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2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题29有关理想气体实验定律的平衡和动力学模型特训目标特训内容目标1高考真题（1T—4T ）目标2有关理想气体实验定律的平衡模型（5T —8T ）目标3有关理想气体实验定律的动力学模型（9T —12T ）【特训典例】一、高考真题1．如图，小赞同学设计了一个液体拉力测量仪。
一个容积09.9V L =的导热汽缸下接一圆管，用质量190g m =、横截面积210cm =S 的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与圆管壁间摩擦不计。
活塞下端用轻质细绳悬挂一质量210g m =的U 形金属丝，活塞刚好处于A 位置。
将金属丝部分浸入待测液体中，缓慢升起汽缸，使金属丝从液体中拉出，活塞在圆管中的最低位置为B 。
已知A 、B 间距离10cm h =，外界大气压强50 1.0110Pa p =⨯，重力加速度取210m/s ，环境温度保持不变，求：（1）活塞处于A 位置时，汽缸中的气体压强1p ；（2）活塞处于B 位置时，液体对金属丝拉力F 的大小。
2．小赞同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。
导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量1600g m =、截面积220cm S =的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。
一轻质直杆中心置于固定支点A 上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量21200g m =的铁块，并将铁块放置到电子天平上。
当电子天平示数为600.0g 时，测得环境温度1300K T =。
设外界大气压强50 1.010Pa p =⨯，重力加速度210m/s g =。
（1）当电子天平示数为400.0g 时，环境温度2T 为多少？（2）该装置可测量的最高环境温度max T 为多少？3．如图，一竖直放置的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，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。
气体变质量问题专题一、变质量问题的求解方法二、针对训练1.一病人通过便携式氧气袋供氧，便携式氧气袋内密闭一定质量的氧气，可视为理想气体.温度为C o 0时，袋内气体压强为atm 25.1，体积为L 50. 在C o 23条件下，病人每小时消耗压强为atm 0.1的氧气约为L 20. 已知阿伏加德罗常数为-123mo 100.6l ,在标准状况（压强atm 0.1、温度C o 0）下，理想气体的摩尔体积都为L 4.22.求：(1)此便携式氧气袋中氧气分子数；(2)假设此便携式氧气袋中的氧气能够完全耗尽，则可供病人使用多少小时.（两问计算结果均保留两位有效数字）2.“蹦蹦球”是儿童喜爱的一种健身玩具. 如图所示，小倩和同学们在室外玩了一段时间的蹦蹦球之后，发现球内气压不足，于是她便拿到室内放置了足够长的时间后用充气筒给蹦蹦球充气. 已知室外温度为C o 3 ，蹦蹦球在室外时，内部气体的体积为L 2,内部气体的压强为atm 2，室内温度为C o 27，充气筒每次充入L 2.0、压强atm 1的空气，整个过程中，不考虑蹦蹦球体积的变化和充气过程中气体温度的变化，蹦蹦球内气体按理想气体处理. 试求：(1)蹦蹦球从室外拿到室内足够长时间后，球内气体的压强；(2)小倩在室内想把球内气体的压强充到atm 3以上，则她至少充气多少次.3.(2020·全国Ⅰ卷)甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）. 甲罐的容积为V ,罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为V 2,罐中气体的压强为p 21. 现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等. 求调配后(1)两罐中气体的压强；(2)甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比.4.奥运会男子篮球比赛时所用篮球的内部空间体积是L .357,比赛时内部压强为kPa 170. 已知在C o 25，kPa 100时，气体摩尔体积约为L/mol5.24. 比赛场馆温度为C o 25,气体的摩尔质量为mol g /29,大气压为Pa 510.