某同学设计一装置来探究容器内气体状态受外界环境变化的影响。如图所示，在容器上插入一根两端开口足够长的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积S=0.5cm2 ，管内一长h=11cm的静止水银柱封闭着长度l1=20cm的空气柱，此时外界的温度t1=27℃。现把容器浸没在水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变l2=2cm，已知容器的容积V=290cm3。（1）求水的温度T；（2）若容器未浸入水，向玻璃管加注水银，使水银柱的长度增加h=2.7cm，仍使水银柱静止时下方的空气柱长度为2cm，求外界大气压P0；（3）该同学在玻璃管外表面标注温度值，请问刻度是否均匀，并简要说明理由。

1. 某同学设计一装置来探究容器内气体状态受外界环境变化的影响。如图所示，在容器上插入一根两端开口足够长的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积S=0.5cm² ，管内一长h=11cm的静止水银柱封闭着长度l₁=20cm的空气柱，此时外界的温度t₁=27℃。现把容器浸没在水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变l₂=2cm，已知容器的容积V=290cm³。

（1）求水的温度T；

（2）若容器未浸入水，向玻璃管加注水银，使水银柱的长度增加 $\text{[math]}$ h=2.7cm，仍使水银柱静止时下方的空气柱长度为2cm，求外界大气压P₀；

（3）该同学在玻璃管外表面标注温度值，请问刻度是否均匀，并简要说明理由。

【考点】

气体的等温变化及玻意耳定律; 气体的等压变化及盖-吕萨克定律;

【答案】

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解答题普通

1. 某种椅子的结构如图所示，圆柱形汽缸A内密闭着一定质量的气体，汽缸A可沿柱形汽缸杆B的外壁上下滑动。汽缸A与椅面固定在一起，其质量为 $\text{[math]}$ ，汽缸杆B与底座固定在一起，横截面积为 $\text{[math]}$ ，在汽缸A中封闭长度为 $\text{[math]}$ 的理想气体。汽缸A气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，当人脚悬空坐在椅面上，稳定后，测得椅面下降 $\text{[math]}$ ，已知室内温度不变，大气压强 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1）人未坐在椅面时，汽缸A中的气体压强p₁；

（2）该人的质量M。

解答题容易

2. 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的圆形汽缸内部底面横截面积为 $\text{[math]}$ ，内部高为 $\text{[math]}$ ，放置在水平地面上（与地面间有少量空隙），汽缸中用质量为 $\text{[math]}$ 的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，开始时气柱长度为 $\text{[math]}$ 。现用力缓慢拉动活塞，整个过程气体温度保持不变，已知大气压强为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ 。

(1)活塞向上移动 $\text{[math]}$ 时，求拉力 $\text{[math]}$ 的大小；

(2)通过计算判断，活塞从汽缸中拉出时，汽缸是否离开地面？

解答题容易

3. 2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱着陆成功，三名航天员圆满完成了为期六个月的航天飞行任务，此次飞行任务中航天员翟志刚、王亚平先后从天和核心舱节点舱成功出舱执行任务，出舱时他们身着我国新一代“飞天”舱外航天服。舱外航天服是一套非常复杂的生命保障系统，简单的物理模型可以理解为：舱外航天服内密封了一定质量的理想气体，用来提供适合人体生存的气压。出舱前，航天员身着航天服，先从核心舱进入节点舱，此时航天服密闭气体的体积为 $\text{[math]}$ ，压强为 $\text{[math]}$ ，温度为 $\text{[math]}$ ；然后封闭所有内部舱门，对节点舱泄压，直到节点舱压强和外面压强相等时才能打开舱门。

（1）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到 $\text{[math]}$ ，假设温度不变，求此时航天服内气体压强 $\text{[math]}$ ；

（2）打开舱门后，航天员安全出舱，由于外界温度极低，航天服自动控制系统启动，系统能通过加热和充气或者放气等调节方式来保证密闭航天服内气体压强为 $\text{[math]}$ ，温度为 $\text{[math]}$ ，体积为 $\text{[math]}$ ，求调节后航天服内的气体质量与原有气体质量之比。

解答题容易