難點25氣體實驗定律的綜合應用一、玻璃管液封模型1．氣體實驗定律及理想氣體狀態方程理想氣體狀態方程：eq\f(pV,T)＝Ceq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(當T一定時，p1V1＝p2V2,當p一定時，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2),當V一定時，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)))2．玻璃管液封模型求液柱封閉的氣體壓強時，一般以液柱為研究對象分析受力、列平衡方程求解，要注意：(1)液體因重力產生的壓強為p＝ρgh(其中h為液體的豎直高度)；(2)不要漏掉大氣壓強，同時又要盡可能平衡掉某些大氣的壓力；(3)有時可直接應用連通器原理——連通器內靜止的液體，同一液體在同一水平面上各處壓強相等；(4)當液體為水銀時，可靈活應用壓強單位“cmHg”，使計算過程簡捷．（一）單獨氣體【例1】(2019·全國卷Ⅲ·33(2))如圖，一粗細均勻的細管開口向上豎直放置，管內有一段高度為2.0cm的水銀柱，水銀柱下密封了一定量的理想氣體，水銀柱上表面到管口的距離為2.0cm.若將細管倒置，水銀柱下表面恰好位于管口處，且無水銀滴落，管內氣體溫度與環境溫度相同．已知大氣壓強為76cmHg，環境溫度為296K.(1)求細管的長度；(2)若在倒置前，緩慢加熱管內被密封的氣體，直到水銀柱的上表面恰好與管口平齊為止，求此時密封氣體的溫度．【答案】(1)41cm(2)312K【詳解】(1)設細管的長度為L，橫截面的面積為S，水銀柱高度為h；初始時，設水銀柱上表面到管口的距離為h1，被密封氣體的體積為V，壓強為p；細管倒置時，被密封氣體的體積為V1，壓強為p1.由玻意耳定律有pV＝p1V1①由力的平衡條件有p＝p0＋ρgh②p1＝p0－ρgh③式中，ρ、g分別為水銀的密度和重力加速度的大小，p0為大氣壓強．由題意有V＝S(L－h1－h)④V1＝S(L－h)⑤由①②③④⑤式和題給條件得L＝41cm⑥(2)設氣體被加熱前后的溫度分別為T0和T，由蓋－呂薩克定律有eq\f(V,T0)＝eq\f(V1,T)⑦由④⑤⑥⑦式和題給數據得T＝312K.關聯氣體【例2】(2018·全國卷Ⅲ·33(2))如圖所示，在兩端封閉、粗細均勻的U形細玻璃管內有一段水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣．當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1＝18.0cm和l2＝12.0cm，左邊氣體的壓強為12.0cmHg.現將U形管緩慢平放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊．求U形管平放時兩邊空氣柱的長度．在整個過程中，氣體溫度不變．【答案】22.5cm7.5cm【詳解】設U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊氣體的壓強分別為p1和p2.U形管水平放置時，兩邊氣體壓強相等，設為p.此時原左、右兩邊氣柱長度分別變為l1′和l2′.由力的平衡條件有p1＝p2＋ρg(l1－l2)①式中ρ為水銀密度，g為重力加速度大小．由玻意耳定律有p1l1＝pl1′②p2l2＝pl2′③兩邊氣柱長度的變化量大小相等l1′－l1＝l2－l2′④由①②③④式和題給條件得l1′＝22.5cm⑤l2′＝7.5cm⑥二、汽缸活塞類模型1．解題的一般思路(1)確定研究對象研究對象分兩類：①熱學研究對象(一定質量的理想氣體)；②力學研究對象(汽缸、活塞或某系統)．(2)分析物理過程①對熱學研究對象分析清楚初、末狀態及狀態變化過程，依據氣體實驗定律列出方程．②對力學研究對象要正確地進行受力分析，依據力學規律列出方程．(3)挖掘題目的隱含條件，如幾何關系等，列出輔助方程．(4)多個方程聯立求解．