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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
选修3-3阶段检测-提高篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.如图为两分子系统的势能Ep 与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是( )
A.当r>r1时,随分子间距离的增大,分子力做正功
B.当r=r1时,分子间的作用力为零
C.当r=r2时,分子间的作用力为零
D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功
2．如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h。若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( )
A.h、l均变大 B．h、l均变小
C.h变大l变小 D．h变小l变大
3．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．A与B的状态参量相同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变
4.粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示。已知两部分气体A和B的体积关系是VB＝3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将( )
A．向A端移动 B．向B端移动
C．始终不动 D.以上三种情况都有可能
5．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是( )
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
6．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是
A．温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，压强一定增大
B．体积减小，单位体积内的分子数增多，气体的内能一定增大
C．绝热压缩一定质量的理想气体时，外界对气体做功，内能增加，压强一定增大
D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小
7．如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体 图8－2－21
温度，则如图所示的p ? T图像能正确反映缸内气体压强变化情况的是
8.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是( )
A．温度降低，压强增大
B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小
D．温度不变，压强减小
多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9．对下列几种固体物质的认识，正确的有( )
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
10．下列说法正确的是
A．气体温度越高，每个分子的速率一定越大
B．雨水没有透过布雨伞是因为液体存在表面张力
C．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动
D．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的
11．如图所示为水的饱和汽压图象，由图可以知道( )
A．饱和汽压与温度有关
B．饱和汽压随温度升高而增大
C．饱和汽压随温度升高而减小
D．未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强
12．阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，铁的摩尔质量为M(kg/mol)，铁的密度为ρ(kg/m3)，下列说法正确的是( )
A．1 m3铁所含原子数目为
B．1个铁原子所占体积为
C．1 kg铁所含原子数为ρNA
D．1个铁原子的质量为
13.如图所示为一定质量的理想气体沿着箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是( )
A．从状态c到状态d，压强减小
B．从状态d到状态a，压强不变
C．从状态a到状态b，压强增大
D．从状态b到状态c，压强增大
14.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图所示。下列判断正确的是( )
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
第Ⅱ卷 非选择题
实验题（每空2分，共8分）
15．在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．
甲
乙
(1)实验时甲图气体的压强为________ cmHg；乙图气体压强为________ cmHg.
(2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？
答：________(选填“正确”或“错误”)．
(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？
答：________.
计算题（共4个小题，共38分。）
16.（8分）如图所示,U形管两臂粗细不等,开口向上。右端封闭的粗管横截面积是左端开口的细管横截面积的3倍,管中装入水银,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强,即101 kPa。左端开口,管中水银面到管口距离为11 cm,且水银面比封闭管内高4 cm,右端封闭管内空气柱长为11 cm。现将开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中管中的气体温度始终保持不变。试求:
(1)粗管中气体的最终压强;
(2)活塞推动的距离。
17．（10分）如图所示，导热汽缸A中封有一定质量的气体，开始时，闭合阀门K1，打开K2，使B与大气相连，连接A、B汽缸的细导管中左管水银面比右管高H，现用抽气机将汽缸B中抽成真空后，细导管中右管水银面比左管高H，接下来关闭阀门K2，打开阀门K1，使A中气体缓慢流入B中，左右两管水银面相平后关闭阀门K1，保持汽缸B中温度t1＝27 ℃不变，当A中气体温度由t1缓慢升高到t2＝127 ℃时，右管水银面比左管高H，已知外界大气压p0＝75 cmHg，忽略导管中气体体积，求：
