第三节 气体的等容变化和等压变化（分层作业）物理沪科版选择性必修第三册

第三节 气体的等容变化和等压变化 考点01 气体等容变化 1．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D．b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 2．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态。已知延长线过点。对于该气体，下列说法正确的是（　　） A．过程气体对外界做功 B．气体在状态下的温度是状态下温度的2倍 C．过程气体体积不变 D．过程气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力减小 3．热机对社会的发展起到了相当重要的作用，热机的工作过程是气体状态变化的过程。如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。下列对气体状态变化判断正确的是（　　） A．A→B过程为放热过程 B．B→C过程为放热过程 C．状态A压强比状态B的大 D．状态A内能比状态C的大 4．某同学利用实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图像所示。已知在状态B时气体的体积为，则下列说法正确的是（　　） A．状态A到状态B气体的体积不变 B．状态B到状态C气体温度增加 C．状态A的压强是 D．状态C体积是 5．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（　　） A．在过程A→C中，气体的压强不变 B．在过程C→B中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大 6．一定质量的理想气体从状态缓慢经过状态B、C又回到状态，其压强和体积的关系图像如图所示，BA的延长线过原点O，AC平行于横轴，CB平行于纵轴。下列说法正确的有（　　） A．经过一个循环，外界对气体做功 B．从到的过程，气体温度保持不变 C．从到的过程，气体分子平均动能减小 D．从到的过程，单位时间内，气体分子对容器壁单位面积的碰撞次数增加 7．一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。过程中气体的密度______，过程中气体的体积______，过程中气体的分子动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 8．气体的等容变化 （1）等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。 （2）查理定律内容：一定质量的某种气体，在______的情况下，______与______成正比。 （3）查理定律公式：p＝______或______。 （4）查理定律适用条件：气体的______一定，气体的______不变。 （5）等容变化的图像：在等容过程中，______与______是一次函数关系，不是简单的正比例关系，把图中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了（此时坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0K）。如下图所示： 9．如图一定质量的理想气体经历的两个过程，分别由压强一温度（p-t）图上的两条直线I和Ⅱ表示，P1、P2分别为两直线与纵轴的交点的纵坐标；t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃；a、b为直线I上的两点，c为直线II上的一点。由图可知，气体从a状态沿直线I变化到b状态，气体对外做功W=___________；气体在b状态和c状态单位体积的分子数之比=___________。 10．保温壶（如图）在壶壁的外表面包裹着保温层，可以有效减少壶壁的散热，从而达到节能保温的效果，通常情况下保温壶的保温性能可以保证24h内水温下降不高于35℃。现有一容积为3L的保温壶，向壶内倒入2L热水，然后盖上壶盖，此时壶内气体压强为1.5p0、温度为87℃。不计壶内水的蒸发和凝结，壶内气体视为理想气体，已知环境大气压强为p0，温度为27℃，热力学温度。 (1)若保温壶密闭性良好，经24h后壶内温度下降了30℃，求此时壶内气体压强； (2)若保温壶密闭性不好，求经足够长时间从壶内逸出的气体与剩余气体质量之比。 11．如图所示，上端开口、内壁光滑的圆柱形汽缸固定在竖直墙上，一上端固定的轻弹簧与横截面积为40cm2的活塞相连接，汽缸内封闭一定质量的理想气体。在汽缸内距缸底60cm处有卡环，活塞只能向上滑动。开始时活塞放在卡环上，且弹簧处于原长，缸内气体的压强等于大气压强，热力学温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，当温度升高30K时，活塞恰好离开卡环，当温度升高到480K时，活塞移动了20cm。取重力加速度大小，求： (1)活塞的质量m； (2)弹簧的劲度系数k。 考点02 气体等压变化 12．一定质量理想气体的V-T图像如图所示，该过程对应的p-V图像可能是（　　） A． B． C． D． 13．如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像，图中AB与横轴平行，B点、C点与坐标原点在一条直线上，AC与竖直轴平行，则（　　） A．由状态A变化到状态B的过程体积减小 B．由状态A变化到状态B的过程压强不变 C．由状态B变化到状态C的过程气体对外界做功 D．由状态B变化到状态C的过程体积减小 14．一定质量的理想气体发生图中到的状态变化，下列对该变化描述正确的是（　　） A．气体的压强增大 B．气体的压强减小 C．在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的撞击次数减少 D．在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的撞击次数不变 15．如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、后再回到状态，关于该循环过程，下列说法中正确的是（　　） A．过程中，气体温度升高 B．过程中，气体分子的平均动能减小 C．过程中，气体密度变大 D．过程中，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数减少 16．一定质量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→a过程V-T图像如图，下列说法正确的是（　　） A．a状态的压强小于b状态的压强 B．b状态的压强小于c状态的压强 C．c状态的压强大于a状态的压强 D．c状态每个分子的动能都比a状态的大 17．某同学用如图（a）所示的装置探究气体的等容变化规律。 (1)U形管上未标出刻度，可用_______（写出一种测量工具）来测量水银面的高度差。 (2)作出图像如图（b）所示，其中为热力学温度，忽略细管内气体的体积，由图像可得出该实验的结论是：________________________________________________。 (3)若该同学做实验时，将水银替换为水，其他条件不变，则所得图像与用水银时相比，图线与横轴交点对应的温度_______（填“增大” “减小”或“不变”）。 (4)该同学发现，当温度较高时，图线逐渐向下弯曲，造成这一现象的可能原因是_______。 A．水银受热，密度减小 B．装置密封性不好，漏气 C．细管的粗细不可忽略 18．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，整个过程气体对外界做功为100J，AB反向延长线过原点，BC与横轴平行，求： (1)气体在状态A的体积； (2)气体在状态C时压强。 19．图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。 (1)写出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中TA的温度值。 (2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应的位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程。 20．仔细观察图片，回答下列问题 (1)根据日常生活经验我们知道，一定质量的气体，其压强、温度、体积三个状态参量之间存在一定关系。上节我们探究了一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积变化的关系，还可以用实验探究哪些量的变化？ (2)如图甲，活塞与汽缸壁润滑良好，且密封不漏气，用电热器给汽缸加热，汽缸中的气体哪个状态参量不变？ (3)用电子温度计测出不同温度时图甲汽缸中气体的温度t，用刻度尺测算出密封气体对应的体积V，增加砝码，再测得多组V、t数据。描点作图可得到图乙所示图像，猜想3条图线延长后的交点横坐标对应什么温度？ (4)如果（3）中的猜想正确，以图乙中图线的交点为坐标原点建立坐标系，分析图像可得到什么结论？ 21．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　） A．使玻璃管水平向右匀速运动 B．使玻璃管沿方向加速上升 C．升高环境温度 D．保持A端在上将玻璃管变为竖直放置 考点03 理想气体状态方程 22．如图甲所示，导热性能良好的玻璃管开口向下倒立在水槽内的水中，将玻璃管缓慢竖直向下移一些至如图乙所示位置，此过程环境温度不变，管中气体可视作理想气体，则一定增大的是管中气体的（　　） A．体积 B．压强 C．温度 D．内能 23．某同学设计的“空气温度计”如图。将一根细玻璃管插入导热性良好的容器，连接处密封，在管内注入一小段油柱，将容器内空气与外界隔绝。在待测环境中，油柱会随温度变化而移动。若大气压强不变，则（　　） A．温度升高时，瓶内空气分子平均动能不变 B．温度升高时，油柱向上移动 C．温度降低时，瓶内空气密度减小 D．温度降低时，瓶内空气对外做功 24．如图所示，玻璃管中都灌有水银，且水银柱都处在平衡状态，大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强。下面对封闭气体的压强说法正确的是（   ） A．图①中 B．图②中 C．图③中 D．图④中 25．将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，（所有操作过程中管内气体和水温度相等且均不变）下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会静止 C．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 D．若将试管稍上移后放手，试管会静止 26．某位老师想测量自家新买的国产电动汽车的最大加速度。他在一端封闭的细直玻璃管中用水银柱封闭一段空气柱后，将玻璃管沿车行驶方向且封闭端朝向车头水平固定。再用吸管在水银柱外侧表面处滴入少量红墨水，装置示意图如图所示。已知管内水银柱长，大气压强，汽车静止时封闭气柱长。启动汽车，把油门踩到底，让汽车沿直线行驶一段距离，再减速停车，待停稳后根据红墨水的痕迹测量出管内水银柱向管口方向处移动的最大距离。若车内温度不变，不考虑摩擦的影响和水银柱的长度变化，重力加速度g取，求： (1)汽车加速过程中，管内气体压强的最小值； (2)汽车最大加速度的大小。（提示：液体压强公式中，若为水银密度，h的单位为cm，则p等于） 27．如图所示，一根下端封闭、上端开口的均匀玻璃管竖直放置，管内有长度为的水银柱，将一段空气柱（视为理想气体）封闭在管内，静止时空气柱的长度为，已知外界大气压强恒定为。现让玻璃管以大小为的加速度竖直向上做匀加速直线运动，运动过程中管内空气的温度保持不变，取重力加速度。求： (1)玻璃管加速运动时，管内封闭空气的压强为多少？ (2)玻璃管加速运动时与竖直静止时相比较，管内封闭空气柱的长度减少了多少？ 28．如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，右管口封闭，右管内封闭有长度为（单位为）、热力学温度为T0、压强为（为大气压强，是未知量）的理想气体，左、右两管的水银面高度差为，缓慢升高右管内气体的温度，使左管的水银面比右管的水银面高。 (1)求大气压强（以为压强单位）； (2)求此时右管内气体的热力学温度； (3)保持右管内气体的热力学温度为，从左端管口向玻璃管中缓慢注入适量水银，直至右管内气体的长度为，求注入的水银柱的长度x。 考点04 “玻璃管液封”模型 29．某新型抽气泵的工作原理简化图如图所示，固定容器容积为，初始内部气体压强为，温度为，上方汽缸有效容积为，活塞面积为S，活塞与汽缸壁的滑动摩擦力为，活塞的质量为，重力加速度大小为。抽气过程分两步：向上缓慢拉动活塞，阀门M打开，N关闭，容器内气体与汽缸内气体达到热平衡后，关闭M打开N，将汽缸内气体排出。重复上述操作，完成多次抽气，已知每次抽气缓慢进行，且气体温度不变，外界大气压恒为，则下列说法正确的是（　　） A．第一次抽气过程中，手对活塞拉力的最大值 B．抽气第次后容器中剩余气体的压强 C．抽气第次后容器中剩余气体的压强 D．若抽气过程中某次刚要拉动活塞时气体温度突然从升高至且体积不变，此时容器内气体的压强为 30．倾角为的电梯斜向上做匀加速运动，水平台阶上有一质量不可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体，将该导热汽缸以不同方式放置在电梯上（电梯加速度恒定，外界空气的温度、压强不变），装置与电梯始终相对静止，如图所示。图乙汽缸与外界有空隙连通，且封闭气体始终不漏气，不计活塞与汽缸之间的摩擦。则四种放置方式下，封闭气体的体积关系为（　　） A．甲<丁<丙<乙 B．甲<丙<丁<乙 C．甲丁丙乙 D．甲乙丙丁 31．如图绝热汽缸内壁光滑，被锁定的绝热活塞a、b把汽缸容积等分成三份，其中I、III内充有同种气体，且气体初始压强相同，温度相同，II为真空。现活塞突然漏气，一段时间后再解锁，当系统重新稳定时，下列说法正确的是（　　） A．活塞b处于汽缸中央 B．I的温度大于III的温度 C．I、III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数相同 D．与初始状态相比，III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数增加 32．如图所示，一气缸开口向上固定，一定质量的理想气体用密封性良好的活塞封闭在气缸中，气缸内有体积可忽略的加热丝，系统平衡时，活塞距离气缸底部的距离为气缸高度的，此时气体的压强为，温度为。现用加热丝对气体缓慢加热，当温度为时活塞刚好到气缸口，然后在活塞上施加一竖直向下的外力，保持封闭气体的温度不变，使活塞缓慢回到原来的位置。已知活塞的横截面积为，外界大气压强为，活塞的厚度以及摩擦力忽略不计，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．活塞的质量为4kg B． C．活塞回到原来位置时，封闭气体的压强为 D．活塞回到原来位置时，竖直向下的外力大小为8N 33．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19cm，活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强P0＝75cmHg，则此过程中B活塞上升的高度为（　　） A．7cm B．8cm C．9cm D．10cm 34．如图所示，两个水平固定的汽缸由管道连通。活塞a、b用刚性杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，缸内及管中封有一定质量的气体。整个系统处于平衡状态，大气压强不变。现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时（　　） A．活塞向左移动一点 B．条件不足无法判断 C．活塞向右移动一点 D．活塞的位置没有改变 35．如图，一竖直放置的导热汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 36．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈所加电压为，副线圈的回路中接有阻值为的电热丝，电热丝位于竖直放置的绝热容器底部，活塞的横截面积为，内有质量为的绝热活塞，活塞与容器间无摩擦，整个容器内封闭有一定质量的理想气体，开始时活塞离容器底端的高度为，容器内气体的温度为。接通电源，电阻丝工作后断开电源，待系统稳定后，容器内气体温度为，不考虑容器吸收的热量、电阻丝温度升高吸收的热量（即电热丝产生的热量全部被气体吸收）和电阻丝的体积，大气压强，g取。求： (1)该过程中电阻丝放出的热量Q； (2)容器中气体增加的内能。 37．李华同学设计并制作了一个简易的温度警报器，如图所示，导热良好的缸体内有一横截面积为的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞质量为，活塞与天花板之间系有轻绳和警报器（内部集成有拉力传感器），若轻绳拉力为0或轻绳拉力超过2N，警报器都会发出警报。已知初始状态缸内温度为300K，活塞距缸底10cm，轻绳拉力为1N，大气压强恒为，重力加速度为，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。 (1)求初始状态，封闭气体的压强； (2)为了不让警报器发出警报，求环境温度的范围。 38．