资源简介

情境6　自然现象类情境
1.〔多选〕古人对自然现象有着细微的观察，留下众多关于物理现象的记载。下列说法正确的有（　　）
A.如图a所示，“矛端生火”、“戈戟锋皆有火光”所描述的物理现象，与避雷针所利用的物理原理相同
B.如图b所示，张华在《博物志》中记载“孔雀毛，随光色变易，或黄或赤”，孔雀羽毛的在阳光下色彩斑斓，这属于光的全反射现象
C.如图c所示，《庄子》中曾记载，不同房间里的瑟，在调音一致后，弹动其中一只瑟，另一只也会发生振动，这是因为两只瑟的固有频率十分接近
D.如图d所示，《韩诗外传》中说“虽有国士之力，不能自举其身”，大力士无法举起自己，是因为大力士自身具有惯性
2.〔多选〕（2025·河北石家庄二模）2025年春分、夏至、秋分和冬至所处四个位置和对应时间如图所示，地球沿椭圆轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（　　）
A.地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小
B.夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小相等
C.夏至时地球绕太阳公转的加速度最小
D.根据地球的公转周期和太阳与地球间的距离可估算出地球的质量
3.（2025·浙江温州二模）雷雨天，高层建筑顶部的避雷针起到主动吸引闪电的作用，叫“接闪”，以此保护周边建筑和行人的安全。某次电视塔“接闪”前积雨云层与避雷针附近产生的电场的等差等势面如图所示，积雨云层的底部积聚正电荷，取大地为零势面，以下说法正确的是（　　）
A.避雷针的针尖不带电
B.A、B、C三个位置中A点的电势最高
C.A、B、C三个位置中电子在A点受电场力最大
D.空气中一电子由C点运动到B点，电势能增加
4.人体的细胞膜模型图如图甲所示，细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图乙所示。初速度可视为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是（　　）
A.钠离子的加速度变大
B.钠离子的电势能增大
C.若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大
D.若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度不变
5.〔多选〕（2025·天津市南开区一模）如图甲所示为“水下世界国际摄影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速c＝3.0×108 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列说法正确的是（　　）
A.光线从空气射入水中，频率不变
B.摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C.光进入水中速度变为2.25×108 m/s
D.进入镜头的光线与竖直方向的夹角θ最大值为37°
6.（2025·江苏常州二模）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。下列说法正确的是（　　）
A.彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的
B.a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
C.水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
D.增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出
7.（2025·新建吐鲁番模拟）人们用“早穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西瓜”来形容我国新疆吐鲁番地区地昼夜温差大的自然现象，利用这一特点可以制作品质优良的葡萄干。现有一葡萄晾房四壁开孔，如图，房间内晚上温度7 ℃，中午温度升为37 ℃，假设中午大气压强比晚上减少7％，则中午房间内逸出的空气质量与晚上房间内空气质量之比是多少？
情境6　自然现象类情境
1.AC　“矛端生火”、“戈戟锋皆有火光”所描述的物理现象，与避雷针所利用的物理原理相同，都为尖端放电，故A正确；孔雀羽毛的在阳光下色彩斑斓，为光的衍射与干涉，故B错误；不同房间里的瑟，在调音一致后，弹动其中一只瑟，另一只也会发生振动，这是因为两只瑟的固有频率十分接近，发生共振，故C正确；大力士无法举起自己，是因为大力士给自己的力为系统内力，需要外力才能将大力士举起，故D错误。
2.AC　由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，所以地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小，故A正确；由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，冬至时地球绕太阳公转的距离最近，则相同时间内转过的角度更大，所以冬至时地球绕太阳公转的角速度大，故B错误；根据牛顿第二定律有G＝ma，可得a＝，夏至时地球绕太阳公转的半径r最大，所以此时的加速度最小，故C正确；由开普勒第一定律，可知太阳在椭圆的一个焦点上，根据地球的公转周期和太阳与地球间的距离可估算出的是中心天体太阳的质量，不能够估算地球的质量，故D错误。