(1)开始时，A中封闭气体的压强；
(2)A、B两汽缸的体积比．
18.（10分）如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸，其缸体质量M＝10 kg，活塞质量m＝5 kg，横截面积S＝2×10－3 m2，活塞上部的汽缸里封闭了一部分理想气体，下部有气孔a与外界相通，大气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞的下端与劲度系数k＝2×103 N/m的竖直固定弹簧相连．当汽缸内气体温度为127 ℃时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L＝20 cm.求当缸内气体温度升高到多少时，汽缸对地面的压力为零．(g取10 m/s2，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦)
19．（10分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝，其中σ＝0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2。
(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差；
(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。
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2019-2020学年高中物理单元检测AB卷
选修3-3阶段检测-提高篇（解析版）
（时间：90分钟，满分：100分）
第I卷 选择题
一、单项选择题 (每题3分，8小题，共24分)
1.如图为两分子系统的势能Ep 与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是( )
A.当r>r1时,随分子间距离的增大,分子力做正功
B.当r=r1时,分子间的作用力为零
C.当r=r2时,分子间的作用力为零
D.在r由r1变到r2的过程中,分子间的作用力做负功
【答案】C
【解析】从分子势能图象可知,当r=r2时分子处于平衡位置,当r>r2时,表现为引力,随分子间距离的增大,分子势能增大,分子力做负功,故A错误;当r=r1时,分子间表现为斥力,不为零,故B错误;分子势能最小时,即r=r2时分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,故C正确;当在r由r1变到r2的过程中,分子势能减小,分子间的作用力做正功,故D错误。
2．如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为l，管内外水银面高度差为h。若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则( )
A.h、l均变大 B．h、l均变小
C.h变大l变小 D．h变小l变大
【答案】 A
【解析】开始时，玻璃管中的封闭气体的压强p1＝p0－ρgh，上提玻璃管，假设h不变，则l变长，由玻意耳定律得，p1l·S＝p2(l＋Δl)·S，所以气体内部压强小了，大气压 p0必然推着液柱上升，假设不成立，h必然变大一些。最后稳定时，封闭气体的压强p2＝p0－ρg(h＋Δh)减小，再根据玻意耳定律，p1l1·S＝p2l2·S，l2>l1，l变大，故A正确。
3．如图所示，D→A→B→C表示一定质量的某种气体状态变化的一个过程，则下列说法正确的是( )
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．A与B的状态参量相同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变
【答案】A
【解析】D→A是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，A→B的过程中不变，则体积V不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B、C错，B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D错。
4.粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示。已知两部分气体A和B的体积关系是VB＝3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将( )
A．向A端移动 B．向B端移动
C．始终不动 D.以上三种情况都有可能
【答案】C
【解析】 由于两边气体初状态的温度和压强相同，所以升温后，增加的压强也相同，因此，水银不移动，故C对。
5．用隔板将一绝热容器隔成A和B两部分，A中盛有一定质量的理想气体，B为真空(如图甲所示)，现把隔板抽去，A中的气体自动充满整个容器(如图乙所示)，这个过程称为气体的自由膨胀，下列说法正确的是( )
A．自由膨胀过程中，气体分子只做定向运动
B．自由膨胀前后，气体的压强不变
C．自由膨胀前后，气体的温度不变
D．容器中的气体在足够长的时间内，能全部自动回到A部分
【答案】 C
【解析】由分子动理论知，气体分子的热运动是永不停息地做无规则运动，故选项A错误；由能量守恒定律知，气体膨胀前后内能不变，又因一定质量理想气体的内能只与温度有关，所以气体的温度不变，故选项C正确；由＝常量，所以气体压强变小，故选项B错误；由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界影响的情况下，容器中的气体不能自发地全部回到容器的A部分，故选项D错误．
6．对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是
A．温度升高，分子的平均动能增大，每次碰撞对容器壁的作用力增大，压强一定增大
B．体积减小，单位体积内的分子数增多，气体的内能一定增大
C．绝热压缩一定质量的理想气体时，外界对气体做功，内能增加，压强一定增大
D．一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小
【答案】C
【解析】对于一定质量的理想气体温度升高，但如果气体体积增大，压强不一定增大，A错；体积减小，单位体积内的分子数增多，但如果对外放热，气体的内能可能减小，B错；孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，D错。只有C对。
7．如图所示，一向右开口的汽缸放置在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，汽缸中间位置有小挡板。初始时，外界大气压为p0，活塞紧压小挡板处，现缓慢升高缸内气体 图8－2－21
温度，则如图所示的p ? T图像能正确反映缸内气体压强变化情况的是
【答案】 B
【解析】初始时刻，活塞紧压小挡板，说明汽缸中的气体压强小于外界大气压强；在缓慢升高汽缸内气体温度时，气体先做等容变化，温度升高，压强增大，当压强等于大气压时活塞离开小挡板，气体做等压变化，温度升高，体积增大，A、D错误；在p ? T图像中，等容线为通过原点的直线，所以C错误、B正确。
8.如图为伽利略设计的一种测温装置示意图，玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通，下端插入水中，玻璃泡中封闭有一定量的空气。若玻璃管中水柱上升，则外界大气的变化可能是( )
A．温度降低，压强增大
B．温度升高，压强不变
C．温度升高，压强减小
D．温度不变，压强减小
【答案】A
【解析】 由题意可知，瓶内空气温度与大气温度相同，瓶内空气体积随水柱的上升而减小。将瓶内气体近似看作理想气体，根据理想气体状态方程＝恒量，若温度降低，体积减小，压强可能增大、不变或减小，A正确；若温度升高，体积减小，压强一定增大，B、C错误；若温度不变，体积减小，压强一定增大，D错误。
多项选择题（每题5分,共6小题，选不全得3分，有错误选项不得分，共30分）
9．对下列几种固体物质的认识，正确的有( )
A．食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体
B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体
C．天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
D．石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同
【答案】AD
【解析】 若物体是晶体，则熔化过程中，温度保持不变，A项正确；烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形是晶体各向异性的表现，说明云母片是晶体，B项错误；天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则，C项错误；由于石墨和金刚石的物质微粒排列结构不同，导致了它们的物理性质不同，D项正确．
10．下列说法正确的是
A．气体温度越高，每个分子的速率一定越大
B．雨水没有透过布雨伞是因为液体存在表面张力
C．布朗运动是在显微镜下看到的液体分子的无规则运动
D．单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的
【答案】 BD
【解析】 温度越高，所有分子的平均动能增大，但对于具体的每一个分子来说，其分子动能有可能减小，故A错误；雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，故B正确；布朗运动是指悬浮在液体中的小颗粒的运动，不是液体分子的运动，故C错误；单晶体的某些物理性质是各向异性的，多晶体的物理性质是各向同性的，故D正确。
11．如图所示为水的饱和汽压图象，由图可以知道( )
A．饱和汽压与温度有关
B．饱和汽压随温度升高而增大
C．饱和汽压随温度升高而减小
D．未饱和汽的压强一定小于饱和汽的压强
【答案】 AB
【解析】由题图知，水的饱和汽压随温度的升高而增大，因此A、B项正确，C项错误；较高温度条件下的未饱和汽压，可以大于较低温度条件下的饱和汽压，因此D项错误．
12．阿伏加德罗常数为NA(mol－1)，铁的摩尔质量为M(kg/mol)，铁的密度为ρ(kg/m3)，下列说法正确的是( )
A．1 m3铁所含原子数目为
B．1个铁原子所占体积为
C．1 kg铁所含原子数为ρNA
D．1个铁原子的质量为
【答案】 ABD
【解析】摩尔体积V摩＝，物质的量n＝，原子数目为N＝n·NA，联立以上各式解得：N＝，故1 m3铁所含原子数为，故A正确；一摩尔铁的体积为，故一个铁原子的体积为，故B正确；1 kg铁的摩尔数为，故原子数为，故C错误；一摩尔铁原子的质量为M，故一个铁原子的质量为，故D正确，故选A、B、D.
13.如图所示为一定质量的理想气体沿着箭头所示的方向发生状态变化的过程，则该气体压强的变化是( )
A．从状态c到状态d，压强减小
B．从状态d到状态a，压强不变
C．从状态a到状态b，压强增大
D．从状态b到状态c，压强增大
【答案】 AC
【解析】在V－T图上，等压线是延长线过原点的倾斜直线，对一定质量的理想气体，图线上的点与原点连线的斜率表示压强的倒数，即斜率大的，压强小，因此A、C正确，B、D错误．
14.一定量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其p-T图象如图所示。下列判断正确的是( )
A.过程ab中气体一定吸热
B.过程bc中气体既不吸热也不放热
C.过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D.a、b和c三个状态中,状态a分子的平均动能最小
【答案】AD
【解析】由p-T图象可知过程ab是等容变化,温度升高,内能增加,体积不变,由热力学第一定律可知过程ab一定吸热,选项A正确;过程bc温度不变,即内能不变,由于过程bc体积增大,所以气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体一定吸收热量,选项B错误;过程ca压强不变,温度降低,内能减少,体积减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,放出的热量一定大于外界对气体做的功,选项C错误;温度是分子平均动能的标志,由p-T图象可知,a状态气体温度最低,则平均动能最小,选项D正确。
第Ⅱ卷 非选择题
实验题（每空2分，共8分）
15．在“探究气体等温变化的规律”实验中，封闭的空气如图所示，U型管粗细均匀，右端开口，已知外界大气压为76 cm汞柱高，图中给出了气体的两个不同的状态．
甲
乙
(1)实验时甲图气体的压强为________ cmHg；乙图气体压强为________ cmHg.
(2)实验时某同学认为管子的横截面积S可不用测量，这一观点正确吗？
答：________(选填“正确”或“错误”)．
(3)数据测量完后在用图象法处理数据时，某同学以压强p为纵坐标，以体积V(或空气柱长度)为横坐标作图，你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗？
答：________.
【答案】(1)76 80 (2)正确 (3)不能
【解析】(1)由连通器原理可知，甲图中气体压强为p0＝76 cmHg，乙图中气体压强为p0＋4 cmHg＝80 cmHg.
(2)由玻意耳定律p1V1＝p2V2，即p1l1S＝p2l2S，即p1l1＝p2l2(l1、l2为空气柱长度)，所以玻璃管的横截面积可不用测量．
(3)以p为纵坐标，以V为横坐标，作出p－V图是一条曲线，但曲线未必表示反比关系，所以应再作出p－图，看是否是过原点的直线，才能最终确定p与V是否成反比．
计算题（共4个小题，共38分。）
16.（8分）如图所示,U形管两臂粗细不等,开口向上。右端封闭的粗管横截面积是左端开口的细管横截面积的3倍,管中装入水银,大气压强p0相当于76 cm水银柱产生的压强,即101 kPa。左端开口,管中水银面到管口距离为11 cm,且水银面比封闭管内高4 cm,右端封闭管内空气柱长为11 cm。现将开口端用小活塞封住,并缓慢推动活塞,使两管液面相平,推动过程中管中的气体温度始终保持不变。试求:
(1)粗管中气体的最终压强;
(2)活塞推动的距离。
【答案】(1)117 kPa (2)4.5 cm
【解析】设左管横截面积为S,则右管横截面积为3S。
(1)以右管封闭气体为研究对象,p1=p0,V1=11 cm×3S,V2=10 cm×3S
由玻意耳定律,有p1·V1=p2·V2,则p2≈117 kPa
(2)以左管被活塞封闭气体为研究对象,
p1=p0,V1=11 cm×S,p2=p0
由玻意耳定律,有p1V1=p2V2,
解得V2=9.5 cm×S
活塞推动的距离l=11 cm+3 cm-9.5 cm=4.5 cm。
17．（10分）如图所示，导热汽缸A中封有一定质量的气体，开始时，闭合阀门K1，打开K2，使B与大气相连，连接A、B汽缸的细导管中左管水银面比右管高H，现用抽气机将汽缸B中抽成真空后，细导管中右管水银面比左管高H，接下来关闭阀门K2，打开阀门K1，使A中气体缓慢流入B中，左右两管水银面相平后关闭阀门K1，保持汽缸B中温度t1＝27 ℃不变，当A中气体温度由t1缓慢升高到t2＝127 ℃时，右管水银面比左管高H，已知外界大气压p0＝75 cmHg，忽略导管中气体体积，求：
(1)开始时，A中封闭气体的压强；
(2)A、B两汽缸的体积比．
【答案】 (1)37.5 cmHg (2)3∶1
【解析】(1)设开始时A中气体的压强为pA，有：pA＋H＝p0
B中抽成真空后，有：pA＝H
解得：pA＝37.5 cmHg
(2)阀门K2关闭，K1打开后，A中的气体进入B中，由玻意耳定律可知pAVA＝pA′(VA＋VB)
关闭K1，升高A中的气体温度时，B中气体压强不变，A中气体温度为t2＝127 ℃时，气体压强为pA″＝pA′＋H
由查理定律可知：＝
联立解得：＝.
18.（10分）如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸，其缸体质量M＝10 kg，活塞质量m＝5 kg，横截面积S＝2×10－3 m2，活塞上部的汽缸里封闭了一部分理想气体，下部有气孔a与外界相通，大气压强p0＝1.0×105 Pa，活塞的下端与劲度系数k＝2×103 N/m的竖直固定弹簧相连．当汽缸内气体温度为127 ℃时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L＝20 cm.求当缸内气体温度升高到多少时，汽缸对地面的压力为零．(g取10 m/s2，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦)
【答案】 827 ℃
【解析】缸内气体初状态：V1＝LS＝4×10－4 m3，
p1＝p0－＝7.5×104 Pa，
T1＝(273＋127) K＝400 K.
末状态：p2＝p0＋＝1.5×105 Pa，
汽缸和活塞整体受力平衡：kx＝(m＋M)g，
则x＝＝0.075 m
缸内气体体积V2＝(L＋x)S＝5.5×10－4 m3，
对缸内气体根据理想气体状态方程有＝，得
19．（10分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差Δp与气泡半径r之间的关系为Δp＝，其中σ＝0.070 N/m。现让水下10 m处一半径为0.50 cm的气泡缓慢上升。已知大气压强p0＝1.0×105 Pa，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，重力加速度大小g＝10 m/s2。
(1)求在水下10 m处气泡内外的压强差；
(2)忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡的半径与其原来半径之比的近似值。
【答案】(1)28 Pa (2)或1.3
【解析】(1)当气泡在水下h＝10 m处时，设其半径为r1，气泡内外压强差为Δp1，则
Δp1＝①
代入题给数据得Δp1＝28 Pa。②
(2)设气泡在水下10 m处时，气泡内空气的压强为p1，气泡体积为V1；气泡到达水面附近时，气泡内空气的压强为p2，气泡内外压强差为Δp2，其体积为V2，半径为r2。
气泡上升过程中温度不变，根据玻意耳定律有
p1V1＝p2V2③
由力学平衡条件有
p1＝p0＋ρgh＋Δp1④
p2＝p0＋Δp2⑤
气泡体积V1和V2分别为
V1＝πr13⑥
V2＝πr23⑦
联立③④⑤⑥⑦式得
3＝⑧
由②式知，Δpi?p0，i＝1,2，故可略去⑧式中的Δpi项。
代入题给数据得
＝≈1.3。⑨
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