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1、1 专题 14.6 变质量计算问题 1(10 分) 用传统的打气筒给自行车打气时，不好判断是否已经打足了气某研究性学习小组的同学经过思 考，解决了这一问题 他们在传统打气筒基础上进行了如下的改装( 示意图如图甲所示) ： 圆柱形打气筒高H， 内部横截面积为S，底部有一单向阀门K，厚度不计的活塞上提时外界大气可从活塞四周进入，活塞下压时 可将打气筒内气体推入容器B中，B的容积VB3HS，向B中打气前A、B中气体初始压强均为p0，该组同学 设想在打气筒内壁焊接一卡环C( 体积不计 ) ，C距气筒顶部高度为h 2 3H ，这样就可以自动控制容器B中的 最终压强求： 假设气体温度不变，第一次将活塞从打
2、气筒口压到C处时，容器B内的压强； 要使容器B内压强不超过5p0，h与H之比应为多大 2(2016陕西五校一模) 如图所示是农业上常用的农药喷雾器，贮液筒与打气筒用细连接管相连，已知贮 液筒容积为8 L( 不计贮液筒两端连接管体积) ，打气筒活塞每循环工作一次，能向贮液筒内压入1 atm 的空 气 200 mL，现打开喷雾头开关K ，装入 6 L 的药液后再关闭，设周围大气压恒为1 atm，打气过程中贮液筒 内气体温度与外界温度相同且保持不变。求： (1) 要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3 atm ，打气筒活塞需要循环工作的次数； 2 (2) 打开喷雾头开关K直至贮液筒内、外气压相同时，贮
3、液筒向外喷出药液的体积。 【参考答案】(1)20 次(2)4 L 由理想气体方程得：p1V1p2V2 解得：V4 L 打气次数：n V 0.2 L 20 (2) 打开喷雾头开关K直至贮液筒内外气压相同时，p31 atm 由理想气体方程得：p1V1p3V3 解得：V3V16 L 故喷出药液的体积VV3V04 L 3. (2016山西省高三质检) (2)型号是 LWH159 10.0 15 的医用氧气瓶，容积是10 L，内装有1.80 kg 的 氧气。使用前，瓶内氧气压强为1.4 10 7 Pa ，温度为 37 。当用这个氧气瓶给患者输氧后，发现瓶内氧 气压强变为7.0 10 6 Pa，温度降为
4、27 ，试求患者消耗的氧气的质量。 3 4(2016 河北邯郸一中质检) 如图所示蹦蹦球是一种儿童健身玩具，小明同学在17的室内对蹦蹦球充气， 已知两球的体积约为2L，充气前的气压为1atm，充气筒每次充入0.2L 的气体，忽略蹦蹦球体积变化及充 气过程中气体温度的变化，求： 充气多少次可以让气体压强增大至3atm； 室外温度达到了13，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为多少？ 【名师解析】据题充气过程中气体发生等温变化，由玻意耳定律求解 当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律求解 设充气n 次可以让气体压强增大至3atm 据题充气过程中气体发生等温变化，以蹦蹦球内原来的气体和所充的气体整体为研究
5、对象，由玻意耳定律 得： P1（V+nV）=P2V 代入： 1（2+n0.2 ）=32 解得 n=20 （次） 当温度变化，气体发生等容变化，由查理定律得： 4 = 可得 P3=P2=3atm2.8atm 答： 充气 20 次可以让气体压强增大至3atm； 室外温度达到了13，蹦蹦球拿到室外后，压强将变为2.8atm 【点评】本题的关键要明确不变量，运用玻意耳定律和查理定律求解，解题要注意确定气体的初末状态参 量 5. （ 12 分） （2016 上海静安期末）一质量M10kg、高度L 35cm的圆柱形气缸，内壁光滑，气缸内有一薄 活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞质量m4kg、截面积S100cm 2 。温度t027时，用绳子系住活塞 将气缸悬挂起来，如图甲所示，气缸内气体柱的高L132cm，如果用绳子系住气缸底，将气缸倒过来悬挂 起来，如图乙所示， 气缸内气体柱的高L230cm ， 两种情况下气缸都处于竖直状态，取重力加速度g9.8m/s 2， 求： （1）当时的大气压强； （2）图乙状态时，在活塞下挂一质量m 3kg 的物体，如图丙所示，则温度升高到多少时，活塞将从气 缸中脱落。 【参考答案】（1）p09.8 10 4Pa （2）t66