如图所示，一个导热性能良好的长方体气缸开口向右水平放置，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞离缸底的距离为L，活塞的截面积为S，大气压强为，环境温度为，此时活塞与气缸内壁间恰好无摩擦，将环境温度缓慢升高，使活塞向右移动，活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为，活塞不漏气，求： (1)活塞刚好要滑动时，缸内气体的压强多大； (2)活塞移动时，环境温度多高； (3)活塞移动过程中，气体吸收的热量为Q，则气体内能的增加量为多少。 考点05 “气缸活塞类”模型 39．中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。如图是烧制瓷器的某窑炉结构示意图，上方有一单向排气阀，当窑内外气压差升高到（为大气压强）时，排气阀会开启，减压泄气，此后窑内气体压强保持不变。某次烧制过程中，初始时窑内温度为27℃，窑内气体压强为，密度为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高，不考虑瓷胚体积的变化，气体可视为理想气体。当温度逐渐升高至烧制温度1027℃时，窑内气体密度为（　　） A． B． C． D． 40．如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是（    ） A．甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小 B．乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变 C．丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变 D．若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶 41．我国“奋斗者”号载人潜水器在执行深海探测任务时，为了保证舱内空气新鲜同时控制舱内压强稳定，使用高压气瓶向舱内补充气体。已知舱内初始气体压强为，温度为17℃。潜水器下潜至深海某深度时，舱外海水压强为，此时舱内温度降至7℃。为了平衡内外压强差，需从高压气瓶向舱内缓慢充入同种气体，直至舱内压强与舱外海水压强相等。若充气过程中舱内温度保持7℃不变，所有气体可视为理想气体，则充气后的气体密度与初始状态密度的比值为（　　） A． B． C． D． 42．一个体积为2V0的钢瓶中，装有压强为p0的氧气。在恒温状态下用容积为V0的抽气筒抽气，则抽气4次后钢瓶中氧气的压强为（　　） A．p0 B．p0 C．p0 D．p0 43．我国瓷器的发展历史悠久，最早可追溯至商周时期。瓷器的烧制采用如图甲所示的窑炉，图乙是窑炉的简图，上方有一单向排气阀。某次烧制过程，排气阀关闭，初始时窑内温度，窑内气体压强为。已知烧制过程中窑内气体体积不变，温度均匀且缓慢升高。气体可视为理想气体，绝对零度取-273℃，窑内气体压强升高到时，窑内气体温度为（　　） A．375℃ B．425℃ C．477℃ D．750℃ 44．如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A． B． C． D． 45．体育老师在某次体育课上给足球充气，充气前，足球内气体的压强为，体积为。现用打气筒给足球充气，每次充入体积为、压强为、温度始终等于环境温度的气体。已知外界大气压恒为，忽略足球体积的变化，球内气体的温度始终等于环境的温度。 (1)若在环境温度为的情况下充气，欲使足球内气体压强变为，求充气次数； (2)在第（1）问的条件下充气结束后，将足球拿到的环境中足够长时间，求稳定后足球内气体的压强。 46．某双层真空保温杯夹层中残留少量空气，温度为27℃时，压强为。夹层体积为。（热力学温度与摄氏度关系： (1)当夹层中空气的温度升至47℃时，求此时夹层中空气的压强：（计算结果保留三位有效数字） (2)当保温杯外层出现微小裂隙，静置足够长时间，夹层内空气与外界大气相通，设环境温度为27℃，大气压强为。求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。 47．某款温度报警器的结构简图如图所示。竖直放置的导热汽缸顶端有一气孔和大气相通且内表面安装了一个报警器（大小不计），底端左侧装有充气阀门。某次测试时关闭充气阀门，汽缸下部分通过轻质活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，当测试环境的热力学温度时，活塞与汽缸底端的距离，当测试环境的热力学温度缓慢升到时，活塞刚好触及报警器，触发报警。不计活塞和汽缸间的摩擦，测试环境气压始终不变。 (1)求汽缸顶端到底端的距离； (2)通过充气阀门向汽缸下部分充入同种气体，使得触发报警的热力学温度变为，求充入气体质量与汽缸下部分原有气体质量的比值。 考点06“变质量气体”模型 48．如图，太空舱的体积为V1=21m3，气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭，气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱，首先要经过气闸舱.先打开门A，空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa；然后闭合门A，对气闸舱进行抽气，当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变，所有气体均视为理想气体，宇航员的体积忽略不计，求： (1)门A打开前，太空舱内气体的压强p1； (2)门A闭合后，从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。 49．在河南省科技运动会上，一兴趣小组参加了水火箭比高项目的制作与发射比赛。发射装置简化为如图所示的模型，体积为V=2.5L的充气瓶（箭体）内装有高度10cm，体积V1=0.5L的水柱和压强为1个标准大气压p0=1×105Pa的空气。打气筒气室体积为V0=400mL，现用打气筒通过单向气阀向箭体内充气，每一次充入压强一个大气压、体积为V0的气体。当水火箭内部气压达到3个标准大气压时，压缩空气可将活塞顶出，箭体发射。水的密度ρ=1.0×103kg/m3，充气过程气体温度不变，瓶和水的体积变化不计。求： (1)要使水火箭发射出去，需要打气多少次； (2)已知打气筒手柄和活塞质量不计、活塞和气缸之间的摩擦力不计、打气筒与瓶塞连接管的体积不计、打气筒活塞横截面积S=4×10-4m2，至少需要用多大的力才能完成第8次打气。（取g=10m/s2） 50．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 气体的等容变化和等压变化 考点01 气体等容变化 1．如图为一定质量的理想气体经历a→b→c过程的压强p随摄氏温度t变化的图像，其中ab平行于t轴，cb的延长线过坐标原点。下列判断正确的是（　　） A．a→b过程，所有气体分子的运动速率都减小 B．a→b过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数减少 C．b→c过程，气体体积保持不变，从外界吸热，内能增加 D．b→c过程，外界对气体做功，温度升高，内能增加 【答案】D 【详解】AB．a→b过程，温度降低，压强不变。气体分子的平均速率减小，但并不是所有气体分子的运动速率都减小，则分子撞击容器壁的平均作用力减小，又因为压强不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故AB错误； CD．把该图像转化为图像如图 b→c过程，图像上的点与坐标原点连线斜率增加，根据 可知气体体积减小，外界对气体做功，温度升高，内能增加，故C错误，D正确。 故选D。 2．如图所示，一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态。已知延长线过点。对于该气体，下列说法正确的是（　　） A．过程气体对外界做功 B．气体在状态下的温度是状态下温度的2倍 C．过程气体体积不变 D．过程气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力减小 【答案】B 【详解】A．由图像可知，过程，由于，可知气体发生等容变化，所以不做功，故A错误； B．过程，由查理定律可得 可得 由于过程气体温度不变，可知气体在状态下的温度是状态下温度的2倍，故B正确； C．过程，气体压强不变，温度降低，则气体体积减小，故C错误； D．过程，气体压强不变，则气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力不变，故D错误。 故选B。 3．热机对社会的发展起到了相当重要的作用，热机的工作过程是气体状态变化的过程。如图，一定量的理想气体从状态A经等容过程到达状态B，然后经等温过程到达状态C。下列对气体状态变化判断正确的是（　　） A．A→B过程为放热过程 B．B→C过程为放热过程 C．状态A压强比状态B的大 D．状态A内能比状态C的大 【答案】B 【详解】A．A→B过程是等容过程，从图中可知，气体的体积V不变，温度T升高。