3.C　积雨云层的底部积聚正电荷，由于静电感应，避雷针的针尖带负电，故A错误；从正电荷到负电荷的电场线上，电势逐渐降低，则A和C电势相等，B点电势最高，故B错误；等差等势面的密度反映场强的大小，则A点的场强最大，故电子在A点受电场力最大，故C正确；B点电势高于C点电势，空气中一电子由C点运动到B点，电场力做正功，可知其电势能减小，故D错误。
4.D　对钠离子，由牛顿第二定律得a＝，即a不变，故A错误；电场力对钠离子做正功，所以钠离子电势能减少，故B错误；对钠离子，根据动能定理得qU＝mv2，解得v＝，钠离子进入细胞内的速度v与距离d大小无关，所以若膜电位U不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度不变，故C错误，D正确。
5.AC　光的频率由光源决定，与介质无关，所以光线由空气射入水中时，频率不变，故A正确；画出光路图如图所示，可知光源成像的位置S'比S的位置偏高，故B错误；根据光速与折射率关系有v＝＝ m/s＝2.25×108 m/s，故C正确；当光线在水面的入射角为90°时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且有sin C＝＝＞0.6，则C＞37°，故D错误。
6.B　雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色的光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即光发生色散而形成彩虹，A错误；第一次折射时，入射角相同，a光的折射角较小，根据n＝可知，a光的折射率较大，根据sin C＝可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，C错误；a光的折射率较大，根据v＝可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，设光线在水滴中与半径夹角为θ，则路程s＝4Rcos θ，a光的折射角较小，所以a光路程大，根据t＝，可知a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故B正确；根据几何关系可知，入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等，根据折射定律可知，增大太阳光在水滴表面的入射角，出射光线不会发生全反射，故D错误。
7.
解析：设房间的体积为V，晚上压强为p，则在晚上和中午时，由理想气体状态方程得＝，解得ΔV＝，则中午房间内逸出的空气质量与晚上房间内空气质量之比＝。
2 / 2情境6　自然现象类情境
情境类型 考情统计 分析预测
自然现象 2025·浙江1月卷T6，地球和哈雷彗星绕太阳的运动；2025·重庆卷T7，金星凌日；2025·福建卷T1，山崖上的风动石； 2024·广西卷T1，潮汐现象；2024·江西卷T5，庐山瀑布；2023·新课标卷T15，雨滴下落；2023·湖北卷T2，“火星冲日” 考情分析：该类题多从常见的自然现象出发，研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律，在真实情境中考查物理知识，帮助学生从物理学视角认识自然，形成科学的自然观。 高考预测：预计2026年高考会以近一年发生的重大自然事件为情境命题，如行星冲日、恒星、黑洞、雨雪天气的形成、河水对河岸的侵蚀、日照长短等，考生在日常学习中需要多留意此类情境
生命现象 2025·福建卷T10，沙漠中的蝎子能感受来自地面震动的纵波和横波；2024·江西卷T8，小鱼跳水；2024·湖北卷T3，青蛙跳荷叶；2024·浙江6月卷T2，小猫追蝶
光学现象 2025·江苏卷T7，激光射入肥皂泡；2025·北京卷T2，彩虹、彩色肥皂膜； 2023·北京卷T2，肥皂膜呈现彩色条纹；2023·江苏卷T5，太阳光弯曲
电磁现象 2025·江苏卷T3，“冰箱贴”；2025·北京卷T10，电磁阻尼；2023·全国乙卷T16，伽马射线暴
【例1】　（2025·重庆高考7题）“金星凌日”时，从地球上看，金星就像镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测，测得金星在太阳表面的小黑点相距为L，如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，太阳直径远小于金星的轨道半径，则地球和金星绕太阳运动的（　　）
A.轨道半径之比为
B.周期之比为
C.线速度大小之比为
D.向心加速度大小之比为
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