（1）若比赛前，男子专用篮球是瘪的（认为没有气体），用打气简充气，每次能将1个大气压，L 375.0的气体充入篮球，需要充气几次，才能成为比赛用的篮球；(2)比赛时篮球内部的气体质量是多少.5.恒温室内有容积为L 100的储气钢瓶，钢瓶中装有压强为0p 的理想气体，现使用两种方式抽取钢瓶中气体，第一种方式使用大抽气机，一次缓慢抽取L 10气体，第二种方式使用小抽气机，缓慢抽两次，每次抽取L 5气体. 求：(1)第一种方式抽气后钢瓶内气体的压强1p ；(2)第二种方式抽气后钢瓶内气体的压强2p ，并比较1p 和2p 大小关系.6.容器中装有某种气体，且容器上有一小孔跟外界大气相通，原来容器内气体的温度为C o 27,如果把它加热到C o 127，从容器中逸出的空气质量是原来质量的多少倍?7.容积为L 2的烧瓶，在压强为Pa 5100.1⨯时，用塞子塞住,此时温度为C o 27,当把它加热到C o 127时，塞子被打开了，稍过会儿，重新把塞子塞好，停止加热并使它逐渐降温到C o 27，求:(1)塞子打开前的最大压强；(2)逐渐降温C o 27时剩余空气的压强，8.一容积不变的热气球刚好要离开地面时，球内空气质量kg 150=m ,温度K 2801=T ,在热气球下方开口处燃烧液化气，使球内温度缓慢升高，热气球缓慢升空，当气球内空气温度K 3002=T 时，热气球上升到离地面m 10高处.(1)求热气球离地面m 10高时球内空气的质量；(2)若热气球上升到离地面m 10高处时停止加热，同时将气球下方开口处封住，求球内空气温度降为K 280时球内气体的压强与刚离开地面时的压强之比.9.汽车修理店通过气泵给储气罐充气，再利用储气罐给用户汽车轮胎充气. 某容积为0V 的储气罐充有压强为09p 的室温空气，要求储气罐给原来气体压强均为05.1p 的汽车轮胎充气至03p ,已知每个汽车轮胎的体积为400V ，室温温度为C o 27. (1)求在室温下储气罐最多能给这种汽车轮胎充足气的轮胎数n ； (2)若清晨在室温下储气罐给n 个汽车轮胎充足气后，到了中午，环境温度上升到C o 32，求此时储气罐中气体的压强p .10.如图所示，A 、B 是两只容积为V 的容器，C 是用活塞密封的气筒，它的工作体积为V 5.0,C 与A 、B 通过两只单向进气阀a 、b 相连，当气筒抽气时a 打开、b 关闭，当气筒打气时b 打开、a 关闭，最初A 、B 两容器内气体的压强均为大气压强0p ，活塞位于气筒C 的最右侧. （气筒与容器间连接处的体积不计，气体温度保持不变)，求：(1)以工作体积完成第一次抽气结束后气筒C 内气体的压强1p ；(2)现在让活塞以工作体积完成抽气、打气各2次后，A 、B 容器内的气体压强之比.11.2020年，在“疫情防控阻击战”中，为了防止“新型冠状病毒”的扩散，需要专业防疫人员不断进行消毒作业(图1)，比较简单的做法是利用农药喷雾器进行消毒. 图2为喷雾器的示意图，圆柱形喷雾器高为h ，内有高度为2h 的消毒水，上部封闭有压强为0p ，温度为0T 的空气. 将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K ，恰好有消毒水流出. 已知消毒水的密度为 ,大气压强恒为0p ，重力加速度为g ，喷雾口与喷雾器等高. 忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体.(1)求室内的温度；(2)在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到消毒水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比.答案1.（1）24107.1⨯个 （2）h 4.3解析：（1）便携式氧气袋内的氧气可视为理想气体，设温度为C o 0时，袋内气体压强为1p ,标况下的压强为2p ,氧气在标况下的体积为2V ,假设发生等温变化，由玻意耳定律有：2211V p V p =， 解得L V 5.622=，物质的量为：mol V n 4.222=氧气分子数：24107.1⨯=⋅=A N n N 个(2)设氧气袋中的氧气在C o 23的体积为3V ，根据理想气体状态方程，有：232111T V p T V p =， 解得L V 77.673=， 可供病人使用的时间h V V t 4.303==2.（1）atm 920 （2）8次 解析：(1)设蹦蹦球从室外拿到室内足够长时间后，此过程气体体积不变，室外时：温度K 2701=T ,球内气体压强，atm 21=p ； 室内时：温度K 3002=T ,设球内气体压强为2p ，由查理定理得：2211T p T p =， 解得atm 9202=p （2）设至少充气n 次可使球内气体压强达到atm 3以上，以蹦蹦球内部气体和所充气体的整体为研究对象，由玻意耳定理可知，V p V n p V p 302)(=∆+， atm 10=p ,atm 33=p 解得8.7970==n ， 故小倩在室内把球内气体的压强充到3个大气压以上，她至少需充气8次.3.