳定律的理解及应用，知道求解气体在大气压下的体积是解题的关键，较简单。【解答】在大气压下的气体总体积为：V=(2500+125x10)m厶=3750m厶，温度不变，故由玻意耳定律可得：p0V=pV0，%=2500m厶，联立解得足球内部空气的压强：卩=1.5卩0，故A正确，BCD错误。故选A。【答案】C【解析】【分析】在打气后，由于温度不变，气体分子的平均动能不变，但每个分子的运动快慢无法判断；则每个分子对球的作用力无法判断，随着打入的气体越多人越吃力，是因为随着打入的气体越多，因压强越来越大所以斥力越大；在打气过程中，把打入的气体和球内原有的气体作为整体，根据玻意耳定律求得最终压强。分析清楚气体状态变化过程、求出气体状态参量是解题的前提；应用玻意耳定律即可解题；明确温度是分子平均动能的量度即可。【解答】A、由于气球内气体的温度不变，故气体分子的平均动能不变，但每个分子的运动速率无法判断，故球内每个气体分子对球内壁的作用力无法判断，故A错误；B、随着打入的气体越多人越吃力，是因为随着打入的气体越多，因压强越来越大，所以斥力越大，故B错误；CD、打气前，P]=Uatm,岭=匕）压强变为p2=1atm时，此时的体积为匕°,则P1V1=P2V20，解得％=1•叫当打入6次的过程中，初态：p2=1atm，V2=V2°+6x0.05x=1.4V°末态：鸟=?，V3=Vo根据玻意耳定律可得：p2y2=p3y3,联立解得：p3=1.4atm，同理得打气8次后，球内气体的压强为1故C正确，D错误故选：C。【答案】A【解析】【分析】本题考查了求充气次数、求气体的温度，分析清楚气体状态变化过程是解题的前提与关键，求出气体的状态参量、应用玻意耳定律与查理定律可以解题。【解答】AB.由题意可知，轮胎的容积：V=20岭；以轮胎内原有气体及充入的气体整体为研究对象，气体初状态参量：p1=P0，V1=20V0+nV0=（20+n）V0,末状态状态参量：卩2=2p0,V2=20V0，气体发生等温变化，由玻意耳定律得：p1y1=P2V2，即：p0X（20+n）V0=2p0X20V0,解得：n=20次，故A正确，B错误；CD.轮胎容积不变，气体发生等容变化，气体初状态的参量：p2=2p0,T2=T0，气体末状态参量：P3=2"7^0，由查理定律得：色=坷，即：细=込,T2T3T0T3解得：T3=1.35T0，爆胎气体气压应大于轮胎承受气压，才会发生爆胎，故CD错误。故选A。【答案】AC解析】【分析】该题考查理气体实验定律相关知识。分析好物理情景，找好气体初末状态变化情况，灵活应用公式是解决本题的关键。分别对玻璃管上方的气体和氧气瓶内氧气分析，找好气体初末状态变化情况，应用玻意耳定律分析求解即可。【解答】AB.对于玻璃管上方的气体，初状态压强弘=10p0,V1=厶］S=8S,末状态％=厶2S=12S,气体等温变化，有卩必=卩2匕，解得卩2=?卩0，A项正确，B项错误；CD.对氧气瓶内氧气分析，设氧气瓶体积为岭，初状态压强&=10卩0，体积为岭，末状态压强p2=2S0p0｝，体积为v气体等温变化，有p1y0=pv，解得v=3v0，和=爭=3,c项32原正确，D项错误。故选AC【答案】BD【解析】【分析】本题考查热力学第一定律的应用，要注意本题中气体的质量是发生变化的，知道影响内能的量有温度、材料、质量和状态等．【解答】AB、充气过程中，储气室内气体质量增大，温度不变，平均动能不变，但内能增大，故A错误，B正确；CD＞喷水过程中，液体液面下降，空气体积增大，储气室内气体压强减小，气体体积增大，而温度不变，由热力学第一定律知室内气体吸热，故C错误，D正确故选：BD。【答案】CD【解析】【分析】气体发生等温变化，以容器内的气体为研究对象，求出气体的状态参量，应用玻意耳定律求出气体压强。