对于理想气体，温度升高，其内能增加，即ΔU > 0 因为体积不变，所以气体不对外做功，外界也不对气体做功，W = 0 根据热力学第一定律 ΔU = Q + W 可知 Q = ΔU > 0，说明气体在此过程中吸收热量。故A错误。   B．B→C过程是等温过程，从图中可知，气体的温度T不变，体积V减小。因为温度不变，所以理想气体的内能不变，即ΔU = 0 因为体积减小，所以外界对气体做正功，W > 0 根据热力学第一定律 ΔU = Q + W 可知 0 = Q + W 所以 Q = -W < 0 说明气体在此过程中放出热量。故B正确。 C．A→B过程是等容过程，体积V不变，温度T升高（） 根据查理定律 （常量） 压强P与热力学温度T成正比，所以状态A的压强比状态B的压强小（）。故C错误。 D．对于理想气体，内能只由温度决定。从图中可知，A点的温度低于B点的温度。 B→C过程是等温过程，所以C点的温度等于B点的温度。 因此 温度越高，内能越大，所以状态A的内能比状态C的内能小。故D错误。 故选B。 4．某同学利用实验系统研究一定质量理想气体的状态变化，实验后计算机屏幕显示如图像所示。已知在状态B时气体的体积为，则下列说法正确的是（　　） A．状态A到状态B气体的体积不变 B．状态B到状态C气体温度增加 C．状态A的压强是 D．状态C体积是 【答案】AD 【详解】A．因AB连线过绝对零点，可知状态A到状态B是等容变化，故体积不变，故A正确； B．状态B到状态C是等温变化，气体温度不变，故B错误； C．从题图中可知，，，，根据查理定律，有，解得，故C错误； D．，，，根据玻意耳定律，有，解得，故D正确。 故选AD。 5．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（　　） A．在过程A→C中，气体的压强不变 B．在过程C→B中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大 【答案】D 【详解】A．气体在过程A→C中发生等温变化，由（恒量）可知，体积减小，压强增大，故A错误； B．在C→B变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由（恒量）可知，温度升高，压强增大，故B错误； CD．在A→C→B过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确。 故选D。 6．一定质量的理想气体从状态缓慢经过状态B、C又回到状态，其压强和体积的关系图像如图所示，BA的延长线过原点O，AC平行于横轴，CB平行于纵轴。下列说法正确的有（　　） A．经过一个循环，外界对气体做功 B．从到的过程，气体温度保持不变 C．从到的过程，气体分子平均动能减小 D．从到的过程，单位时间内，气体分子对容器壁单位面积的碰撞次数增加 【答案】CD 【详解】A．在图像中，图线与坐标轴围成的面积表示气体对外做功的大小，A到B气体的体积增大，气体对外做功，B到C气体的体积不变，气体做功为0，C到A气体体积减小，外界对气体做功，但小于气体对外界所做的功，因此，整个过程中，气体对外做功，故A错误； B．根据理想气体状态方程 可知，从A到B的过程中，增大，气体的温度升高，故B错误； C．由图可知，B到C为等容变化，根据查理定律 可知，B到C气体的压强减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故C正确； D．C到A的过程，气体的压强不变，体积减小，根据理想气体状态方程 可知，气体的温度降低，根据气体压强的微观解释，单位体积内分子数增多，温度降低分子的平均速率减小，但由于气体的压强不变，所以单位时间内气体分子对容器壁单位面积的碰撞次数增加，故D正确。 故选CD。 7．一定质量的理想气体的三个状态变化过程如图所示。过程中气体的密度______，过程中气体的体积______，过程中气体的分子动能______。（均选填“增大”“减小”或“不变”） 【答案】 减小 不变 增大 【详解】[1] 图像中，等容线是过原点的一条直线，并且图像上的点与原点连战的斜率表示体积的倒数，过程中图像上的点与原点连线的斜率逐渐减小。因此气体体积增大，密度减小。 [2]过程中斜率不变，气体的体积不变。 [3]过程中气体的温度升高，则气体分子平均动能增大。 8．气体的等容变化 （1）等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。 （2）查理定律内容：一定质量的某种气体，在______的情况下，______与______成正比。 （3）查理定律公式：p＝______或______。 （4）查理定律适用条件：气体的______一定，气体的______不变。 （5）等容变化的图像：在等容过程中，______与______是一次函数关系，不是简单的正比例关系，把图中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了（此时坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0K）。如下图所示： 【答案】 体积不变 压强p 热力学温度T CT 质量 体积 压强 温度 【详解】（2）一定质量的某种气体，在体积不变的情况下，压强与热力学温度成正比，即为查理定律，故填体积不变，压强p，热力学温度T； （3）[1]根据查理定律公式 （C为常数） 得 故填； [2]根据查理定律公式得 故填； （4）[1][2]查理定律适用条件：气体的质量一定，气体体积的变，故填质量，体积； （5）根据等容变化的图像可知，在等容过程中压强与温度是一次函数关系，不是简单的正比例关系，把图中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了，故填压强，温度。 9．如图一定质量的理想气体经历的两个过程，分别由压强一温度（p-t）图上的两条直线I和Ⅱ表示，P1、P2分别为两直线与纵轴的交点的纵坐标；t0是它们的延长线与横轴交点的横坐标，t0=-273.15℃；a、b为直线I上的两点，c为直线II上的一点。由图可知，气体从a状态沿直线I变化到b状态，气体对外做功W=___________；气体在b状态和c状态单位体积的分子数之比=___________。 【答案】 0 【详解】[1] 气体从a状态沿直线I变化到b状态，直线I为等容线，气体对外做功W=0。 [2] 直线I、Ⅱ均为等容线，气体在b状态和c状态单位体积的分子数之比跟℃时单位体积的分子数之比相等，根据压强的微观解释 10．保温壶（如图）在壶壁的外表面包裹着保温层，可以有效减少壶壁的散热，从而达到节能保温的效果，通常情况下保温壶的保温性能可以保证24h内水温下降不高于35℃。现有一容积为3L的保温壶，向壶内倒入2L热水，然后盖上壶盖，此时壶内气体压强为1.5p0、温度为87℃。不计壶内水的蒸发和凝结，壶内气体视为理想气体，已知环境大气压强为p0，温度为27℃，热力学温度。 (1)若保温壶密闭性良好，经24h后壶内温度下降了30℃，求此时壶内气体压强； (2)若保温壶密闭性不好，求经足够长时间从壶内逸出的气体与剩余气体质量之比。 【答案】(1)1.375p0 (2) 【详解】（1）此过程为等容变化，由查理定律可知 其中， 解得 （2）经过足够长时间，壶内气体压强与温度均与环境保持一致，则有 其中 从壶内逸出的气体与剩余气体质量之比为 解得 11．如图所示，上端开口、内壁光滑的圆柱形汽缸固定在竖直墙上，一上端固定的轻弹簧与横截面积为40cm2的活塞相连接，汽缸内封闭一定质量的理想气体。在汽缸内距缸底60cm处有卡环，活塞只能向上滑动。开始时活塞放在卡环上，且弹簧处于原长，缸内气体的压强等于大气压强，热力学温度。现对汽缸内的气体缓慢加热，当温度升高30K时，活塞恰好离开卡环，当温度升高到480K时，活塞移动了20cm。取重力加速度大小，求： (1)活塞的质量m； (2)弹簧的劲度系数k。 【答案】(1)4kg (2)200N/m 【详解】（1）在气体温度从升高到K的过程中，气体等容变化，有 又 解得m=4kg （2）气体温度从到升高到的过程中，有 又 解得k=200N/m 考点02 气体等压变化 12．一定质量理想气体的V-T图像如图所示，该过程对应的p-V图像可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可得，A→B温度不变，体积减小，为等温变化。根据玻意耳定律，温度不变时，有 即与成反比，因此在图中，A→B对应双曲线，且曲线变化趋势从大、小的A，向小、大的B移动。由图可得，B→C的延长线过坐标原点，说明为常数，代入理想气体状态方程得 说明压强不变，因此B→C是等压变化。压强不变，体积随温度增大而增大，对应在图中是水平向右的直线。综上可知选项C的图像符合描述。 故选C。 13．如图所示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的图像，图中AB与横轴平行，B点、C点与坐标原点在一条直线上，AC与竖直轴平行，则（　　） A．由状态A变化到状态B的过程体积减小 B．