2025年高考物理复习-专题二十二　变质量气体问题和关联气体问题 【答案】作业

专题二十二变质量气体问题和关联气体问题1.A[解析]设小朋友吹入压强为1.0×105Pa的空气体积为V1,则p2V2=p0V1,则V1=p2V2p0=1.08×105×5001.0×105mL=540mL,设妈妈吹入压强为1.0×105Pa的空气体积为V3,则p2V2+p0V3=p3V4,2.B[解析]开始时,封闭铁炉内气体(可视为理想气体)的温度为室温t0=27℃,气体的压强为p0,玉米粒内外压强差为3.5p0才能爆成爆米花,则内部最终压强至少为4.5p0,根据查理定律得p1T1=p2T2,解得炉内温度至少为1077℃,故B正确,A错误;打开炉盖,当炉内温度变为327℃时,有p0V3.AD[解析]对f加热,则f中气体温度升高,体积增加,此时f挤压g、h,而g、h绝热,故g、h体积均减小,压强增大,弹簧弹力增大.当f右侧活塞向右移动时,对g、h均做正功,故g、h中的气体温度升高,内能增加,故A正确;当系统稳定时,满足pfS=pgS+F=phS,则此时f与h中的气体压强相等,故D正确;由于h体积变小,温度升高,可知Vh<Vf,由理想气体状态方程可知pfVfTf=p0V0T0=phVhTh,所以Th<Tf,故C错误;由理想气体状态方程可知pgVgTg=4.(1)15cm(2)53.14cm[解析](1)设玻璃管内截面积为S,对于上段气体初态时,气柱长L1=14.5cm,温度T1=290K末态时,设气柱长为L1',温度T2=300K由等压过程知L解得L'1=15cm(2)当温度不变时,对于上段气体,初态时,气柱长L1=14.5cm,压强p1=p0+h1末态时,压强p'1=p0+h1sin30°由等温变化可知p1L1S=p'1L″1S可得L″1≈14.69cm同理对于下段气体,初态时,气柱长L2=29cm,压强p2=76+8cmHg=84cmHg末态时,设气柱长为L'2,压强p'2=76+4cmHg=80cmHg,由等温变化可知p2L2S=p'2L'2S解得L'2=30.45cm则稳定后玻璃管至少需要长L=(14.69+30.45+2+6)cm=53.14cm5.(1)5p0(2)1125≥η≥[解析](1)初始压强为p0,温度为T0=(273+27)K达到烧制温度时,压强为p1,温度为T1=(273+1227)K根据查理定律有p解得p1=5p0(2)达到烧制温度且压强为2.8p0时,排出的气体较多,设初始时气体体积为V0根据理想气体状态方程有p解得V1=2514V排出的气体质量与初始时总质量的比值为η1=V达到烧制温度且压强为3p0时,根据理想气体状态方程有p解得V2=53V排出的气体质量与初始时总质量的比值为η2=V则达到烧制温度后排出气体质量与初始时窑炉内气体总质量的比值的范围为1125≥η≥6.(1)40mgl(2)p0+3mgS[解析](1)设封闭气体的压强为p1,对两活塞和弹簧的整体受力分析,由平衡条件有mg+p0·2S+2mg+p1S=p0S+p1·2S解得p1=p0+3对活塞Ⅰ,由平衡条件有2mg+p0·2S+k·0.1l=p1·2S解得弹簧的劲度系数为k=40(2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,对两活塞和弹簧整体由平衡条件可知,气体的压强不变,为p2=p1=p0+3即封闭气体做等压变化,初、末状态的体积分别为V1=1.1l2×2S+1.1l2×S=3.由于气体的压强不变,则弹簧的弹力也不变,故有l2=1.1l由盖-吕萨克定律有V解得T2=43T7.(1)4×105Pa(2)30次(3)832J[解析](1)对单向气阀受力分析有p0S+Ff=ρgSh+pS解得p=p0+FfS代入数据得p=4×105Pa(2)气体做等温变化,有p0V+Np0V1=pV解得充气次数N=30次(3)由p-V图像可知,外