（1）p 32 （2）32 解析：(1)假设乙罐中的气体被压缩到压强为p ,其体积变为1V ,由玻意耳定律有1)2(21pV V p =，① 现两罐气体压强均为p ，总体积为(1V V +). 设调配后两罐中气体的压强为'P ,由玻意耳定律有)2()('1V V p V V p +=+， ② 联立①②式可得p P 32'= ③(2)若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强p 时，体积为2V ,由玻意耳定律 2'pV V p = ④ ， 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为k ， 由密度的定义有V V k 2= ⑤， 联立③④⑤式可得32=k4.（1）17 （2）g 97.14解析：(1)设大气压强为p ,比赛时篮球内气体的压强为0p ,内部空间为0V ，设需要充气n 次，由玻意耳定律得00V p pnV =， 代入数据得17=n(2)设篮球内气体的压强为kPa p 1001=时的体积为1V ,由玻意耳定律得1100V p V p = 篮球内气体的质量M V V m m⨯=1(M 为气体摩尔质量，m V 为摩尔体积，)联立解得g m 97.14=5.（1）01110p （2）0441400p ； 21p p > 解析：（1）第一种方式为等温变化，初始体积为L V 1000=,压强为0p ，末态体积L V 1101=,压强为1p ， 由玻意耳定律0011V p V p =， 解得011110p p = (2)第二种方式第一次抽取，末态压强为'2p ,体积L V 1052=， 由玻意耳定律可得002'2V p V p =， 解得0'2105100p p =， 同理第二次抽取，由玻意耳定律可得220'2V p V p =（由 联立解得 02441400p p =， 根据计算结果可得21p p >6. 41 解析：由于容器有小孔与外界相通，当温度升高时，气体将从小孔逸出,这是一个变质量问题.若取原来容器中一定质量的气体作为研究对象，假设在气体升温时,逸出的气体被一个无形的膜所密闭,就变成了质量一定的气体.设逸出的气体被一个无形的膜所密封，以容器 中原来的气体为研究对象，初态K 3001=T ,V V =1；末态K 4002=T ，V V V ∆+=2. 由盖-吕萨克定律:212211T V V T V T V T V ∆+==，得， 故3V V =∆.又因V V V m ∆=∆∆+=ρρm 1），（ ,ρ为加热后空气密度. 所以41343m m 1==∆+∆=∆V VV V V ）（ρρ7.（1）Pa 51033.1⨯ （2）Pa 4105.7⨯解析：(1)在塞子打开前，选瓶中的气体为研究对象:则有初态:Pa p 51100.1⨯=,K 3001=T ，末态:?2=p , K 4002=T ，根据查理定律2121T T p p = 可得:Pa p 521033.1⨯=(2)重新将塞子盖紧后，仍以瓶中的气体为研究对象，则有态:Pa p 5'1100.1⨯=,K 400'=T . 末态：?'2=p ， K 300'2=T 由查理定律Pa p 4'2105.7⨯=8.（1）kg 14 （2）1514 解析：(1)设气球刚离开地面时球内空气密度为1ρ，体积为1V ，压强为1p ,气球上升到离地面m 10高处时球内空气密度为2ρ,气球上升过程做等压变化，则由盖-吕萨克定律有2211T V T V =， 其中101ρm V =， 202ρm V =， 热气球离地面m 10高时球内空气质量12V m ρ= 解得kg 14=m(2)设封住开口后，球内气体的压强为3ρ,降温过程气体做等容变化，由查理定律有 2233T p T p =，其中21p p =，K 2803=T , 解得151413=p p9.（1）160 （2）005.3p解析：(1)设充气前，将每个轮胎中的气体压缩至03p 时，体积为1V ，气体发生等温变化 初始时，轮胎内气体压强为05.1p ,体积为400V ， 压缩后，轮胎内气体压强为03p ,体积为1V根据玻意耳定律有10003405.1V p V p ⋅=⋅， 轮胎内气体休积减少量为1040V V V -=∆ 以储气罐为研究对象，充气前，储气罐中气体的压强为09p ,体积为0V ， 充气后，储气罐中的气体压强为03p ，罐中剩余的气体的体积与充入轮胎的气体的体积之和为V n V ∆+0 储气罐给汽车轮胎充气时，整个过程储气罐中的气体做等温变化，由玻意耳定律有 )(390000V n V p V p ∆+=⋅， 解得160=n(2)由题可知，从清晨到中午，充气后储气罐中的气体做等容变化清晨，储气罐中气体的压强为03p ,温度为K 3000=T 中午， 储气罐中气体的压强为p ,温度为K 305=T ，由查理定理有Tp T p =003， 解得005.3p p = 10.