《2022年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）》专题3.1 理想气体实验定律的应用（原卷版）

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2022 年高考物理靶向专项强化训练

专题 3.1 理想气体实验定律的应用

1．2021 年11 月7日“神十三”宇航员王亚平，身穿厚厚的航天服出舱活动，成为我国首位太空行走的的

女宇航员。航天服由 6层组成，其中的一层是“气密限制层”，在层内封闭一定质量的气体。可以使宇航

员的身体周围保持一定压力。气密限制层外面是“隔热层”，可以防止温度过冷或者过热。假如在地面时

航天服内气压为一个标准大气压，气体体积为 2L，温度为 27℃，进入太空后，宇航员穿着

航天服出舱后，由于外部气压低，航天服急剧膨胀，气体体积变为 4L，温度降为 7℃，航天服可视为封闭

系统，内部气体可视为理想气体（T=t+273K）。

（1）求航天员进入太空，出舱较长时间后，航天服内的气体压强。（结果保留 2位有效数字）

（2）若在地面上开启航天服封闭系统向航天服内充气，使航天服内气压达到标准大气压的 90%，体积变为

4L，则需补充温度为 27℃、一个标准大气压的气体多少升?（结果保留 2位有效数字）

（3）已知气体在 0℃、1 105Pa 时的摩尔体积为 22.4L/mol，阿伏伽德罗常数，求气密限

制层内气体的分子数。（结果保留 1位有效数字）

2．如图 1所示是真空搬运机搬运货物的过程。真空搬运机吸盘的吸取、提升、下降和释放都是通过控制一

个轻便灵活的摆杆来实现的，体现了人体工程学设计的轻便、安全和高效的特点。真空搬运机原理如图 2

所示，下面是要吸取的工件 A，真空吸盘 B空腔容积为 V。抽气机通过通气口 C抽气。假设真空吸盘内的

气体均为理想气体，抽气过程中气体温度不变，外界大气压强为 p0（真空吸盘边缘与工件接触部分不计，

重力加速度）。

（1）假设真空吸盘在抽气过程中空腔的容积几乎不变，而在工作时空腔里的实际压强是，求吸盘空

腔中被抽去的气体质量和原来的气体质量之比；

（2）如果所吸工件的质量为 1t，求真空吸盘的最小面积。

3．三星堆考古引发的关注热潮，让考古再次走进大众视线。除了常见的陆地考古外，更让人惊喜的是水

下考古打捞和发掘。水下考古困难更多，有些文物出水后，因为受到压力变小，也会变形，或出现裂缝，

打捞前需要临时存放于压力容器内，模拟水底的压力环境。如图，某文物在水下深处，文物已存

放在压力容器中，容器用被锁定的活塞密封好，容器中除了文物和一些海水外，已充入的理想气

体，气压与此处水压相等。接着缓慢将容器提起，到水面时，因容器内气体热力学温度升高了 10%，文物

所处环境压强也相应发生了变化。已知海水密度为，大气压强为，重力加

速度。

（1）求文物打捞前和打捞到水面时所处环境的压强分别是多少？

（2）打捞到水面时，为了抵消温度升高的影响，应通过阀门将压力容器内的气体放出一些，求所放出的

气体占容器内原有气体的百分比？

4．如图所示为各学校、各机关单位常用的饮用水装置。桶装水的容积为 18.9L，为了取水方便，在上面装

一个取水器。某次取水前桶内气体压强为，剩余水的体积为 2.9L，水面距出水口的高度，

取水器每下压一次打入桶里空气的体积为、压强为，求取水器下压几次后，桶中的水才能

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