由状态A变化到状态B的过程压强不变 C．由状态B变化到状态C的过程气体对外界做功 D．由状态B变化到状态C的过程体积减小 【答案】B 【详解】AB．由图可知，气体由状态A变化到状态B的过程压强不变，温度升高，根据盖吕萨克定律可知，气体的体积增大，故A错误，B正确； CD．由图可知，气体由状态B变化到状态C的过程，压强与热力学温度成正比，根据查理定律可知，气体的体积不变，气体不对外界做功，外界也不对气体做功，故CD错误。 故选B。 14．一定质量的理想气体发生图中到的状态变化，下列对该变化描述正确的是（　　） A．气体的压强增大 B．气体的压强减小 C．在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的撞击次数减少 D．在单位时间内，气体分子对器壁单位面积的撞击次数不变 【答案】C 【详解】AB．理想气体状态方程为 热力学温度T与摄氏温度t的关系为 从图像可知，B到A的过程中，图线是过的直线，说明这是等压变化，即气体的压强不变，故AB错误； CD．由于气体的压强不变，故气体分子对器壁单位面积的作用力不变，从B到A气体温度升高，所以气体分子热运动的平均速率变大，则单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小，故C正确、D错误。 故选C。 15．如图所示，一定质量的理想气体从状态依次经过状态、后再回到状态，关于该循环过程，下列说法中正确的是（　　） A．过程中，气体温度升高 B．过程中，气体分子的平均动能减小 C．过程中，气体密度变大 D．过程中，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数减少 【答案】B 【详解】AD．图像中，过坐标原点的直线为等温线，所以过程是等温变化，压强增大，体积减小，单位时间单位面积碰撞到器壁的分子数增多，故AD错误； B．过程为等容变化，由可知，与成正比，压强减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B正确； C．过程体积增大，由可知，气体密度变小，故C错误。 故选B。 16．一定质量的理想气体从状态a开始，经历a→b→c→a过程V-T图像如图，下列说法正确的是（　　） A．a状态的压强小于b状态的压强 B．b状态的压强小于c状态的压强 C．c状态的压强大于a状态的压强 D．c状态每个分子的动能都比a状态的大 【答案】B 【详解】A．由图可知，为等温变化，体积增大，压强减小，所以a状态的压强大于b状态的压强，故A错误； B．由图可知，为等容变化，温度升高，压强增大，所以b状态的压强小于c状态的压强，故B正确； C．根据理想气体状态方程 变形可得 可知为等压变化，故c状态的压强等于a状态的压强，故C错误； D．由图可知状态的温度大于状态的温度，因此状态分子的平均动能大于状态分子的平均动能，但不是状态的每个分子的动能都比状态的大，故D错误。 故选B。 17．某同学用如图（a）所示的装置探究气体的等容变化规律。 (1)U形管上未标出刻度，可用_______（写出一种测量工具）来测量水银面的高度差。 (2)作出图像如图（b）所示，其中为热力学温度，忽略细管内气体的体积，由图像可得出该实验的结论是：________________________________________________。 (3)若该同学做实验时，将水银替换为水，其他条件不变，则所得图像与用水银时相比，图线与横轴交点对应的温度_______（填“增大” “减小”或“不变”）。 (4)该同学发现，当温度较高时，图线逐渐向下弯曲，造成这一现象的可能原因是_______。 A．水银受热，密度减小 B．装置密封性不好，漏气 C．细管的粗细不可忽略 【答案】(1)刻度尺 (2)在误差允许范围内，气体体积不变时，气体压强与温度成正比 (3)不变 (4)BC 【详解】（1）测量水银面的高度差l，可用刻度尺。 （2）根据图像，可知在误差允许范围内，气体体积不变时，气体压强与温度成正比。 （3）该图像与横轴交点对应的温度值为内外气体压强相同时的温度（即室温），与所用密封液体的密度无关，因此将水银更换为水后，图线与横轴交点对应的温度不变。 （4）A．若水银密度减小，在温度相同的情况下，两侧水银面的高度差增大，温度相同时，l偏大，图线向上弯曲，故A错误； B．若装置漏气，则装置内的气体质量减小，温度相同时两侧水银面高度差偏小，图线向下弯曲，故B正确； C．细管长度不可忽略，温度升高，气体体积增大，根据可知，此时相对于体积不变时压强变小，故C正确。 故选BC。 18．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，整个过程气体对外界做功为100J，AB反向延长线过原点，BC与横轴平行，求： (1)气体在状态A的体积； (2)气体在状态C时压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）气体从状态A变化到状态B为等压过程，则 解得 （2）气体从A到B过程发生等压膨胀，B到C过程气体体积不变，因此整个过程气体对外做的功即为气体从A变化到B对外做的功，设此过程气体压强为p1，则 解得 气体从状态B变化到状态C为等容变化，则 解得 19．图甲是一定质量的气体由状态A经过状态B变为状态C的V－T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。 (1)写出A→B过程中压强变化的情形，并根据图像提供的信息，计算图甲中TA的温度值。 (2)请在图乙坐标系中，作出该气体由状态A经过状态B变为状态C的p－T图像，并在图线相应的位置上标出字母A、B、C。如果需要计算才能确定的有关坐标值，请写出计算过程。 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）由题图甲可以看出，A与B的连线的延长线过原点O，所以A→B是等压变化，即，由题图甲可知，由B→C是等容变化；根据盖—吕萨克定律可得 代入数据，解得 （2）根据查理定律得 又因为 代入数据，解得 则可画出由状态A→B→C的图像如图所示 20．仔细观察图片，回答下列问题 (1)根据日常生活经验我们知道，一定质量的气体，其压强、温度、体积三个状态参量之间存在一定关系。上节我们探究了一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积变化的关系，还可以用实验探究哪些量的变化？ (2)如图甲，活塞与汽缸壁润滑良好，且密封不漏气，用电热器给汽缸加热，汽缸中的气体哪个状态参量不变？ (3)用电子温度计测出不同温度时图甲汽缸中气体的温度t，用刻度尺测算出密封气体对应的体积V，增加砝码，再测得多组V、t数据。描点作图可得到图乙所示图像，猜想3条图线延长后的交点横坐标对应什么温度？ (4)如果（3）中的猜想正确，以图乙中图线的交点为坐标原点建立坐标系，分析图像可得到什么结论？ 【答案】(1)见解析 (2)压强 (3)热力学温度的零点 (4)见解析 【详解】（1）根据控制变量法可知，还可以探究压强不变时，体积与温度的关系，及体积不变时，压强与温度的关系。 （2）活塞与汽缸壁润滑良好，且密封不漏气，加热时，气体会膨胀，则温度和体积增大，设大气压强为，活塞和砝码的质量为，活塞的横截面积为，则汽缸中气体的压强为，可知，气体的压强不变。 （3）猜想3条图线延长后的交点横坐标对应热力学温度的零点。 （4）分析图像可得到一定质量的气体，压强不变时，其体积与热力学温度成正比。 21．如图，两端封闭的玻璃管与水平面成角倾斜静止放置，一段水银柱将管内一定质量的气体分为两个部分。则下列各种情况中，能使管中水银柱相对于玻璃管向A端移动的是（　　） A．使玻璃管水平向右匀速运动 B．使玻璃管沿方向加速上升 C．升高环境温度 D．保持A端在上将玻璃管变为竖直放置 【答案】C 【详解】A．初始平衡时，对水银柱受力分析得压强关系（为水银柱长度，为倾角） 水银向A端移动即整体向A（上端）移动，对应B气体体积增大。玻璃管匀速运动，加速度为0，水银受力平衡与原平衡一致，水银柱相对玻璃管不移动，故A错误； B．沿加速上升，加速度指向A端，由牛顿第二定律，新平衡满足 B气体压强增大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故B错误； C．升高环境温度，假设两段气体体积不变，由查理定律 因为初始，所以，压强差大于平衡需要的重力分力，合力指向A端，推动水银柱向A端移动，故C正确； D．保持A端在上变为竖直放置，从小于1变为1，压强差增大，新平衡要求比原来更大，等温下B体积减小，水银柱向B端移动，故D错误。 故选C。 考点03 理想气体状态方程 22．如图甲所示，导热性能良好的玻璃管开口向下倒立在水槽内的水中，将玻璃管缓慢竖直向下移一些至如图乙所示位置，此过程环境温度不变，管中气体可视作理想气体，则一定增大的是管中气体的（　　） A．体积 B．压强 C．温度 D．内能 【答案】B 【详解】AB． 设大气压强为 p0，管内液面高于管外液面的高度差为 h，则管内气体压强 p= p0−ρgh 当玻璃管竖直向下移动时，假设气体体积 V 不变，则气柱长度不变，随着管子下移，管内液面也会随之下移，导致管内液面高出管外液面的高度差 h 减小。