本题考查了求气体压强，巧妙选择研究对象，求出气体的状态参量、应用玻意耳定律即可正确解题。【解答】A.容器内的气体总是与抽气机相连的，所以容器中气体不能抽完，故A错误；BC.以容器内气体为研究对象，气体的状态参量为：岭=5+^5=4%，由玻意耳定律得：p0v0=P1V1，解得：卩1=常=3卩0，故B错误，C正确；30D.气体的状态参量为：V^=Vo，叫=%+%=尹0,卩#］，=卩2匕，即：卩必=叮3匕，解得：p2=3P1=-9po，同理可得:故D正确。241160340640故选CD。【答案】ABD【解析】【分析】本题比较基础，主要是对理想气体状态方程，晶体和非晶体，以及气体压强和温度的微观意义的考查【解答】—定质量的理想气体在等温变化过程中，气体的压强随体积变化而变化，其分子总数不变,单位体积内的分子数将发生变化，A正确；根据克拉不龙方程：pv=nRT，末状态与初状态的PV值明显不等，R是常数，必是n或T发生了变化，也就是气体温度或质量发生变化，B正确；烧热的缝衣针的针尖接触涂有蜂蜡薄层的单层云母片的背面，蜂蜡熔化区域呈椭圆形，只能说明云母片是晶体，C错误；测出油酸分子（视为球形）的直径后，可知油酸分子的体积，再已知油酸的摩尔质量和密度,就可以估算出阿伏伽德罗常数，D正确；故选ABD．【答案】解：（1）设阀门K闭合时的A中气体的压强为久，活塞横截面积为S,根据玻意耳定律有：pjLS=卩•1，2LS解得：p1=12(2)因为B气体气压也降为p,由(1)可知B气体的总体积将变为匕/=1.2厶S瓶中B气体剩余的体积为匕2=(2L—1.2厶)S=0.8LS设B中剩余气体质量为，漏气前B中气体的质量为^b，则有：叱=心^=3【解析】(1)4中气体保持温度不变，利用玻意耳定律即可求得A中的压强；(2)求得B中气体总体积及漏气后B中气体剩余气体的体积，结合密度公式求解B中剩余气体与漏气前B中气体的质量之比。本题重在要求学生真正理解好气体的状态方程适用条件，将变质量问题转化为恒质量问题即可。【答案】解：设火罐内气体初始状态参量分别为a、7；、％，温度降低后状态参量分别为卩2、72、耳，罐的容积为岭，由题意知&=卩0、片=450K、］=岭、72=300«、右=管①由理想气体状态方程得哄=迟工②代入数据得/=°.7卩0③717220对于抽气罐，设初态气体状态参量分别为卩3、叫，末态气体状态参量分别为打、岭，罐的容积为*0，由题意知卩3=卩0、叫=*0、卩4=卩2④由玻意耳定律得卩0*0=卩2岭⑤联立③⑤式，代入数据得叫=十叫⑥设抽出的气体的体积为的，由题意知的=岭一^叫⑦故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为如=泄⑧m%联立⑥⑦⑧式，代入数据得如=丄m3【解析】求出火罐内气体初始状态参量和温度降低后状态参量，由理想气体状态方程求解末状态的压强；对于抽气罐，由玻意耳定律求解末状态的体积，根据体积关系求解应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值。15.【答案】解：①设气缸的体积为V，对左侧气体，初态：p1=2p,v1=^v末态：p2=?，V2=1V根据玻意耳定律可得：p1V1=P2V2，解得p2=4卩对右侧气体，初态：p3=p，y3=2y末态：卩4=?，匕=丁根据玻意耳定律可得：p3v3=p4v4解得：p4=3p对活塞受力分析，根据共点力平衡可得：p2S=pS+尬9,解得m=皿243g②若活塞会漏气，则气缸最终会下落到底端，根据玻意耳定律可得:2px1V+px1V=p'V,22解得p'=1.5p答：①活塞的质量为皿；39②若活塞会漏气