（1）032p （2）7:2 解析：(1)第一次抽气后，A 、C 内气体发生等温膨胀，应用玻意耳定律可得V p V p )15.0(10+=， 解得0132p p = (2)第一次打气后，C 、B 内气体发生等温压缩，应用玻意耳定律可得 V p V p V p 2015.0=+⋅, 同理，第二次抽气后，对A 、C 内气体，有V p V p )15.0(31+= 第二次打气后，对C 、B 内气体，有V p V p V p 4235.0=+⋅联立解得抽气、打气各两次后A 、B 内气体压强比为7:2:43=p p11.（1）00)21(T p h g ρ+ （2）ghp gh p ρρ++00232 解析：（1）设喷雾器的横截面积为S ，喷雾器内气体体积为0V ，室内温度为1T ,移到室内后气体压强为1p ，则有20h S V ⋅=，移到室内一段时间，对喷雾器内液面受力分析有 201h g p p ρ+=， 喷雾器移到室内后气体做等容变化，由查理定律有1100T p T p = 联立解得：001)21(T p h gT ρ+=(2)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象，排完液体后，压强为2p ,体积为2V ,则有Sh V =2，对喷雾器内气体受力分析有gh p p ρ+=02， 若此气体经等温变化，压强为1p 时，体积为3V ，则由玻意耳定律有2231V p V p =，同温度下同种气体的质量比等于体积比，设打进气体质量为m ∆，则有0030V V V m m -=∆， 联立解得：ghp gh p m m ρρ++=∆000232。
2022届高三物理二轮复习热学专项练习：气体一、选择题1.一定量的理想气体体积不变，温度缓慢下降的过程中，该气体状态变化的p−T图象是图中的A．B．C．D．2.如图，气缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密闭一定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏。
保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的（）A．压强变大，体积变大B．压强变大，体积变小C．压强变小，体积变大D．压强变小，体积变小3.将一定质量的理想气体缓慢压缩，压缩过程中温度保持不变。
下列说法正确的是A．气体分子的平均动能减小B．气体与外界无热交换C．气体的压强不变D．气体的内能不变4.如图所示，一定量的理想气体从状态a沿直线变化到状态b，在此过程中，其压强（）A．逐渐增大B．逐渐减小C．始终不变D．先增大后减小5.如图所示，粗细均匀的U形管竖直固定，管内水银柱封住一段空气柱。
如果沿虚线所示位置把开口部分截掉，则封闭在管内的空气柱（）A．体积变小B．体积变大C．压强变小D．压强不变6.一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为ℎ，下列情况中能使细绳拉力增大的是（）A．大气压强增加B．环境温度升高C．向水银槽内注入水银D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移7.已知湖水深度为20m，湖底水温为4∘C，水面温度为17∘C，大气压强为1.0×105Pa。
当一气泡从湖底缓慢升到水面时，其体积约为原来的（取g=10m/s2，ρ水=1.0×103kg/m3）A．12.8倍B．8.5倍C．3.1倍D．2.1倍8.一定量的理想气体，处在某一初始状态，现在要使它的温度经过变化后又回到初始状态，下述过程中可能实现的是A．先保持体积不变而减小压强，接着保持压强不变而使体积增大B．先保持体积不变而增大压强，接着保持压强不变而使体积增大C．先保持压强不变而减小体积，接着保持体积不变而使压强减小D．先保持压强不变而增大体积，接着保持体积不变而使压强增大9.如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内封闭着一段长为l、压强为2p0（p0为大气压强）的气柱，两管水银面高度差为ℎ，现保持右管不动，为了使两管内水银面一样高，把左管竖直（）A．向上移动ℎ+l B．向下移动2ℎ+lC．向上移动ℎ+2l D．向下移动2ℎ+2l10.有一只小试管倒插在广口瓶的水银中，此时试管竖直浮于水面，如图所示，若由于天气变化的原因，大气压强稍增大（气温不变），则（）A．试管将上浮一些B．试管将下沉一些C．试管内外的汞面高度差变大D．试管内外的汞面高度差变小11.一定质量的理想气体，温度为0∘C时压强为p0。