【例2】　（2025·福建高考10题）沙漠中的蝎子能感受来自地面震动的纵波和横波，某波源同时产生纵波与横波，已知纵波速度大于横波速度，则纵波波长　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）横波波长；若波源振动后，蝎子感知到来自纵波与横波的振动间隔为Δt，纵波速度为v1，横波速度为v2，则波源与蝎子的距离为　　　　。
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
【例3】　（2025·北京高考2题）下列现象属于光的衍射的是（　　）
A.雨后天空出现彩虹
B.通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C.肥皂膜在日光照射下呈现彩色
D.水中的气泡看上去特别明亮
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
【例4】　（2025·江苏高考3题）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图所示，下列判断正确的是（　　）
A.a点的磁感应强度大于b点
B.b点的磁感应强度大于c点
C.c点的磁感应强度大于a点
D.a、b、c三点的磁感应强度一样大
尝试解答　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
情境6　自然现象类情境
真题体现
【例1】　D　太阳直径远小于金星的轨道半径，太阳直径忽略不计，根据题意结合几何知识可知地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比为＝，故A错误；根据万有引力提供向心力有＝mr＝m＝ma，解得T＝，v＝，a＝，故可得周期之比为＝；线速度大小之比为＝；向心加速度大小之比为＝，故B、C错误，D正确。
【例2】　大于　
解析：同一波源产生的横波和纵波的频率相同，根据v＝λf可知，在频率一定时，波速与波长成正比，纵波速度大于横波波速，故纵波波长大于横波波长，根据匀速运动知识有－＝Δt，解得L＝。
【例3】　B　雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射形成的，属于光的色散现象，故A不符合题意；通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝产生的衍射现象，故B符合题意；肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意；水中气泡明亮是由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合题意。
【例4】　B　磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故可知Bb＞Ba＞Bc，故选B。
2 / 2(共27张PPT)
情境6　自然现象类情境
情境类型 考情统计
自然现象 2025·浙江1月卷T6，地球和哈雷彗星绕太阳的运动；2025·重
庆卷T7，金星凌日；2025·福建卷T1，山崖上的风动石；
2024·广西卷T1，潮汐现象；2024·江西卷T5，庐山瀑布；
2023·新课标卷T15，雨滴下落；2023·湖北卷T2，“火星冲
日”
情境类型 考情统计
生命现象 2025·福建卷T10，沙漠中的蝎子能感受来自地面震动的纵波和
横波；2024·江西卷T8，小鱼跳水；2024·湖北卷T3，青蛙跳荷
叶；2024·浙江6月卷T2，小猫追蝶
光学现象 2025·江苏卷T7，激光射入肥皂泡；2025·北京卷T2，彩虹、彩
色肥皂膜； 2023·北京卷T2，肥皂膜呈现彩色条纹；2023·江苏
卷T5，太阳光弯曲
电磁现象 2025·江苏卷T3，“冰箱贴”；2025·北京卷T10，电磁阻尼；
2023·全国乙卷T16，伽马射线暴
　　
分析预测
考情分析：该类题多从常见的自然现象出发，研究自然界物质的基本结
构、相互作用和运动规律，在真实情境中考查物理知识，帮助学生从物
理学视角认识自然，形成科学的自然观。
高考预测：预计2026年高考会以近一年发生的重大自然事件为情境命
题，如行星冲日、恒星、黑洞、雨雪天气的形成、河水对河岸的侵蚀、
日照长短等，考生在日常学习中需要多留意此类情境
【例1】　（2025·重庆高考7题）“金星凌日”时，从地球上看，金星就像
镶嵌在太阳表面的小黑点。在地球上间距为d的两点同时观测，测得金星
在太阳表面的小黑点相距为L，如图所示。地球和金星绕太阳的运动均视
为匀速圆周运动，太阳直径远小于金星的轨道半径，则地球和金星绕太阳
运动的（　D　）
D
解析：太阳直径远小于金星的轨道半径，太阳直径忽略不计，根据题意结
合几何知识可知地球和金星绕太阳运动的轨道半径之比为＝，故A
错误；根据万有引力提供向心力有＝mr＝m＝ma，解得T＝
，v＝，a＝，故可得周期之比为＝；线速度大小
之比为＝；向心加速度大小之比为＝，故B、C错误，D
正确。

解析：同一波源产生的横波和纵波的频率相同，根据v＝λf可知，在频率一
定时，波速与波长成正比，纵波速度大于横波波速，故纵波波长大于横波
波长，根据匀速运动知识有－＝Δt，解得L＝。
大于

【例3】　（2025·北京高考2题）下列现象属于光的衍射的是（　B　）
A. 雨后天空出现彩虹
