《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（原卷版）
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
专练目标 专练内容
目标 1充气模型（1T—5T）
目标 2抽气、漏气和灌气模型（6T—12T）
【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 ，气体体积为 ，出舱进入太空后由于外部气压低，航天服内气体体积变为 ，
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 ，使航天服内的气
压缓慢恢复到 ，则需补充压强为 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。
病员室容积
换气次数
换气风量
负压
过滤效率 ，
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 ，车厢
外大气压强 。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 20 Pa。（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 1.5 L，内含 1.0 L 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 0.05 L 的1.0 atm 的空气，多次下压后，壶内气体压强变为 2.0 atm
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 1.0 atm，1.0 atm
＝
1.0×105 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Q。
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 V0（不计储液桶两端连接管体积），打气筒每次可将 外界
大气打入桶内，喷洒效果最佳时桶内气体压强为 2p0.初始时消毒液体积为 ，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；当气体压强降为p0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V0＝1×10－3m3，又测得吹一口气后气球内的气压为 p1
＝1.2p0（p0＝1×105Pa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h1＝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 M1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？
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