注意檢驗求解結果的合理性．2．兩個或多個汽缸封閉著幾部分氣體，并且汽缸之間相互關聯的問題，解答時應分別研究各部分氣體，找出它們各自遵循的規律，并寫出相應的方程，還要寫出各部分氣體之間壓強或體積的關系式，最后聯立求解．（一）單獨氣體【例3】（2021·天津天津·高三期中）如圖所示，一個內壁光滑的導熱氣缸豎直放置，質量為SKIPIF1<0的活塞封閉了一定質量的理想氣體，活塞靜止時氣體體積是氣缸體積的SKIPIF1<0，活塞與氣缸緊密接觸且不漏氣，已知活塞的橫截面積SKIPIF1<0，大氣壓SKIPIF1<0，環境溫度為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。求：（1）封閉氣體的壓強為多少？（2）如果給氣缸加熱，使封閉氣體的溫度緩慢升高，當活塞緩慢上升到氣缸頂端時，封閉氣體的溫度為多少攝氏度？【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）127℃【詳解】（1）對活塞受力分析如圖所示根據平衡條件得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）氣體做等壓變化

SKIPIF1<0SKIPIF1<0SKIPIF1<0根據蓋?呂薩克定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0（二）關聯氣體【例4】(2019·全國卷Ⅱ·33(2))如圖，一容器由橫截面積分別為2S和S的兩個汽缸連通而成，容器平放在水平地面上，汽缸內壁光滑．整個容器被通過剛性桿連接的兩活塞分隔成三部分，分別充有氫氣、空氣和氮氣．平衡時，氮氣的壓強和體積分別為p0和V0，氫氣的體積為2V0，空氣的壓強為p.現緩慢地將中部的空氣全部抽出，抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，活塞沒有到達兩汽缸的連接處，求：(1)抽氣前氫氣的壓強；(2)抽氣后氫氣的壓強和體積．【答案】(1)eq\f(1,2)(p0＋p)(2)eq\f(1,2)p0＋eq\f(1,4)peq\f(4p0＋pV0,2p0＋p)【詳解】(1)設抽氣前氫氣的壓強為p10，根據力的平衡條件得(p10－p)·2S＝(p0－p)·S①得p10＝eq\f(1,2)(p0＋p)；②(2)設抽氣后氫氣的壓強和體積分別為p1和V1，氮氣的壓強和體積分別為p2和V2，根據力的平衡條件有p2·S＝p1·2S③抽氣過程中氫氣和氮氣的溫度保持不變，則由玻意耳定律得p1V1＝p10·2V0④p2V2＝p0V0⑤由于兩活塞用剛性桿連接，故V1－2V0＝2(V0－V2)⑥聯立②③④⑤⑥式解得p1＝eq\f(1,2)p0＋eq\f(1,4)pV1＝eq\f(4p0＋pV0,2p0＋p).三、變質量氣體模型1．充氣問題選擇原有氣體和即將充入的氣體整體作為研究對象，就可把充氣過程中氣體質量變化問題轉化為定質量氣體問題．2．抽氣問題選擇每次抽氣過程中抽出的氣體和剩余氣體整體作為研究對象，抽氣過程可以看成質量不變的等溫膨脹過程．3．灌氣分裝把大容器中的剩余氣體和多個小容器中的氣體整體作為研究對象，可將變質量問題轉化為定質量問題．4．漏氣問題選容器內剩余氣體和漏出氣體整體作為研究對象，便可使漏氣過程中氣體質量變化問題轉化為定質量氣體問題．（一）充氣、抽氣問題【例5】（2022·黑龍江·哈爾濱三中模擬預測）銅龍虎尊出土于四川省廣漢市三星堆一號祭祀坑，器肩上鑄高浮雕的三龍呈蠕動游弋狀，龍頭由器肩伸出，龍角為高柱狀構型，龍眼渾圓，身飾菱形重環紋。展出單位為防止文物因氧化而受損，需抽出存放文物的展柜中的空氣，充入惰性氣體，形成低氧環境。如圖所示，為用活塞式抽氣筒從存放青銅鼎的展柜內抽出空（的示意圖。已知展柜容積為V0，銅龍虎尊材料的總體積為SKIPIF1<0V0，開始時展柜內空氣壓強為p0，抽氣筒每次抽出空氣的體積相同；抽氣一次后，展柜內壓強傳感器顯示內部壓強為SKIPIF1<0p0；假設抽氣的過程中氣體的溫度不變，求：（1）抽氣筒每次抽出空氣的體積；（2）抽氣兩次后，展柜內剩余空氣壓強及剩余空氣和開始時空氣的質量之比。