第1页（共17页）2025年高考物理总复习专题43气体变质量模型
模型归纳
1．气体变质量模型
分
类
模型方法充
气
模
型在充气（打气）时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体作为研究对象时，这些气体的质量是不变的。
这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。
抽
气
模
型在对容器抽气的过程中，对每一次抽气而
言，气体质量发生变化，解决该类变质量问题的方法与充气（打气）问题类似：假设把每次抽出的气体包含在气体变化的始末状态中，即用等效法把“变质量”问题
转化为“定质量”问题。
漏
气
模
型
容器漏气过程中气体的质量不断发生变化，属于变质量问题，如果选容器内剩余气体和漏掉的气体为研究对象，便可使“变质量”转化成“定质量”问题。
气
体
分
装
模
型将一个大容器里的气体分装到多个小容器中的问题也是变质量问题，分析这类问题时，可以把大容器中的气体和多个小容器中的气体作为一个整体来进行研究，即可将“变质量”问题转化为“定质量”问题。
必考点17 充气、漏气和灌气问题题型一 充气问题例题1 如图所示为某学习小组制作的“水火箭”，其主体是一个容积为0.5L 的饮料瓶，现装入0.25L 体积的水，再倒放安装在发射架上，用打气筒通过软管向饮料瓶内充气，打气筒每次能将50mL 、压强为p 0=1.0×105Pa 的外界空气压入瓶内，当瓶内气体压强达到3p 0时，“水火箭”可发射升空。
已知大气压强为p 0=1.0×105Pa ，整个装置气密性良好，忽略饮料瓶体积的变化和饮料瓶内、外空气温度的变化，求： （1）为了使“水火箭”能够发射，需要打气的次数；（2）“水火箭”发射过程中，当水刚好全部被喷出前瞬间，瓶内气体压强的大小。
【答案】（1）10n =；（2）51.510p '=⨯Pa【详解】（1）设至少需要打n 次气，打气前饮料瓶内空气体积为00.25L V =打气前饮料瓶内空气压强为0p ，末状态气体的压强为03p p = 根据玻意耳定律可得()000p V n V pV +∆=解得10n = 所以至少需要打气10次才能使“水火箭”发射。
（2）对“水火箭”加压到发射，在水刚好全部被喷出时气体的体积为0.5L V = 根据玻意耳定律可得003p V p V '=解得51.510p '=⨯Pa【解题技巧提炼】在充气时，将充进容器内的气体和容器内的原有气体为研究对象时，这些气体的质量是不变的。
这样，可将“变质量”的问题转化成“定质量”问题。
题型二 漏气问题例题2 自热食品近两年增速迅猛，尤其是2020年疫情期间，更是多次出现脱销的新闻。
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。
某学校兴趣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p 0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，可认为食材盒气体质量不变，气体可视为理想气体。
抽气和打气抽气和打气的问题是属于气体变质量问题的常见题型．若抽气和打气过程中的温度不变，则一般用玻意耳定律求解．[例一]用最大容积为ΔV的活塞打气机向容积为V0的容器中打气．设容器中原来空气压强与外界大气压强P O相等，打气过程中，设气体的温度保持不变．求：连续打n次后，容器中气体的压强为多大？[解答]如图所示是活塞充气机示意图．由于每打一次气，总是把ΔV体积，相等质量（设Δm）压强为P O的空气压到容积为V0的容器中，所以打n次后，共打入压强为P0的气体的总体积为nΔV，因为打入的nΔV体积的气体与原先容器里空气的状态相同，故以这两部分气体的整体为研究对象．取打气前为初状态：压强为P O、体积为V0＋nΔV；打气后容器中气体的状态为末状态：压强为P n、体积为V0．由于整个过程中气体质量不变、温度不变，由玻意耳定律得:P O(V0+nΔV)=P n V0∴P n=P O(V0+nΔV)/V0[例二]用容积为ΔV的活塞式抽气机对容积为V O的容器中的气体抽气、设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．求抽气机的活塞抽动n次后，容器中剩余气体的压强P n为多大？[解答]如图是活塞抽气机示意图，当活塞上提抽第一次气，容器中气体压强为P1，根据玻意耳定律得：P1(V0+nΔV)=P0V0P1=P0V0/(V0+nΔV)当活塞下压，阀门a关闭，b打开，抽气机气缸中ΔV体积的气体排出．活塞第二次上提（即抽第二次气），容器中气体压强降为P2．根据玻意耳定律得：P2(V0+nΔV)=P1V0P2=P1V0/(V0+nΔV)=P0[V0/(V0+nΔV)]2抽第n次气后，容器中气体压强降为：P n=P0[V0/(V0+nΔV)]n打气和抽气不是互为逆过程，气体的分装与打气有时可视为互为逆过程．