2024版新教材高中物理第二章气体固体和液体专项9理想气体状态方程处理实际问题课时作业新人教版选择性必修第三册

eq\a\vs4\al(专)eq\a\vs4\al(项)9志向气体状态方程处理实际问题1．[2024·湖北襄阳高二校联考阶段练习]为了有效限制病毒传播，在转移患者时接受专用的负压救援车，负压救援车的核心是负压舱．它不工作时为开放状态，与外界环境相通．工作时通过顶部循环过滤的进、排气高效净化系统保证负压舱内为微负压环境及内部空气流通，为疑似病人供应簇新空气，同时疼惜四周人员及四周环境不受病源体污染．已知大气压强为p0，环境温度为T0.负压舱正常工作时内部温度比环境温度高了0.1T0，内部压强比外界低了0.2p0.空气视为志向气体，物理量的单位均为国际单位制．则负压舱从开放状态转为正常工作状态需向外界排出的空气质量与原有空气质量的比值为()A．1∶11B．2∶11C．8∶11D．3∶112．[2024·河北石家庄精英中学高二校考阶段练习]如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透亮吸管，吸管的容积远小于饮料罐的容积，二者间的接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱．假如不计大气压强的变更，并依据制作时的气和顺气压在吸管上等间距画出刻度线，这就是一个简易的温度计．下列说法正确的是()A．图中由左向右刻度线对应的示数减小B．相邻刻度线对应的示数差值相同C．为提高测量精度，应当用粗一点的吸管D．冬天气压比夏天大，若气压计在夏天制作，则冬天运用时测量值会偏大3.[2024·江苏南通高二期中]为便利抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为1.0×105Pa，护士把注射器内横截面积为0.3cm2、长度为0.4cm、压强为1.0×105Pa的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为志向气体，此时药瓶内气体的压强最接近()A．0.8×105PaB．1.0×105PaC．1.3×105PaD．1.7×105Pa4.[2024·黑龙江大庆高二铁人中学校考期中]“早穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜”，形容我国新疆吐鲁番地区昼夜温差大的自然现象，利用这一特点可以制作品质优良的葡萄干．现有一葡萄晾房四壁开孔，如图，房间内晚上温度7℃，中午温度升为37℃，假设中午大气压强比晚上削减7%，则中午房间内逸出的空气质量与晚上房间内空气质量之比为()A．eq\f(4,25)B．eq\f(4,21)C．eq\f(3,31)D．eq\f(3,28)5.[2024·河北廊坊市第一中学校考期末](多选)如今增加体质已成为人们的共识，有人设计了一款健身器材如图所示，确定质量的志向气体密封在导热良好的容器中，容器上有刻度，容器内装有一可上下移动的活塞，活塞的面积为0.01m2，厚度可以忽视，人们可以运用上方的把手拉动活塞达到熬炼身体的目的，已知在熬炼时，器材下方固定在地面上防止容器离开地面，活塞初始高度为30cm，当地大气压强为1.0×105Pa，活塞、把手和连接杆的质量都可忽视，不计活塞与容器间的摩擦，外界气温不变．下列说法正确的是()A．当用500N的力往上拉，稳定时活塞高度为60cmB．当用500N的力往下压，稳定时活塞高度为15cmC．若要使活塞稳定在120cm高度处，则拉力应为1000ND．若要使活塞稳定在120cm高度处，则拉力应为750N6.[2024·山东青岛高二下期中]如图是一款自热盒饭的截面图，自热盒饭是夹层结构，其中上层饭盒用来装食材，下层用来放发热包，上下两层相对封闭．某学校爱好小组对产品进行测试时，食材盒内气体初始压强与外部大气压p0相同，温度为27℃，发热包遇到水后温度上升来加热上层食材，检测人员把透气孔堵住，食材盒内封闭性能良好，可认为食材盒内气体质量不变，气体可视为志向气体．(1)加热时，食材盒内气体膨胀，当食材盒内气体压强达到1.2p0时，食材层容积变为原容积的1.1倍，则此时气体的温度为多少？(2)测试人员表示，假如接着把透气孔堵住，盒子就极有可能会爆炸，于是快速打开透气孔放出部分气体，使得饭盒内气体的压强与外界大气压强相等，设放气过程中温度保持不变，食材盒容积马上复原到原容积．求放出的气体与盒内所留气体的质量之比．7.[2024·辽宁沈阳市级重点中学联合体高二下期中]2024年11月7日，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“闲逛”的女性．舱外航天服是密封确定气体的装置，用来供应适合人体生存的气压．