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）64：81【詳解】（1）若每次抽出氣體的體積為?V，由玻意耳定律可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）設第二次抽氣后氣體的壓強為p2，則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0設剩余氣體壓強為p0時的體積為V，則SKIPIF1<0剩余氣體與原來氣體的質量比SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（二）灌氣分裝【例6】（2022·湖南·長沙一中模擬預測）現用一限壓閥控制儲氣瓶內的壓強，原定出廠的10L儲氣瓶中壓強為8SKIPIF1<0，現利用一400L、壓強為SKIPIF1<0、儲氣質量為SKIPIF1<0的儲氣罐及灌氣裝置給儲氣瓶灌氣。此時儲氣瓶內可看作真空，且當儲氣罐內氣體壓強低于0.5SKIPIF1<0時，灌氣裝置無法進行工作，不考慮溫度變化。（1）最多可灌滿幾個儲氣瓶。（2）某廠家在給儲氣瓶灌氣時，為節省成本，將原定于8SKIPIF1<0的儲氣瓶改為6SKIPIF1<0，由此每個灌滿的儲氣瓶少了多少kg的氣體。【答案】（1）17；（2）6.5kg【詳解】（1）對儲氣罐中氣體分析SKIPIF1<0，設儲氣罐中的氣體壓縮至壓強為0.5SKIPIF1<0時體積變為SKIPIF1<0，由玻意耳定律有SKIPIF1<0得SKIPIF1<0設最多可灌滿SKIPIF1<0個儲氣瓶（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）。由玻意耳定律得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0即最多可灌滿17個瓶子。（2）設原來8SKIPIF1<0的儲氣瓶每瓶滿裝氣體SKIPIF1<0，SKIPIF1<0的儲氣瓶每瓶滿裝氣體SKIPIF1<0，則由理想氣體方程SKIPIF1<0得SKIPIF1<0即SKIPIF1<0同理SKIPIF1<0即SKIPIF1<0則每罐少裝了SKIPIF1<0質量的氣體。一、單選題1．（2022·云南·昆明一中高三開學考試）如圖所示，兩端開口的U型玻璃管豎直放置，底部帶有一個閥門K，右管橫截面積是左管的兩倍，當閥門K關閉時，左、右管中水面的高度分別為h和2h，現將閥門K打開，液面穩定時，左管水面上升的距離是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．h【答案】C【詳解】設左管橫截面積為S，則右管橫截面積為2S，豎管中水的總體積SKIPIF1<0當打開開關K時，左右容器構成一個連通器。由于連通器內水面靜止時，水面相平，因此右邊水面將下降，左面水面將升高，由于水的總體積不變，因為右管橫截面積是左管的兩倍，則液面相平時，右管中水的體積是左管中水的體積的2倍，即左管水的體積為SKIPIF1<0右管水的體積為SKIPIF1<0左管水的體積的增大量為SKIPIF1<0即左管水面上升的距離是SKIPIF1<0。故選C。2．（2021·上海市莘莊中學高三模擬）如圖，把一粗細均勻的玻璃管開口端插入到水銀中，如果當時大氣壓強為一個標準大氣壓（標準大氣壓強為76cmHg），管內外水銀面高度差為SKIPIF1<0，則管內氣體的壓強為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】B【詳解】根據管內液面內外壓強相等可知SKIPIF1<0故選B。3．（2022·陜西·渭南市瑞泉中學高三階段練習）如圖所示汽缸內用活塞封閉一定質量的理想氣體，汽缸和活塞是絕熱的，汽缸固定不動，一條細線左端連接在活塞上，另一端跨過定滑輪后吊著一個裝沙的小桶，開始時活塞靜止，某時刻開始小桶中的沙緩慢漏出的過程中，不計活塞與汽缸的摩擦，則下列說法不正確的說法是（）A．