气体的分装有两种情况，一种是将大容器中的高压气体同时分装到各个小容器中，分装后各个小容器内气体的状态完全相同，这种情况实质上是打气的逆过程，每个小容器内的气体相当于打气筒内每次打进的气体，大容器中剩下的气体相当于打气前容器中的原有气体．另一种是逐个分装，每个小容器中所装气体的压强依次减小，事实上，逐个分装的方法与从大容器中抽气的过程很相似，其解答过程可参照抽气的原理．[例]钢筒容积20升，贮有10个大气压的氧气，今用5升真空小瓶取用，直到钢筒中氧气压强降为2个大气压为止，设取用过程中温度不变，小瓶可耐10个大气压．（l）若用多个5升真空小瓶同时分装，可装多少瓶？（2）若用5升真空小瓶依次取用，可装多少瓶？[解答]（l）用多个5升真空小瓶同时分装，相当于打气的逆过程，则由玻意耳定律可解为：P1V1=P2(V1+nΔV)代入数据，得n=16(瓶)即用5升真空小瓶同时分装可装16瓶。
2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题28 充气、抽气、漏气和灌气变质量模型一、高考真题1．为方便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51.010Pa ⨯，护士把注射器内横截面积为20.3cm 、长度为0.4cm 、压强为51.010Pa ⨯的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。
【答案】51.310Pa ⨯【详解】以注入后的所有气体为研究对象，由题意可知瓶内气体发生等温变化，设瓶内气体体积为V 1,有310.9mL 0.5mL=0.4mL=0.4cm V =−注射器内气体体积为V 2，有3320.30.4cm 0.12cm V =⨯=根据理想气体状态方程有()01211p V V pV +=代入数据解得51 1.310Pa p =⨯2．甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。
甲罐的容积为V ，罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为2V ，罐中气体的压强为12p 。
现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。
求调配后：（i ）两罐中气体的压强；（ii ）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。
【答案】（i ）23p ；（ii ）23 【详解】（i ）气体发生等温变化，对甲乙中的气体，可认为甲中原气体有体积V 变成3V ，乙中原气体体积有2V 变成3V ，则根据玻意尔定律分别有13pV p V =⋅，21232p V p V ⋅=⋅则1212()32pV p V p p V +⋅=+⨯ 则甲乙中气体最终压强122'3p p p p =+= （ii ）若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为p ，则''p V pV =计算可得2'3V V = 由密度定律可得，质量之比等于'23m V m V ==现原 3．定高气球是种气象气球，充气完成后，其容积变化可以忽略。
高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练专题24充气、抽气、漏气和灌气变质量模型（含答案）【典例专练】一、充气模型1．2021年11月7日，王亚平从天和核心舱节点舱成功出舱，成为中国首位出舱行走的女航天员，标志着中国女航天员首次实现“太空漫步”．同时，新舱外航天服也在太空中首次亮相.假如在天和核心舱内航天服内气压为1.0x l05pa,气体体积为2L,出舱进入太空后由于外部气压低，航天服内气体体积变为4L，设航天服内气体的温度不变，将航天服视为封闭系统，其内部气体视为理想气体．①求此时航天服内气体的压强；②若开启航天服的充气阀门，向航天服内充入同种气体，保持航天服内气体体积为4L,使航天服内的气压缓慢恢复到0.9x105pa，则需补充压强为1.0x105pa的等温气体多少升？2.被称为特大号“N95"的负压救护车是运送新冠肺炎患者的移动隔离舱，舱内的负压发生器可以让车厢病员室产生低于大气压的负压，空气在自由流动时只能由车外流向车内，车内已被污染的空气待消毒、过滤等步骤后再排出。
下表是负压救护车的一些技术参数。
在某次运送病人途中，车厢病员室换气时既进气也排气，已知病人上车前车厢内压强P1=lOOOlOPa，车厢外大气压强P0=100020Pa。
假设车厢内外温度相同且恒定，换气时间间隔相等，换气量均匀，忽略病人上车前后病员室容积变化。
求途中12分钟内须向外排出多少气体，才能让病员室负压差大小为20Pa。