根据 p= p0−ρgh可知，气体压强 p 将增大。 根据玻意耳定律 pV=C（常数），在温度不变的情况下，若压强 p 增大，则体积 V 必然减小。 这说明气体实际上是被压缩，体积 V 减小，而压强 p 增大。 故A错误，B正确； CD． 玻璃管导热性能良好，且缓慢移动，说明管内气体温度始终与环境温度保持一致。由于环境温度不变，所以气体的温度 T 不变。对于理想气体，内能只与温度有关，温度不变，则内能不变，故CD错误； 故选B。 23．某同学设计的“空气温度计”如图。将一根细玻璃管插入导热性良好的容器，连接处密封，在管内注入一小段油柱，将容器内空气与外界隔绝。在待测环境中，油柱会随温度变化而移动。若大气压强不变，则（　　） A．温度升高时，瓶内空气分子平均动能不变 B．温度升高时，油柱向上移动 C．温度降低时，瓶内空气密度减小 D．温度降低时，瓶内空气对外做功 【答案】B 【详解】A．温度升高，瓶内空气分子无规则运动加剧，分子平均动能增大，故A错误； B．温度升高，瓶内空气的体积增大，油柱上升，故B正确； C．温度降低，瓶内空气的体积减小，质量不变，因此瓶内空气的密度增大，故C错误； D．温度降低，瓶内空气的体积减小，外界对瓶内空气做功，故D错误。 故选B。 24．如图所示，玻璃管中都灌有水银，且水银柱都处在平衡状态，大气压相当于76cm高的水银柱产生的压强。下面对封闭气体的压强说法正确的是（   ） A．图①中 B．图②中 C．图③中 D．图④中 【答案】D 【详解】A．图①中，玻璃管倒置在水银槽中，管内水银面高于槽内水银面 ，根据平衡条件 已知，解得，故A错误； B．图②中根据连通器原理 解得，故B错误； C．图③中水银柱长，倾角，垂直高度 则，故C错误； D．图④中 ， 故D正确。 故选D。 25．将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，（所有操作过程中管内气体和水温度相等且均不变）下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会静止 C．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 D．若将试管稍上移后放手，试管会静止 【答案】C 【详解】ABC．初始试管恰好处于悬浮状态，有 试管位置下移，封闭气体受到的水压强随深度增大而增大； 根据玻意耳定律，压强增大则气体体积减小，因此减小，浮力，浮力小于重力，试管会下沉，故AB错误，C正确； D．试管位置上移，封闭气体压强减小，气体体积增大，增大，浮力，浮力大于重力，试管会上浮，故D错误。 故选C。 26．某位老师想测量自家新买的国产电动汽车的最大加速度。他在一端封闭的细直玻璃管中用水银柱封闭一段空气柱后，将玻璃管沿车行驶方向且封闭端朝向车头水平固定。再用吸管在水银柱外侧表面处滴入少量红墨水，装置示意图如图所示。已知管内水银柱长，大气压强，汽车静止时封闭气柱长。启动汽车，把油门踩到底，让汽车沿直线行驶一段距离，再减速停车，待停稳后根据红墨水的痕迹测量出管内水银柱向管口方向处移动的最大距离。若车内温度不变，不考虑摩擦的影响和水银柱的长度变化，重力加速度g取，求： (1)汽车加速过程中，管内气体压强的最小值； (2)汽车最大加速度的大小。（提示：液体压强公式中，若为水银密度，h的单位为cm，则p等于） 【答案】(1)72cmHg (2) 【详解】（1）汽车静止时，气柱长、压强 管内气柱最长时，气柱长 此时压强最小，设为，由玻意耳定律有 代入数据解得 （2）设管的横截面积为、水银柱质量为，依题意，管内压强最小时，加速度最大。 对水银柱受力分析，有 又， 联立得 以cmHg为压强单位，代入数据得 27．如图所示，一根下端封闭、上端开口的均匀玻璃管竖直放置，管内有长度为的水银柱，将一段空气柱（视为理想气体）封闭在管内，静止时空气柱的长度为，已知外界大气压强恒定为。现让玻璃管以大小为的加速度竖直向上做匀加速直线运动，运动过程中管内空气的温度保持不变，取重力加速度。求： (1)玻璃管加速运动时，管内封闭空气的压强为多少？ (2)玻璃管加速运动时与竖直静止时相比较，管内封闭空气柱的长度减少了多少？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设玻璃管加速运动时管内封闭空气的压强为，玻璃管横截面积为 则 或 解得 （2）玻璃管竖直静止时，对水银柱受力分析，由平衡条件得封闭空气柱的压强 或 或 解得 由于管内空气温度保持不变，由玻意耳定律得 或 解得 空气柱的长度减小量 解得 28．如图所示，粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，右管口封闭，右管内封闭有长度为（单位为）、热力学温度为T0、压强为（为大气压强，是未知量）的理想气体，左、右两管的水银面高度差为，缓慢升高右管内气体的温度，使左管的水银面比右管的水银面高。 (1)求大气压强（以为压强单位）； (2)求此时右管内气体的热力学温度； (3)保持右管内气体的热力学温度为，从左端管口向玻璃管中缓慢注入适量水银，直至右管内气体的长度为，求注入的水银柱的长度x。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由平衡条件有 解得 （2）当左管的水银面比右管的水银面高时，右管内气体的长度为，气体的压强 由理想气体状态方程有 解得 （3）气体的压强 由等容变化有 结合，解得 考点04 “玻璃管液封”模型 29．某新型抽气泵的工作原理简化图如图所示，固定容器容积为，初始内部气体压强为，温度为，上方汽缸有效容积为，活塞面积为S，活塞与汽缸壁的滑动摩擦力为，活塞的质量为，重力加速度大小为。抽气过程分两步：向上缓慢拉动活塞，阀门M打开，N关闭，容器内气体与汽缸内气体达到热平衡后，关闭M打开N，将汽缸内气体排出。重复上述操作，完成多次抽气，已知每次抽气缓慢进行，且气体温度不变，外界大气压恒为，则下列说法正确的是（　　） A．第一次抽气过程中，手对活塞拉力的最大值 B．抽气第次后容器中剩余气体的压强 C．抽气第次后容器中剩余气体的压强 D．若抽气过程中某次刚要拉动活塞时气体温度突然从升高至且体积不变，此时容器内气体的压强为 【答案】B 【详解】A．第一次抽气过程中，活塞位于最上端时，手对活塞的拉力达到最大值，对活塞受力分析，设手对活塞的拉力为F，此时汽缸内气体的压强为，则 抽气过程为等温变化，在抽气前活塞位于最下端，此时容器内的气体压强为，气体体积为，抽气后体积为，则 解得 联立可得，故A错误； BC．设第2次抽气后容器中剩余气体的压强为，则 所以 根据玻意耳定律依次类推，抽气次后，，故B正确，C错误； D．由查理定律有 解得，故D错误。 故选B。 30．倾角为的电梯斜向上做匀加速运动，水平台阶上有一质量不可忽略的活塞封闭了一定质量的理想气体，将该导热汽缸以不同方式放置在电梯上（电梯加速度恒定，外界空气的温度、压强不变），装置与电梯始终相对静止，如图所示。图乙汽缸与外界有空隙连通，且封闭气体始终不漏气，不计活塞与汽缸之间的摩擦。则四种放置方式下，封闭气体的体积关系为（　　） A．甲<丁<丙<乙 B．甲<丙<丁<乙 C．甲丁丙乙 D．甲乙丙丁 【答案】A 【详解】设图甲中封闭气体压强为，对活塞由牛顿第二定律得 解得 同理，对图乙有 解得 对图丙有 解得 同理对图丁有 解得 所以 由于封闭气体温度不变，根据玻意耳定律有 所以封闭气体体积关系为，故A正确，BCD错误。 故选A。 31．如图绝热汽缸内壁光滑，被锁定的绝热活塞a、b把汽缸容积等分成三份，其中I、III内充有同种气体，且气体初始压强相同，温度相同，II为真空。现活塞突然漏气，一段时间后再解锁，当系统重新稳定时，下列说法正确的是（　　） A．活塞b处于汽缸中央 B．I的温度大于III的温度 C．I、III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数相同 D．与初始状态相比，III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数增加 【答案】B 【详解】AB．设初始状态气体的压强为，体积为，温度为，活塞a漏气后，由于绝热过程，I中气体自由扩散，体积变为，设此时I中气体压强为，解锁b活塞后，系统平衡时的压强为，I中气体的体积为，温度为，III中气体的体积为，温度为根据玻意耳定律，对于I中气体，b活塞未解锁时，则有 活塞b解锁后，根据理想气体状态方程则有 对应III中气体则有 由于解锁b后，III中气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低，则有 活塞b压缩I中气体，I中气体内能增大，温度升高，则有 联立可得，可见活塞b并未处于汽缸中央，故A错误，B正确； C．根据上述分析可知，I、III中气体的温度不同，分子的平均动能不同，虽然两部分的压强相等，但单位时间碰撞容器壁单位面积上的分子个数与压强、分子平均动能都有关系，则I、III中单位时间碰撞器壁单位面积分子个数不相同，故C错误； D．