汽缸內的活塞向左運動 B．汽缸內氣體的內能增大C．汽缸內氣體的壓強增大 D．汽缸內氣體的分子平均動能不變【答案】D【詳解】C．令p1表示汽缸內氣體的壓強，p0表示大氣壓強，F表示細線對活塞的拉力，開始時，對活塞進行受力分析有SKIPIF1<0某時刻開始小桶中的沙緩慢漏出的過程中，活塞可認為始終受力平衡，易知F減小，而p0不變，所以p1增大，故C正確；A．假設汽缸內的活塞向右運動，則缸內氣體體積增大，對外做功，又因為汽缸和活塞絕熱，即缸內氣體吸收熱量為零，根據熱力學第一定律可知氣體內能一定減小，溫度降低，分子平均動能減小，而壓強與分子數密度和分子平均動能均有關，由此可知氣體的壓強一定減小，與實際情況不符，故假設不成立；假設汽缸內的活塞仍靜止，則缸內氣體經歷等容變化，壓強增大，根據查理定律可知氣體溫度將升高，內能增大，一定吸熱，這仍與實際不符。綜上所述，活塞一定向左運動，故A正確；BD．根據前面分析可知，活塞向左運動，則外界對氣體做功，而氣體與外界無熱交換，則根據熱力學第一定律可知氣體內能增大，溫度升高，缸內氣體分子平均動能增大，故B正確，D錯誤。本題選不正確的，故選D。4．（2022·內蒙古·開魯縣第一中學高三階段練習）如圖，在固定的汽缸A和B中分別用活塞封閉一定質量的理想氣體，活塞面積之比為SA：SB＝1：2。兩活塞以穿過B的底部的剛性細桿相連，可沿水平方向無摩擦滑動。兩個汽缸都不漏氣。某狀態下系統平衡時，A中氣體壓強為pA＝1.5p0，p0是汽缸外的大氣壓強，則此時B中氣體壓強為（）A．0.75p0 B．0.25p0 C．0.5p0 D．p0【答案】A【詳解】對A中氣體，有SKIPIF1<0對B中氣體，有SKIPIF1<0聯立，可得SKIPIF1<0故選A。5．（2022·新疆·疏勒縣實驗學校高三模擬）如圖所示，在U型管的封閉端A內有一部分氣體，管中標斜線部分均為水銀，則A內氣體的壓強p應為下述關系式中是A．p＝h2B．p＝p0－h2C．p＝p0－h1－h2D．p＝p0＋h1【答案】B【詳解】設SKIPIF1<0內氣體的壓強SKIPIF1<0，由題意可知SKIPIF1<0，解得：SKIPIF1<0，故選項B正確，A、C、D錯誤．6．（2022·全國·高三課時練習）如圖所示，一定質量的空氣被活塞封閉在豎直放置的導熱汽缸內，活塞的質量不可忽略，下列可使被封閉氣體壓強變大的是（）A．環境溫度升高 B．汽缸向上加速運動C．汽缸自由下落 D．將汽缸開口向下放置【答案】B【詳解】A．設活塞的質量為m，截面積為S，大氣壓為p0，封閉氣體的壓強為p2．對活塞：由平衡條件得p0S+mg=p1S則SKIPIF1<0當環境溫度升高時，封閉氣體溫度也升高，但p不變。故A錯誤。B．設加速度大小為a，對活塞：由牛頓第二定律得p2S-p0S-mg=ma得SKIPIF1<0即壓強增大。故B正確C．當氣缸自由下落，處于完全失重狀態，封閉氣體的壓強等于大氣壓，則壓強減小，故C錯誤。D．對活塞：由平衡條件得p0S=mg+p4S則SKIPIF1<0壓強減小。故D錯誤。故選B。7．（2020·吉林·通榆縣第一中學校高三階段練習）質量為M的汽缸口朝上靜置于地面上（如圖甲），用質量為m的活塞封閉一定量的氣體（氣體的質量忽略不計），活塞的截面積為S．將汽缸倒扣在地面上（如圖乙），靜止時活塞沒有接觸地面．已知大氣壓強為p0，取重力加速度為g，不計一切摩擦，則下列分析正確的是A．甲圖中，汽缸對地面的壓力為MgB．甲圖中，封閉氣體壓強為SKIPIF1<0C．乙圖中，地面對汽缸的支持力為Mg+p0SD．乙圖中，封閉氣體壓強為SKIPIF1<0【答案】B【詳解】AB.圖甲中對活塞受力分析可知：SKIPIF1<0，則封閉氣體壓強為SKIPIF1<0，選項A錯誤，B正確；C.乙圖中，對活塞和氣缸的整體受力分析可知，地面對汽缸的支持力為Mg+mg，選項C錯誤；D.乙圖中，對活塞受力分析可知：SKIPIF1<0，則封閉氣體壓強為SKIPIF1<0，選項D錯誤；8．（2019·寧夏·青銅峽市寧朔中學高三階段練習）如圖所示，粗細均勻的U形管的A端是封閉的，B端開口向上，兩管中水銀面的高度差h=20cm，外界大氣壓強為76cmHg.則A管中封閉氣體的壓強為（