（保留小数点后两位）3某班级用于消毒的喷壶示意图如图甲所示，壶的容积为1.5L,内含1.0L的消毒液。
现闭合阀门K,缓慢向下压A,每次可向瓶内储气室充入0.05L的1.0atm的空气，多次下压后，壶内气体压强变为2.0atm时，按下B,阀门K打开，消毒液从喷嘴处喷出，消毒液不再喷出时闭合阀门K。
设储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中气体温度保持不变，不考虑导管内液柱对储气室内气体压强的影响，外界大气压为1.0atm，1.0atm=1.0x10s Pa。
（1）求充气过程向下压A的次数n；（2）喷液全过程，气体状态变化的等温线近似看成一段倾斜直线，如图乙所示，估算全过程壶内气体从外界吸收的热量0。
4.为防治2019-nCoV,公共场所加强了消毒工作。
如图所示为喷洒消毒液的某喷雾器示意图，其储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为V（不计储液桶两端连接管体积），1打气筒每次可将圭匕外界大气打入桶内，喷洒效果最佳时桶内气体压强为2几初始时消毒00.20液体积为2V0,消毒员先打气使桶内气体压强达最佳压强，再打开阀门K喷洒消毒液；当气3体压强降为2p0时喷洒消毒液效果不佳就关闭阀门停止喷洒。
打气和喷洒过程中，桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，p0为外界大气压强。
（1）求停止喷洒时剩余药液的体积；（2）为使桶内气体压强恢复到喷洒的最佳压强，试分析，消毒员打气5次能否满足要求。
5．在某次物理课堂上，老师用“吹气千斤顶”把四位同学顶了起来。
小明想分析论证一下这个科学情境，他先测量得到，吹出一口气能把瘪气球体积大约吹为F0=1x10^3m3,又测得吹一口气后气球内的气压为P]=1.2p0（p0=1x105P a为室温下大气压强）。
他又构建一个气缸活塞模型如图，开始活塞被挡块支撑着离气缸底部h』=6cm，活塞横截面积S=1m2,被封气体压强为p0，不计吹管体积、挡块体积及一切摩擦，气球和气缸内温度都为室温不变。
（g=10m/s2）（1）小明多次吹气，当气缸气压达到p1时，能把活塞及上面重物吹离挡块，则活塞和上面重物的最大总质量M]约为多少？（2）假设小明每次吹出等量气体，活塞及上面重物总质量M2=800kg（模拟10个成人）,要想把活塞再提升h2=4cm，大约需要吹气多少次？6．新冠疫情传播非常迅速，负压隔离病房在抗击疫情中起了关键作用。
所谓负压病房是指在特殊的装置作用下，使病房内的气压低于病房外的气压。
一般负压值（病房外与病房内气压差）为20~120Pa时效果比较理想。
假设有一间负压隔离病房，开放状态时，病房内外的气压均为1.0x l05Pa，病房内温度为280K；正常工作时，病房内温度为295K，负压值为100Pa。
空气可视为理想气体，病房外环境保持不变。
求：（1）若病房密闭，仅将病房内温度升高到295K，病房内的气压（保留四位有效数字）；（2）病房由开放状态变为正常工作状态，需抽取出的气体质量与原来气体质量的百分比（保留两位有效数字）。
7．消防支队在全市中小学校广泛开展“消防安全第一课活动”，倾力打造“平安校园”。
一位消防员在模拟火灾现场发现一个容积为V0的废弃的氧气罐（内部剩余氧气视为理想气体），经检测，内部封闭气体压强为1.1p0（p0为一个标准大气压），为了消除安全隐患，消防队员拟用下面两种处理方案：（1）冷却法：经科学冷却，使罐内气体温度降为170、压强降为p0,求气体温度降低了多少摄氏度？（2）放气法：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体，使气体压强回落到p0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值。
8．2021年11月8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“漫步”的女性。
舱外航天服是密封一定气体的装置，用来提供适合人体生存的气压．王亚平先在节点舱（宇航员出舱前的气闸舱）穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为岭=2L,压强p=1.0x105Pa，温度t=27°C。
她穿好航天服后，需要把节点舱的气压111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至V=3L,温度变为2t=-3C，这时航天服内气体压强P2为多少？22（2）为便于舱外活动，宇航员出舱前需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到P=4.0x104Pa.假设释放气体过程中温度不变，体积变为岭=2.5L，那么航天服需要放出33的气体与原来气体的质量比为多少？9.如图所示，在热力学温度仏=300K的室内将一空玻璃水瓶的瓶盖盖上(不漏气)，现将水瓶放到室外阳光下暴晒，使水瓶内空气的温度升至T=336K。