B. 通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C. 肥皂膜在日光照射下呈现彩色
D. 水中的气泡看上去特别明亮
B
解析：雨后彩虹是阳光在雨滴中发生折射、反射形成的，属于光的色散现
象，故A不符合题意；通过狭缝观察日光灯出现彩色条纹，是光绕过狭缝
产生的衍射现象，故B符合题意；肥皂膜彩色条纹是光在薄膜前后表面反
射后发生干涉形成的，属于薄膜干涉，故C不符合题意；水中气泡明亮是
由于光从水进入气泡时发生全反射，使得更多光线进入人眼，故D不符合
题意。
【例4】　（2025·江苏高考3题）某“冰箱贴”背面的磁性材料磁感线如图
所示，下列判断正确的是（　B　）
A. a点的磁感应强度大于b点
B. b点的磁感应强度大于c点
C. c点的磁感应强度大于a点
D. a、b、c三点的磁感应强度一样大
B
解析：磁感线越密集的地方磁感应强度越大，故可知Bb＞Ba＞Bc，故
选B。
热点情境专项练
1. 〔多选〕古人对自然现象有着细微的观察，留下众多关于物理现象的记
载。下列说法正确的有（　　）
1
2
3
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5
6
7
A. 如图a所示，“矛端生火”、“戈戟锋皆有火光”所描述的物理现象，
与避雷针所利用的物理原理相同
B. 如图b所示，张华在《博物志》中记载“孔雀毛，随光色变易，或黄或
赤”，孔雀羽毛的在阳光下色彩斑斓，这属于光的全反射现象
C. 如图c所示，《庄子》中曾记载，不同房间里的瑟，在调音一致后，弹
动其中一只瑟，另一只也会发生振动，这是因为两只瑟的固有频率十分
接近
D. 如图d所示，《韩诗外传》中说“虽有国士之力，不能自举其身”，大
力士无法举起自己，是因为大力士自身具有惯性
√
√
1
2
3
4
5
6
7
解析： 　“矛端生火”、“戈戟锋皆有火光”所描述的物理现象，与避
雷针所利用的物理原理相同，都为尖端放电，故A正确；孔雀羽毛的在阳
光下色彩斑斓，为光的衍射与干涉，故B错误；不同房间里的瑟，在调音
一致后，弹动其中一只瑟，另一只也会发生振动，这是因为两只瑟的固有
频率十分接近，发生共振，故C正确；大力士无法举起自己，是因为大力
士给自己的力为系统内力，需要外力才能将大力士举起，故D错误。
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7
2. 〔多选〕（2025·河北石家庄二模）2025年春分、夏至、秋分和冬至所处四个位置和对应时间如图所示，地球沿椭圆轨道绕太阳运动，下列说法正确的是（　　）
A. 地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小
B. 夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小相等
C. 夏至时地球绕太阳公转的加速度最小
D. 根据地球的公转周期和太阳与地球间的距离可估算出地球的质量
√
√
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解析： 　由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面
积相同，所以地球由春分运行到夏至的过程中速率逐渐减小，故A正确；
由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，冬
至时地球绕太阳公转的距离最近，则相同时间内转过的角度更大，所以冬
至时地球绕太阳公转的角速度大，故B错误；根据牛顿第二定律有G＝
ma，可得a＝，夏至时地球绕太阳公转的半径r最大，所以此时的加速度
最小，故C正确；由开普勒第一定律，可知太阳在椭圆的一个焦点上，根
据地球的公转周期和太阳与地球间的距离可估算出的是中心天体太阳的质
量，不能够估算地球的质量，故D错误。
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3. （2025·浙江温州二模）雷雨天，高层建筑顶部的避雷针起到主动吸引闪电的作用，叫“接闪”，以此保护周边建筑和行人的安全。某次电视塔“接
闪”前积雨云层与避雷针附近产生的电场的等差等势面如图所示，积雨云
层的底部积聚正电荷，取大地为零势面，以下说法正确的是（　　）
A. 避雷针的针尖不带电
B. A、B、C三个位置中A点的电势最高
C. A、B、C三个位置中电子在A点受电场力最大
D. 空气中一电子由C点运动到B点，电势能增加
√
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解析： 　积雨云层的底部积聚正电荷，由于静电感应，避雷针的针尖带
负电，故A错误；从正电荷到负电荷的电场线上，电势逐渐降低，则A和C
电势相等，B点电势最高，故B错误；等差等势面的密度反映场强的大小，
则A点的场强最大，故电子在A点受电场力最大，故C正确；B点电势高于C
点电势，空气中一电子由C点运动到B点，电场力做正功，可知其电势能减
小，故D错误。
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4. 人体的细胞膜模型图如图甲所示，细胞膜由磷脂双分子层组成，双分子