）A．56cmHg B．66cmHg C．76cmHg D．96cmHg【答案】A【詳解】由于同一液面壓強相等，則有：p0＝pA+hcmHg，解得：pA＝76cmHg﹣20cmHg＝56cmHg．A．56cmHg，與結論相符，選項A正確；B．66cmHg，與結論不相符，選項B錯誤；C．76cmHg，與結論不相符，選項C錯誤；D．96cmHg，與結論不相符，選項D錯誤；二、解答題9．（2022·全國·高三課時練習）如下圖示，一端封閉的玻璃管倒插在汞槽中，其上端封閉了少量空氣。現保持溫度不變，將玻璃管稍向上提起一段距離，判斷管內空氣柱長度l、管內外汞面高度差h如何變化，并簡述理由。【答案】增大；增大【詳解】在實驗中，水銀柱產生的壓強加上封閉空氣柱產生的壓強等于外界大氣壓，如果將玻璃管向上提，則管內水銀柱上方空氣的體積增大，因為溫度保持不變，所以壓強減小，而此時外界的大氣壓不變，根據上述等量關系，管內水銀柱的壓強須增大才能重新平衡，故管內水銀柱的高度增大。10．（2022·全國·高三課時練習）某小組同學應用玻意耳定律設計了一個測量大氣壓強的實驗方案：一端封閉、粗細均勻的玻璃管開口向上豎直放置，內有一段汞柱封閉了一定質量的空氣，如下圖所示。多次改變管內汞柱長度，測量多組汞柱的長度h和空氣柱的長度l；然后在SKIPIF1<0坐標系中描點作圖。（1）寫出所作圖線的函數表達式；（2）如何利用該圖線求出大氣壓強。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）圖像與縱軸的交點的絕對值乘以cmHg即為大氣壓強【詳解】（1）封閉氣體做等溫變化，封閉氣體的壓強SKIPIF1<0體積SKIPIF1<0根據玻意耳定律SKIPIF1<0整理得SKIPIF1<0（2）根據表達式SKIPIF1<0，圖像與縱軸的交點的絕對值乘以cmHg即為大氣壓強。11．（2022·全國·高三課時練習）如圖所示，在兩端封閉、高為37cm、粗細均勻的U形細玻璃管內有一股水銀柱，水銀柱的兩端各封閉有一段空氣。當U形管兩端豎直朝上時，左、右兩邊空氣柱的長度分別為l1=12.0cm和l2=8.0cm，水平部分管長l3=12.0cm，左邊氣體的壓強為16.0cmHg，現將U形管緩慢向右旋轉90°放在水平桌面上，沒有氣體從管的一邊通過水銀逸入另一邊，求U形管旋轉后兩邊空氣柱l1′、l2′的長度。（在整個過程中氣體溫度不變；管的直徑很小）【答案】16cm，4cm【詳解】設旋轉后左管壓強為p1′，則由玻意耳定律得p1l1=p1′l1′設旋轉后右管壓強為SKIPIF1<0，則由玻意耳定律得p2l2=p2′l2′又l1′＋l2′=20cm，p2′=p1′＋12cmHg聯立以上各式得p1′=12cmHgU形管旋轉后兩邊空氣柱l1′、l2′的長度l1′=16cm，l2′=4cm12．（2022·全國·高三課時練習）一個與外界沒有熱量交換的氣缸中密封有一定質量的氣體，現用外力壓縮活塞，使活塞對氣體做功SKIPIF1<0，氣體的內能將如何改變，改變多少？【答案】變大，改變了SKIPIF1<0【詳解】與外界沒有熱量交換，則SKIPIF1<0所以內能的變化量為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0所以氣體的內能增加SKIPIF1<0。13．（2022·重慶巴蜀中學高三階段練習）如圖所示，一高為H且導熱性能良好的圓柱形汽缸，橫截面積為S，內壁光滑，用質量為m的活塞封閉著一定質量的理想氣體，初始活塞距氣缸底部高度為SKIPIF1<0，環境溫度為SKIPIF1<0。現將環境溫度緩慢升高到一定值，活塞恰好升至頂部再次穩定。已知此過程缸內氣體吸收的熱量為Q，重力加速度大小為g，外界大氣壓強為SKIPIF1<0，氣缸壁及活塞厚度不計。求：（1）此時環境的溫度為多少？