大气压强恒为p=1.0x105Pa，将水瓶内的空气视为理想气体。
(i)求暴晒后水瓶内空气的压强p；(ii)若暴晒后在室外将瓶盖打开，使水瓶内、外的压强相同，水瓶内气体的温度不变，求m水瓶内放出的空气质量与原来水瓶内的空气质量之比一。
m010.—饭盒如图所示，若饭盒内封闭了一定质量的理想气体气体的初始热力学温度町=300K、初始压强为P0。
现缓慢对饭盒加热使饭盒内气体的热力学温度达到T=300K。
大气压强恒为〃0，饭盒的容积不变。
(1)求饭盒内气体在热力学温度达到T=360K时的压强p；(2)打开排气口，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，设此过程中饭盒内气体的热力学温度恒为T=360K，求稳定后饭盒内所剩气体与排气口打开前气体的质量之比。
11．当前，新型冠状病毒疫情防控形势仍然严峻，奥密克戎新变异株进一步增强了疫情的不确定性。
新型冠状病毒肺炎是传染性极强的一类急性传染病，该病主要发病位置在肺部，表现为呼吸困难等，因此治疗过程中有些患者衢要进行吸氧。
已知某钢瓶容积200L，在室外测得其瓶内氧气压强为3x105Pa，环境温度为-23°C,医院病房内温度27°C(钢瓶的热胀冷缩可以忽略)。
则：(1)移入室内达热平衡后钢瓶内氧气的压强为多少？(2)现在室内对容积5L内部真空的小钢瓶分装，分装后每个小钢瓶压强为2"05Pa，在分装过程中大小钢瓶温度均保持不变。
最多可分装多少瓶小钢瓶供病人使用？12.如图所示，一导热性能良好的圆柱形气瓶水平固定，瓶内有用光滑活塞分成的A、B两部分理想气体。
阀门K处于关闭状态，A、B两部分气体的体积之比为3：2,压强均为p，活塞与气瓶的内壁间气密性良好。
(1)请通过计算判断当环境温度缓慢升高时，活塞是否移动；(2)若环境温度不变，因阀门封闭不严，B中气体向外缓慢漏气，活塞将缓慢向右移动。
3当B中气体体积减为原来的7时，阀门漏气问题解决，不再漏气。
求B中漏出的气体质量4占原质量的几分之几。
2022届高三物理二轮常见模型与方法综合特训专练专题24充气、抽气、漏气和灌气变质量模型（答案）典例专练】一、充气模型1．【答案】①P=0.5x105pa；②"=16L【详解】①设初始时，航天服内气压为P=1.0x105pa体积V0=2L进入太空后气体体积V=4L1设此时气压为匕，气体做等温变化pV=pV10011解得P=0.5x105pa②设补充的气体的压强为p=1.0x105pa体积为V3，补充后航天服内的气压变为P=0.9x105pa32总体积仍为V=4L1气体做等温变化P（V+V）=pV00321解得＜=L6L2．【答案】40.01m3【详解】假设只进气不排气，病员室容积V。
，车厢内压强为P],最终病员室压强p=p-A p=100000Pa201212分钟内进入病员室的空气体积A V=200x m3=40m360以进入病员室空气为研究对象有p0AV=p1AV1以进入病员室空气和病员室原有的气体总体为研究对象有p（V+AV）=pV1012代入数据解得V=50.01m3向外排出气体体积V=V-V=40.01m3排03．【答案】（1）n=10；（2）Q=75J【详解】（1）壶中原来空气的体积V=0.5L，由p（nV+V）=pV110121解得n=10次（2）喷射的液体为A V=nV0=0.5L外界对气体做功为W=-（耳*/）A V=-75J2热力学第一定律可得A U=W+Q=0解得Q=75J4．【答案】（1）|V0；（2）不能满足要求13【详解】（1）喷洒时，桶内消毒液上方气体温度不变，根据玻意耳定律有2p-V=-pV0202012解得V=-V1 3021停止喷洒时剩余药液的体积V=V-丁V=；V0303012（2）以原气体和需打入气体整体为研究对象，根据玻意耳定律可得2p-V+pV=2p-V02002030 1解得V=-V2 30打气的次数n=歹=丁=6.6720所以消毒员打气5次不能满足要求。
5．【答案】(1)2000kg；(2)40【详解】(1)设当气缸内压强为P］时可以吹起活塞及重物的总质量为M1，对活塞及重物有pS=Mg+pS110带入数据得M1=2000kg(2)当M=800kg时pS=Mg+pS；p=1.08p222020设共吹n次npV+pSh=pS(h+h)1001212带入数据得n=40三、抽气、漏气和灌气模型6．【答案】(1)1.054x105Pa；(2)5.2%【详解】(1)若病房密闭，仅将病房内温度升高到295K，设升温后病房内的气压为刃，病房内的气体发生等容变化，根据查理定律有p=T01解得p~1.054x105Pa1(2)设病房的体积为V］。