初始时，III中气体的体积为，最终状态III中气体的体积大于，分子数密度减小，因此单位时间碰撞容器壁单位面积的分子个数减小，故D错误。 故选B。 32．如图所示，一气缸开口向上固定，一定质量的理想气体用密封性良好的活塞封闭在气缸中，气缸内有体积可忽略的加热丝，系统平衡时，活塞距离气缸底部的距离为气缸高度的，此时气体的压强为，温度为。现用加热丝对气体缓慢加热，当温度为时活塞刚好到气缸口，然后在活塞上施加一竖直向下的外力，保持封闭气体的温度不变，使活塞缓慢回到原来的位置。已知活塞的横截面积为，外界大气压强为，活塞的厚度以及摩擦力忽略不计，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　） A．活塞的质量为4kg B． C．活塞回到原来位置时，封闭气体的压强为 D．活塞回到原来位置时，竖直向下的外力大小为8N 【答案】B 【详解】A．初始时，对活塞由受力分析，由平衡条件 代入题中数据，解得活塞质量 故A错误； B．加热过程为等压变换过程，设气缸高度为，则此过程有 解得 故B正确； CD．根据题意回到原位置时体积与初始时相等，则有 解得 对活塞受力分析，有 解得 故CD错误。 故选B。 33．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝19cm，活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平。现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强P0＝75cmHg，则此过程中B活塞上升的高度为（　　） A．7cm B．8cm C．9cm D．10cm 【答案】A 【详解】活塞B移动前封闭气体压强为 使活塞B缓慢上移，当水银的一半被推入细筒中时，粗铜内的水银柱高5cm，因粗筒横截面积是细筒的3倍，所以进入细桶内的水银柱高为15cm，水银柱的总高度为H'＝20cm，所以此时气体的压强为 封闭气体做等温变化，根据玻意耳定律得 解得L'＝17cm 故此过程中B活塞上升的高度为 故选A。 34．如图所示，两个水平固定的汽缸由管道连通。活塞a、b用刚性杆相连，可在汽缸内无摩擦地移动，缸内及管中封有一定质量的气体。整个系统处于平衡状态，大气压强不变。现令缸内气体的温度缓慢升高一点，则系统再次达到平衡状态时（　　） A．活塞向左移动一点 B．条件不足无法判断 C．活塞向右移动一点 D．活塞的位置没有改变 【答案】A 【详解】因ab两部分气体的压强相等，则对两活塞及连杆的整体受力分析，根据平衡条件，有 可知缸内气体压强不变；若缸内气体的温度缓慢升高一点时，则气体体积变大，因右侧活塞面积较大，则活塞向左移动一点，故选A。 35．如图，一竖直放置的导热汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，，面积分别为2S、S，，轻杆长为。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，环境温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度取） (1)求活塞间气体的压强； (2)若向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量； (3)若从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，当轻杆上的弹力大小增大到初始值的2倍时会断裂，为保证轻杆不断，求活塞间气体的最低温度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）分析活塞和轻杆的受力，根据平衡条件有 得 （2）依题意初态有，末态有，缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 得 设倒入沙子的总质量为，分析活塞、轻杆和沙子的受力，有 得 （3）从初始状态开始，缓慢降低活塞间气体温度，活塞下降，封闭气体做等压变化，轻杆上的弹力大小不变，直到活塞Ⅰ运动到汽缸连接处，之后温度继续降低，封闭气体体积不变，压强减小，轻杆上的弹力增大，设弹力恰增大到初始值的2倍时气体的压强为 初态，分析活塞Ⅰ的受力，此时杆对活塞Ⅰ的力为向下的拉力，有 得 末态，分析活塞Ⅱ的受力，此时杆对活塞Ⅱ的力为向下的支持力，有 得 对全程，由气态方程有 得 36．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈所加电压为，副线圈的回路中接有阻值为的电热丝，电热丝位于竖直放置的绝热容器底部，活塞的横截面积为，内有质量为的绝热活塞，活塞与容器间无摩擦，整个容器内封闭有一定质量的理想气体，开始时活塞离容器底端的高度为，容器内气体的温度为。接通电源，电阻丝工作后断开电源，待系统稳定后，容器内气体温度为，不考虑容器吸收的热量、电阻丝温度升高吸收的热量（即电热丝产生的热量全部被气体吸收）和电阻丝的体积，大气压强，g取。求： (1)该过程中电阻丝放出的热量Q； (2)容器中气体增加的内能。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）原线圈所加电压为正弦交流电，其有效值为 根据理想变压器电压比 代入，得副线圈电压 电阻丝工作时间 电阻丝产生的热量全部被气体吸收，放出的总热量 （2）对活塞受力分析，封闭气体做等压变化，气体压强 代入数据，得 根据盖-吕萨克定律 末态温度，且， 联立解得 活塞上升高度 气体膨胀对外做功 根据热力学第一定律 得气体内能增加量 37．李华同学设计并制作了一个简易的温度警报器，如图所示，导热良好的缸体内有一横截面积为的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞质量为，活塞与天花板之间系有轻绳和警报器（内部集成有拉力传感器），若轻绳拉力为0或轻绳拉力超过2N，警报器都会发出警报。已知初始状态缸内温度为300K，活塞距缸底10cm，轻绳拉力为1N，大气压强恒为，重力加速度为，不计活塞厚度及活塞与缸壁间的摩擦。 (1)求初始状态，封闭气体的压强； (2)为了不让警报器发出警报，求环境温度的范围。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对活塞进行受力分析可知 代入数据，解得 （2）①若环境温度升高为时，轻绳的拉力刚好为零，对活塞受力分析有 从初状态到此状态，封闭气体发生等容变化，根据查理定律有 联立方程解得 ②若环境温度降低为时，轻绳的拉力刚好为2N，对活塞受力分析有 从初状态到此状态，封闭气体发生等容变化，根据查理定律有 联立方程解得 综上，为了不让警报器发出警报的环境温度范围为 38．如图所示，一个导热性能良好的长方体气缸开口向右水平放置，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞离缸底的距离为L，活塞的截面积为S，大气压强为，环境温度为，此时活塞与气缸内壁间恰好无摩擦，将环境温度缓慢升高，使活塞向右移动，活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为，活塞不漏气，求： (1)活塞刚好要滑动时，缸内气体的压强多大； (2)活塞移动时，环境温度多高； (3)活塞移动过程中，气体吸收的热量为Q，则气体内能的增加量为多少。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）当活塞刚好要开始滑动，此时活塞左侧的压力应等于活塞右侧压力加滑动摩擦力。 设活塞刚要滑动时缸内气体压强为，则 解得 （2）因为温度缓慢升高，缸内气体的压强仍为。设活塞移动时，这时环境气体的温度为。 根据理想气体状态方程 解得 （3）气体对外做功为 所以根据热力学第一定律，气体内能的增加量 考点05 “气缸活塞类”模型 39．中国是瓷器的故乡，号称“瓷器之国”。如图是烧制瓷器的某窑炉结构示意图，上方有一单向排气阀，当窑内外气压差升高到（为大气压强）时，排气阀会开启，减压泄气，此后窑内气体压强保持不变。某次烧制过程中，初始时窑内温度为27℃，窑内气体压强为，密度为。已知烧制过程中窑内气体温度均匀且缓慢升高，不考虑瓷胚体积的变化，气体可视为理想气体。当温度逐渐升高至烧制温度1027℃时，窑内气体密度为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】初始状态温度，压强，密度为。若气体体积不变，当温度升高至时，依据查理定律可得 解得 表明排气阀已被打开，因此窑内气体的最终压强为 假设气体排出过程为等温膨胀，设瓷胚体积为，则 解得 设初始时瓷胚内气体的质量为，则， 解得 故选C。 40．如图所示为医院进行静脉输液的三种输液瓶及其输液管、进气管装置设计图，其中进气管保证瓶内与瓶外气体相通，随着输液的持续进行，下列说法中正确的是（    ） A．甲输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强减小 B．