（2）此過程中封閉氣體內能增加了多少？【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）由等壓變化SKIPIF1<0，知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）此過程氣體對外做功為SKIPIF1<0由熱力學第一定律有SKIPIF1<014．（2022·四川內江·三模）如圖，圖中A、B氣缸的長度均為L=30cm，橫截面積均為S，A、B氣缸分別是左側壁和右側壁導熱，其余部分均絕熱C是可在氣缸B內無摩擦滑動的、體積不計的絕熱輕活塞，D為閥門（細管中的體積不計）。起初閥門關閉，活塞緊靠B氣缸左壁，A內有壓強pA=2.0×105Pa的氮氣，B內有壓強pB=1.0×105Pa的氧氣，環境溫度為T0=300K。現將閥門打開，活塞C向右移動，最后達到平衡。求：（1）活塞C移動的距離；（2）現給B內氣體加熱，達到平衡時活塞恰好回到初始位置，此時B內氣體溫度。【答案】（1）10cm；（2）600K【詳解】（1）最后平衡時A、B中氣體壓強相等設為p，由玻意爾定律對A部分氣體有SKIPIF1<0對B部分氣體有SKIPIF1<0解得x=10cm（2）給B加熱，活塞恰好回到初始位置的過程中，對B部分氣體有SKIPIF1<0由玻意爾定律，對A部分氣體有SKIPIF1<0因活塞恰好回到初始位置，活塞與氣缸B的左壁無相互作用SKIPIF1<0解得SKIPIF1<015．（2022·湖北·模擬預測）如圖甲所示，汽缸A的體積是汽缸B體積的1.5倍，汽缸C與汽缸B的體積相同。當活塞從汽缸A的最右端N移動到最左端M完成一次抽氣時，SKIPIF1<0打開、SKIPIF1<0關閉。從M到N完成一次充氣時，SKIPIF1<0關閉、SKIPIF1<0打開。某一次抽氣前，活塞位于N處。如圖乙所示，B、C中封閉有壓強均為SKIPIF1<0的同種理想氣體。整個裝置氣密性和導熱性良好，環境溫度保持不變。求：（1）完成一次抽氣后，汽缸B內氣體的壓強SKIPIF1<0；（2）完成一次抽氣和充氣后，汽缸C內氣體的壓強SKIPIF1<0。【答案】（1）0.4p0；（1）1.6p0【詳解】（1）對容器

B內的氣體，初態壓強p1=p0，體積V；末態壓強p2，體積2.5V則由玻意耳定律可知SKIPIF1<0解得p2=0.4p0（2）完成一次抽氣和充氣后，對AC整體內的氣體，由玻意耳定律SKIPIF1<0解得汽缸C內氣體的壓強壓強pC=1.6p016．（2022·全國·高三課時練習）如圖所示為某充氣裝置示意圖。裝置水平放置，其中A是容積為V的需要充氣的絕熱容器。B是內壁光滑的氣筒，左端用可左右移動的活塞密封，右端通過單向絕熱進氣閥n與A連通。活塞橫截面積為S。B底部通過單向進氣閥m與外界連通。當活塞左移抽氣時n閉合，m打開，最多可以從外界抽取體積V的氣體；當活塞右移充氣時n打開，m閉合，可以將抽氣過程從外界抽取的氣體全部壓入容器A。最初活塞位于氣筒B的最左側，A、B內充滿氣體，氣體的壓強與外界大氣壓強相等均為p0，溫度與外界大氣溫度相同均為T0。（打氣完成時氣筒內剩余氣體及氣筒與容器間連接處的氣體體積可忽略）（1）緩慢推動活塞，將氣筒內體積為V的氣體壓入容器A，則當打氣即將完成時，需要對活塞提供的水平作用力F是多大？（已知此過程氣體溫度不變。）（2）現快速讓活塞以最大充氣體積V完成10次充氣，測得A內氣體溫度升高為T。求此時A內氣體壓強p。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）充氣完畢，由等溫變化可得SKIPIF1<0活塞緩慢運動，滿足SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0（2）快速打氣10次，由理想氣體狀態方程有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<017．（2022·貴州·貴陽樂灣國際實驗學校高三開學考試）中醫拔罐的物理原理是利用玻璃罐內外的氣壓差使罐吸附在人體穴位上，進而治療某些疾病。常見拔罐有兩種，如圖所示，左側為火罐，下端開口。右側為抽氣拔罐，下端開口，上端留有抽氣閥門。使用火罐時，先加熱罐中氣體，然后迅速按到皮膚上，自然降溫后火罐內部氣壓低于外部大氣壓，使火罐緊緊吸附在皮膚上。抽氣拔罐是先把罐體按在皮膚上，再通過抽氣降低罐內氣體壓強。某次使用火罐時，罐內氣體初始壓強與外部大氣壓相同，溫度為480K，最終降到336K，因皮膚凸起，內部氣體體積變為罐容積的SKIPIF1<0，若換用抽氣拔罐，抽氣后罐內剩余氣體體積變為抽氣拔罐容積的SKIPIF1<0，罐內氣壓與火罐降溫后的內部氣壓相同。罐內氣體均可視為理想氣體，忽略抽氣過程中氣體溫度的變化。求應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值。【答案】SKIPIF1<0【詳解】對火罐內的氣體，由理想氣體狀態方程得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0對于抽氣罐，由玻意耳定律得SKIPIF1<0聯立解得SKIPIF1<0設抽出的氣體的體積為ΔV，由題意知SKIPIF1<0故應抽出氣體的質量與抽氣前罐內氣體質量的比值為SKIPIF1<0聯立解得SKIPIF1<018．（2022·重慶巴蜀中學高三模擬）上海新冠疫情期間，醫療物資緊缺，需要從北方調用大批大鋼瓶氧氣，每個大鋼瓶的容積為SKIPIF1<0，在北方時測得大鋼瓶內氧氣壓強為SKIPIF1<0，溫度為SKIPIF1<0，長途運輸到上海方艙醫院檢測時測得大鋼瓶內氧氣壓強SKIPIF1<0。在方艙醫院實際使用時，先用抽氣機給真空小鋼瓶緩慢分裝，然后供病人使用，小鋼瓶容積為SKIPIF1<0，分裝后每個小鋼瓶內氧氣壓強為SKIPIF1<0，要求大鋼瓶內壓強降到SKIPIF1<0的臨界壓強時就停止分裝。不計運輸過程中和分裝過程中氧氣的泄漏，分裝過程中溫度保持不變。求：（1）在上海檢測時鋼瓶所處環境溫度為多少攝氏度；（2）一大鋼瓶可分裝多少小瓶供病人使用；（3）為充分利用氧氣，現用大鋼瓶中剩余的壓強為SKIPIF1<0的氧氣繼續給真空小鋼瓶充氣；但不用抽氣機，直接用導管連接，經過一段時間后，小鋼瓶與大鋼瓶壓強相等，緊接著更換下一個真空小鋼瓶，直到大鋼瓶的壓強小于SKIPIF1<0，問第3個小鋼瓶的氧氣質量與壓強為SKIPIF1<0的大鋼瓶的氧氣質量之比是多少？（此過程環境溫度不變）【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）230；（3）SKIPIF1<0【詳解】（1）氣體的初狀態壓強為SKIPIF1<0溫度為SKIPIF1<0氣體末狀態的壓強為SKIPIF1<0大鋼瓶內氣體體積不變，根據查理定律有SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0則在上海檢測時鋼瓶所處環境溫度為SKIPIF1<0（2）根據題意有，氣體原來的體積為SKIPIF1<0氣體分裝后的一個小瓶的體積為SKIPIF1<0氣體分裝后的一個小瓶的氣體壓強為SKIPIF1<0大剛瓶內剩余氣體的壓強為SKIPIF1<0大鋼瓶內剩余氣體的體積為SKIPIF1<0設一個大鋼瓶可分裝n個小瓶供病人使用，根據玻意耳定律有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故一個大鋼瓶可分裝230個小瓶供病人使用。（3）根據玻意耳定律有SKIPIF1<0可得，在連接第一個小鋼瓶后，大鋼瓶內剩余氣體的壓強為SKIPIF1<0同理可得，當連接第N個小鋼瓶后，大鋼瓶內剩余氣體的壓強為SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）由SKIPIF1<0可知，當SKIPIF1<0時SKIPIF1<0即連接第3個小鋼瓶后，大鋼瓶內剩余氣體壓強仍大于SKIPIF1<0。由于直接用導管連接，穩定后，小鋼