王亚平先在节点舱(航天员出舱前的气闸舱)穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为V1＝2L，压强p1＝1.0×105Pa，温度t1＝27℃，她穿好航天服后，须要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门．(1)若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到V2＝2.5L，温度变为t2＝－3℃，这时航天服内气体压强p2为多少？(2)为便于舱外活动，当密闭航天服内气体温度变为t2＝－3℃时，航天员把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到p3＝4.0×104Pa.假设释放气体过程中温度不变，体积变为V3＝3L，那么航天服须要放出的气体与原来气体的质量之比为多少？

专项9志向气体状态方程处理实际问题1．答案：D解析：假设负压舱的体积为V0，依据志向气体状态方程可得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气质量与原有空气质量的比值为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正确，ABC错误．2．答案：B解析：依据盖­吕萨克定律eq\f(V,T)＝C，体积的变更量与温度的变更量成正比，吸管上标的刻度是匀整的，罐中温度上升，则体积增大，吸管内的油柱向右移动，由左向右刻度线对应的示数增加，故A错误，B正确；为提高测量精度，即发生微小体积变更，油柱即移动明显，故应当用细一点的吸管，故C错误；依据eq\f(pV,T)＝C，冬天气压比夏天大，若气压计在夏天制作，同一温度值在冬天罐内气体体积较小，则冬天运用时测量值会偏小，故D错误．3．答案：C解析：药瓶内气体的体积为V1＝0.9mL－0.5mL＝0.4mL压强为p1＝1.0×105Pa注射器内气体的体积为V2＝0.3cm2×0.4cm＝0.12cm3＝0.12mL压强为p2＝1.0×105Pa设注入气体后压强为p，则可得p1V1＋p2V2＝pV1解得p＝1.3×105Pa故选C.4．答案：A解析：设房间的体积为V，晚上压强为p，则在中午和晚上时eq\f(pV,273＋7)＝eq\f(0.93p（V＋ΔV）,273＋37)解得ΔV＝eq\f(4V,21)中午房间内逸出的空气质量与晚上房间内空气质量之比eq\f(ΔV,ΔV＋V)＝eq\f(4,25).故选A.5．答案：AD解析：容器导热良好，说明容器内外温度相等，而外界气温不变，说明容器内气体处于恒温状态，由志向气体状态方程pV＝nRT可知，容器内气体压强与气体体积成反比．当用500N的力往上拉时，由压强公式可得p＝eq\f(F,S)＝eq\f(500N,0.01m2)＝50000Pa稳定后，对活塞由平衡条件得pS＋p′S＝p大气S，容器内气体的压强为p′＝p大气－p＝50000Pa＝eq\f(1,2)p大气刚起先时，容器内的气压为大气压，施加拉力后，容器内的气压变成大气压的一半，则容器内气体的体积应当变为起先时的2倍，即稳定时活塞高度为60cm，故A正确；由A中分析可知，当用500N的力往下压时，稳定后容器内气体的压强为p2＝p大气＋p＝150000Pa＝eq\f(3,2)p大气施加压力后，容器内的气压变成大气压的eq\f(3,2)倍，则容器内气体的体积应当变为起先时的eq\f(2,3)，即活塞高度为20cm，故B错误；若活塞稳定在120cm高度处，则容器内气体的体积应当变为起先时的4倍，容器内的气压变成大气压的eq\f(1,4)倍，即p3＝p大气－p拉＝eq\f(1,4)p大气，p拉＝eq\f(3,4)p大气由压强公式可得F拉＝p拉S＝750N，故C错误，D正确．6．答案：(1)123℃(2)8∶25解析：(1)依据志向气体状态方程有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)以原有的全部气体为探讨对象，气体做等温变更，依据玻意耳定律得1.2p0×1.1V0＝p0V′，代入数据解得V′＝1.32V0，由于放出气体的质量与盒内所留气体的质量之比等于同温同压下气体的体积之比，则放出的气体与盒内所留气体的质量之比为eq\f(Δm,m0)＝eq\f(V′－V0,V0)＝eq\f(8,25).【方法总结】漏气问题的解题要点容器漏气过程中气体的质量不断发生变更，选容器内剩余气体和漏出气体为探讨对象，这样就把变质量问题转化为定质量问题．7．答案：(1)7.2×104Pa(2)1∶3解析：(1)选航天服内密闭气体为探讨对象，则气体初状态的温度T1＝(27＋273)K＝300K，末状态温度T2＝(－3＋273)K＝270K，由志向气