乙输液瓶内气压增大，瓶内输液管针头处压强不变 C．丙输液瓶内气压不变，瓶内输液管针头处压强不变 D．若需保持给病人的输液流速恒定，则应该选用丙输液瓶 【答案】B 【详解】A．甲瓶没有进气管，随着液体流出，瓶内空气体积变大，瓶内气压减小，随着液体的流出液体压强在减小，而瓶内输液管针头处的压强等于瓶内气压与液体柱压强之和，因此针头处压强也会减小，故A错误； BD．乙瓶通过进气管与外面大气相通，虚线处瓶上方气体的压强与液体的压强之和总等于大气压，随着液体的流出，液体压强减小，气体压强增大，但是瓶内输液管针头处压强不变，从而保证药液流速恒定，故B正确，D错误； C．丙输液瓶在底部通过细管与大气相通，气体压强不变，随着液体的不断流出，瓶内输液管针头处压强变小，故C错误。 故选B。 41．我国“奋斗者”号载人潜水器在执行深海探测任务时，为了保证舱内空气新鲜同时控制舱内压强稳定，使用高压气瓶向舱内补充气体。已知舱内初始气体压强为，温度为17℃。潜水器下潜至深海某深度时，舱外海水压强为，此时舱内温度降至7℃。为了平衡内外压强差，需从高压气瓶向舱内缓慢充入同种气体，直至舱内压强与舱外海水压强相等。若充气过程中舱内温度保持7℃不变，所有气体可视为理想气体，则充气后的气体密度与初始状态密度的比值为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据理想气体状态方程 整理得气体密度 同种气体摩尔质量为定值，为气体常量，因此密度比值满足 其中初始状态参数为， 充气后状态参数为， 代入计算得 故选C。 42．一个体积为2V0的钢瓶中，装有压强为p0的氧气。在恒温状态下用容积为V0的抽气筒抽气，则抽气4次后钢瓶中氧气的压强为（　　） A．p0 B．p0 C．p0 D．p0 【答案】D 【详解】钢瓶的容积为，抽气筒容积为，最初钢瓶内气体压强为，抽气过程气体温度不变，由玻意耳定律，第一次抽气有 第二次抽气有 第三次抽气有 第四次抽气有 联立解得 故选D。 43．我国瓷器的发展历史悠久，最早可追溯至商周时期。瓷器的烧制采用如图甲所示的窑炉，图乙是窑炉的简图，上方有一单向排气阀。某次烧制过程，排气阀关闭，初始时窑内温度，窑内气体压强为。已知烧制过程中窑内气体体积不变，温度均匀且缓慢升高。气体可视为理想气体，绝对零度取-273℃，窑内气体压强升高到时，窑内气体温度为（　　） A．375℃ B．425℃ C．477℃ D．750℃ 【答案】C 【详解】封闭在窑炉内的气体体积不变，烧制前温度，烧制过程中气体发生等容变化，根据查理定律有 又 解得，故选C。 44．如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设第一次悬停时压强为，温度为，气球内的气体质量为 依题意，第二次悬停时压强，温度，气体密度为，气体质量 由常量 有 得 由 解得 故选A。 45．体育老师在某次体育课上给足球充气，充气前，足球内气体的压强为，体积为。现用打气筒给足球充气，每次充入体积为、压强为、温度始终等于环境温度的气体。已知外界大气压恒为，忽略足球体积的变化，球内气体的温度始终等于环境的温度。 (1)若在环境温度为的情况下充气，欲使足球内气体压强变为，求充气次数； (2)在第（1）问的条件下充气结束后，将足球拿到的环境中足够长时间，求稳定后足球内气体的压强。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设充气次数为，以充气后足球内的气体为研究对象，基于理想气体状态方程的正确推导，根据气体摩尔数变化得 解得 （2）第（1）问中足球内气体的温度为 将足球拿到的环境时，足球内气体的温度为 该过程足球内气体做等容变化，由查理定律得 解得 46．某双层真空保温杯夹层中残留少量空气，温度为27℃时，压强为。夹层体积为。（热力学温度与摄氏度关系： (1)当夹层中空气的温度升至47℃时，求此时夹层中空气的压强：（计算结果保留三位有效数字） (2)当保温杯外层出现微小裂隙，静置足够长时间，夹层内空气与外界大气相通，设环境温度为27℃，大气压强为。求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。 【答案】(1) (2)49 【详解】（1）由题意可知夹层中的气体发生等容变化，根据理想气体状态方程可知 代入数据解得 （2）原有空气：，体积 最终状态： 由玻意耳定律，将原有空气等温压缩到大气压下的体积； 可得 最终夹层内空气在下的增加的体积为；质量比等于同温同压下的体积比 解得 47．某款温度报警器的结构简图如图所示。竖直放置的导热汽缸顶端有一气孔和大气相通且内表面安装了一个报警器（大小不计），底端左侧装有充气阀门。某次测试时关闭充气阀门，汽缸下部分通过轻质活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，当测试环境的热力学温度时，活塞与汽缸底端的距离，当测试环境的热力学温度缓慢升到时，活塞刚好触及报警器，触发报警。不计活塞和汽缸间的摩擦，测试环境气压始终不变。 (1)求汽缸顶端到底端的距离； (2)通过充气阀门向汽缸下部分充入同种气体，使得触发报警的热力学温度变为，求充入气体质量与汽缸下部分原有气体质量的比值。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设活塞的横截面积为，测试环境的热力学温度缓慢升高至过程中，气体发生等压变化，满足 解得。 （2）对充气完成后的气体，测试环境的热力学温度缓慢升高至过程中，气体发生等压变化，有 因此，充入气体的质量与汽缸下部分原有气体质量的比值 联立解得 考点06“变质量气体”模型 48．如图，太空舱的体积为V1=21m3，气闸舱的体积为V2=7m3.初始时两个舱门均紧闭，气闸舱内空气压强为p2=0.2×105Pa。宇航员从太空舱出舱，首先要经过气闸舱.先打开门A，空气从太空舱流向气闸舱稳定后压强为p=0.8×105Pa；然后闭合门A，对气闸舱进行抽气，当气闸舱内气体压强为p3=0.6×105Pa时不再抽气.整个过程中太空舱和气闸舱温度相同且均保持不变，所有气体均视为理想气体，宇航员的体积忽略不计，求： (1)门A打开前，太空舱内气体的压强p1； (2)门A闭合后，从气闸舱抽出的气体质量占气闸舱气体总质量的比例k。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）整个过程温度不变，将太空舱和气闸舱的气体看作整体，根据玻意耳定律 代入已知条件，、、 得 解得 （2）门A闭合后，气闸舱内原有气体压强为、体积为，温度不变。对抽气过程，设原有气体在压强下的总体积为，由玻意耳定律 理想气体同温下，质量比等于体积比，抽出气体的体积为，因此 代入 化简得 49．在河南省科技运动会上，一兴趣小组参加了水火箭比高项目的制作与发射比赛。发射装置简化为如图所示的模型，体积为V=2.5L的充气瓶（箭体）内装有高度10cm，体积V1=0.5L的水柱和压强为1个标准大气压p0=1×105Pa的空气。打气筒气室体积为V0=400mL，现用打气筒通过单向气阀向箭体内充气，每一次充入压强一个大气压、体积为V0的气体。当水火箭内部气压达到3个标准大气压时，压缩空气可将活塞顶出，箭体发射。水的密度ρ=1.0×103kg/m3，充气过程气体温度不变，瓶和水的体积变化不计。求： (1)要使水火箭发射出去，需要打气多少次； (2)已知打气筒手柄和活塞质量不计、活塞和气缸之间的摩擦力不计、打气筒与瓶塞连接管的体积不计、打气筒活塞横截面积S=4×10-4m2，至少需要用多大的力才能完成第8次打气。（取g=10m/s2） 【答案】(1)10 (2)64.4N 【详解】（1）要使水火箭发射出去，设需要打气筒打气n次，由题意可知，当水火箭发射瞬间，其内部气压为 根据玻意耳定律，有 解得 （2）第8次打气后，箭体内气体压强为p8，根据玻意耳定律，有 解得 对活塞受力分析可得 解得 50．2026年1月19日，神舟二十号飞船从中国空间站带回了一套“战功赫赫”的“飞天战袍”一一退役的舱外航天服。为检验此航天服的“气密性”，给真空状态的航天服充入体积为、压强为的氧气，使航天服内部压强，然后把航天服放入检测室，将检测室抽成真空密封。经过10小时通过压强传感器测出检测室内的压强。已知航天服的容积，检测室放入航天服后检测室剩余空腔的体积，整个过程温度不变。求： (1)给真空状态的航天服充入氧气的体积； (2)经10小时后，航天服内气体的压强； (3)经10小时后，若漏出气体的质量小于原有质量的1%，航天服的“气密性”合格，通过计算判断该航天服“气密性”是否合格。 【答案】(1) (2) (3)合格，计算见解析 【详解】（1）已知氧气的压强，航天服内部压强，航天服的容积，充气过程温度不变，对充入的氧气由玻意耳定律，得 解得 （2）已知检测室内的压强，检测室剩余空腔的体积，漏气后，气体分为航天服内、检测室内两部分，总气体温度不变，由玻意耳定律，得 解得 （3）同温下，理想气体的质量比等于物质的量比，结合理想气体状态方程 得漏出气体占比 解得 因此该航天服气密性合格。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $