第十五章　培优练22　气体实验定律　理想气体状态方程的应用-----2027届高考高三物理第一轮复习课件

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气体实验定律　理想气体状态方程的应用
1.如图甲所示，一玻璃容器倒置在水平桌面上，下端用塞子封闭不漏气，用水银封闭一定质量的理想气体，初始时水银柱高为L2=10 cm，封闭气体长为L1=6 cm，封闭气体所处玻璃管横截面积为S1=1 cm2，水银上表面所处玻璃管横截面积为S2=3 cm2，现缓慢向内部注入体积为V的水银，水银恰好不溢出，封闭气体压强p与其长度L的关系图像如图乙所示，不考
虑气体温度变化，大气压强为p0=76 cmHg，则注入水银的体积V为A.159 cm3B.53 cm3C.125 cm3D.129 cm3
2.一密闭容器中盛有氮气和氢气的混合气体，当温度为T时，混合气体的压强为p；当温度为3T时，氮分子全部分离为原子，这时混合气体的压强为4p(氢分子未到达分离温度)。根据上述条件可判断，混合气体中氮和氢的质量比为A.28∶5B.14∶3C.7∶1D.4∶3
3.如图所示，一粗细均匀、竖直放置的U形管，其左端封闭右端开口，管内水银柱将一部分理想气体封闭在左管中。当封闭气体的温度为T0=306 K时，左管内气柱长度L=20 cm，右管中水银面比左管中水银面高h=10 cm，大气压强p0=75 cmHg。求：
(1)若缓慢降低封闭气体的温度，当温度为多少时，左右两管中的水银面等高；
(2)若保持封闭气体温度T0不变，从右管开口处缓慢注入水银，当左管中水银面上升了1 cm时，注入水银柱的长度(结果保留2位有效数字)。
4.如图所示的某款手动气压式喷壶，壶内装有消毒液。其原理是通过手动压压杆A不断向壶内打入气体，使壶内气压变大，再打开阀门K时，便可持续喷雾。已知喷壶的容积为2 L，手动打气筒装置每循环工作一次，能向喷壶内压入压强为1.0×105 Pa、体积为20 mL的空气。已知初始时喷壶内消毒液的体积为1.6 L，消毒液上方气体压强等于大气压强p0，壶内出水细管和打气管的体积不计，喷嘴和消毒液的高度差不计，打气过程和喷出消毒液过程中不考虑气体温度的变化，外界大气压恒为p0=1.0×105 Pa。(1)若装入消毒液后只打气一次，壶内的压强变为多大？
答案　1.05×105 Pa
(2)若经过若干次的按压打气，再按压按柄B，消毒液从喷嘴持续喷出，发现当壶内还剩下1 L的消毒液时储气室的压强为p2=1.04×105 Pa，请问从初始时开始，一共按压了多少次？
5.世界上最早发明瓷器的国家是中国。现代瓷器通常在气窑内烧制，如图所示，气窑是对陶瓷泥坯进行升温烧结的一种设备。某次烧制前，封闭在窑内的气体压强为p0，温度为室温17 ℃，为避免窑内气压过高，窑上装有一个单向排气阀，当窑内气压达到2p0时，单向排气阀开始排气。开始排气后，气窑内气体压强维持2p0不变，窑内气体温度逐渐升高，最后的烧制温度恒定为1 317 ℃。求：
(1)单向排气阀开始排气时窑内气体温度为多少摄氏度；
(2)本次烧制排出的气体与原有气体的质量比。
6.随着国产新能源汽车的飞速发展，现在高端的国产新能源汽车也配备如图甲所示的空气悬架系统，该系统可以简化成一个带活塞的导热汽缸，如图乙所示，活塞通过轻质金属杆固连到车轮轮轴上。一辆质量为M=1.6×103 kg(不含4个车轮和活塞)的汽车静止在水平地面时，每个汽缸内气体体积为V1=4×10-3 m3，活塞面积S=1.0×10-2 m2，初始时环境温度为27 ℃，大气压强为p0=1.0×105 Pa (汽缸内气体可看成理想气体，g取10 m/s2)。
(1)若环境温度缓慢升高到33 ℃，大气压强保持不变，求每个汽缸内气体的体积；
答案　4.08×10-3 m3
(2)若环境温度保持27 ℃不变，质量m=60 kg的驾驶员上车，待缸内气体稳定后，求每个汽缸内气体的体积(结果保留3位有效数字)。
答案　3.88×10-3 m3