层之间存在电压（医学上称为膜电位）。现研究某小块均匀的细胞膜，厚
度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图乙所示。初速度可视
为零的正一价钠离子仅在电场力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列
说法正确的是（　　）
A. 钠离子的加速度变大
B. 钠离子的电势能增大
C. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度变大
D. 若膜电位不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度不变
√
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解析： 　对钠离子，由牛顿第二定律得a＝，即a不变，故A错误；电场
力对钠离子做正功，所以钠离子电势能减少，故B错误；对钠离子，根据
动能定理得qU＝mv2，解得v＝，钠离子进入细胞内的速度v与距离d
大小无关，所以若膜电位U不变，当d增大时，钠离子进入细胞内的速度不
变，故C错误，D正确。
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5. 〔多选〕（2025·天津市南开区一模）如图甲所示为“水下世界国际摄
影大赛”的获奖作品，摄影师在水下对水上的景物进行拍摄，获得了美轮
美奂、令人赞叹的美学效果。忽略镜头尺寸的影响，假设摄影师由水下竖
直向上拍摄，光的传播路径如图乙所示，已知水的折射率为，空气中光速
c＝3.0×108 m/s，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，下列说法正确的是（　）
A. 光线从空气射入水中，频率不变
B. 摄影师看到的水上景物比实际位置偏低
C. 光进入水中速度变为2.25×108 m/s
D. 进入镜头的光线与竖直方向的夹角θ最大值为37°
√
√
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解析： 　光的频率由光源决定，与介质无关，所以
光线由空气射入水中时，频率不变，故A正确；画出光
路图如图所示，可知光源成像的位置S'比S的位置偏
高，故B错误；根据光速与折射率关系有v＝＝
m/s＝2.25×108 m/s，故C正确；当光线在水面的入射角为90°时，水中光线与竖直方向夹角达到最大值，即临界角C，且有sin C＝＝＞0.6，则C＞37°，故D错误。
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6. （2025·江苏常州二模）《梦溪笔谈》是中国科学技术史上的重要文
献，书中对彩虹作了如下描述：“虹乃雨中日影也，日照雨则有之”。如
图是彩虹成因的简化示意图，设水滴是球形的，图中的圆代表水滴过球心
的截面，入射光线在过此截面的平面内，a、b是两种不同频率的单色光。
下列说法正确的是（　　）
A. 彩虹是雨后太阳光入射到水滴中发生干涉而形成的
B. a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长
C. 水滴对a光的临界角大于对b光的临界角
D. 增大太阳光在水滴表面的入射角，可能没有光线从水滴表面射出
√
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解析： 　雨后太阳光入射到水滴中发生折射时，不同颜色
的光折射率不同，偏折程度不同而形成彩虹，即光发生色
散而形成彩虹，A错误；第一次折射时，入射角相同，a光
的折射角较小，根据n＝可知，a光的折射率较大，根据
sin C＝可知，水滴对a光的临界角小于对b光的临界角，C错误；a光的折射率较大，根据v＝可知，a光的传播速度小于b光的传播速度，设光线在水滴中与半径夹角为θ，则路程s＝4Rcos θ，a光的折射角较小，所以a光路程大，根据t＝，可知a光在水滴中的传播时间比b光在水滴中的传播时间长，故B正确；根据几何关系可知，入射点的折射角和从水滴中出射时的入射角相等，根据折射定律可知，增大太阳光在水滴表面的入射角，出射光线不会发生全反射，故D错误。
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7. （2025·新建吐鲁番模拟）人们用“早穿皮袄午穿纱，抱着火炉吃西
瓜”来形容我国新疆吐鲁番地区地昼夜温差大的自然现象，利用这一特点
可以制作品质优良的葡萄干。现有一葡萄晾房四壁开孔，如图，房间内晚
上温度7 ℃，中午温度升为37 ℃，假设中午大气压强比晚上减少7％，则
中午房间内逸出的空气质量与晚上房间内空气质量之比是多少？
答案：
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解析：设房间的体积为V，晚上压强为p，则在晚上和中午时，由理想气体
状态方程得＝，解得ΔV＝，则中午房间内逸出的空
气质量与晚上房间内空气质量之比＝。
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