沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.2 玻意耳定律综合训练题

【名师】第2节玻意耳定律-1练习

一．填空题

1．我们在吹气球时，开始感觉特别困难，但当把气球吹到一定体积后，反而比较轻松。一个探究小组对此进行了研究，通过充入不同量的某种理想气体，测量了气球内气体的体积V与对应的压强p，得到了如图（a）所示的p-V图象，其中p0为标准大气压。把不同量的上述理想气体分别充入甲．乙两个相同的气球，此时，甲．乙气球内气体的体积分别为V甲和V乙，且V乙>V甲>V0，甲．乙气球内气体的压强分别为p甲和p乙。现把甲．乙两气球以及一个容积为VG的钢瓶用带阀门的三通细管（容积可忽略）连接，如图（b）所示。初始时，钢瓶内为真空，阀门K1和K2均为关闭状态。所有过程，气体温度始终保持不变。

(1)打开阀门K1，甲气球体积将___________（填“变大”“变小”或“不变”）；

(2)打开阀门K1和K2，把甲．乙两气球内的所有气体压入钢瓶，求压入后钢瓶内气体的压强。

2．如图所示，一端开口．粗细均匀的U形玻璃管竖直放置。管内用水银封闭了一定质量的气体，平衡时，左右两边水银面高度差为h，已知水银的密度为；环境大气压强为P0。则封闭气体的压强为_________。若整个装置做自由落体运动，则C处液面将_______（选填“上升”“下降”或“不动”）。

3．一个瓶里装有一定质量的空气，瓶上有孔与外界相通，原来瓶里的气体温度是，现在把瓶加热到。这时瓶中气体的质量是原有质量的_______；

4．如图，一端封闭的均匀细直玻璃管，倒插在水银槽中，由于管内有少量气体，当h1=50厘米时，h2=30厘米。已知外界大气压强为75厘米汞柱。则管内气体的压强是______厘米汞柱。若保持气体的温度不变，将玻璃管提高到h1=75厘米，那么管内气体的压强是_______厘米汞柱。

5．用水银血压计测量血压时，先向袖带内充气，然后缓慢放气，假设温度保持不变，某次测量充入袖带内气体的压强为1.5P0，体积为V，已知阿伏加德罗常数为NA，此温度下该气体在标准大气压P0下的摩尔体积为V0，则充气后袖带内气体的分子数为______；缓慢放气过程中，袖带内气体的内能变化情况是：______。

6．如图所示，为某同学制作的一个简易温度计。在一个空的玻璃瓶中插入一根透明吸管，并封好瓶口，在吸管内引入一小段油柱（标记刻度时，其长度可忽略）。不计大气压的变化，吸管粗细均匀，则：①吸管上标记温度值时，刻度是否均匀？___________（填“均匀”或“不均匀”）；②若标记温度值时，吸管口是向上的（如图），则吸管水平放置时，测量值将___________，吸管口向下放置时，测量值将___________（后两空选择填入“偏大”．“偏小”或“无影响”）

7．在用“DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，4个同学在常温（约20℃）下根据实验数据画出的图线，在图中分别用a，b，c，d表示，则实验中操作符合规范，结果正确的图线是____；若在实验中用手握住注射器压缩气体，则实验结果为图线_____；本实验用的传感器是______.

8．同学做“DIS研究温度不变时气体的压强与体积的关系”的实验。

（1）此实验用了什么科学方法？_______________________。除了保证温度不变以外，还必须保证_____________不变。

（2）下列操作错误的是（______）

A．推拉活塞时，动作要慢

B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒上的气体部分

C．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气

D．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据

（3）如图是甲．乙两同学在实验中得到图，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是_____________。

9．（1）如图所示，是医院用于静脉注射的示意图，倒置的输液瓶上方有一气室E，密封的瓶口处的软塞上插有两根细管，其中A管与大气相通，B管为输液软管，中间又有一滴壶C，而其D端则通过针头接入人体静脉。若气室E．滴壶C中的气体压强分别为pE．pC，则pE___________pC（选填“大于”“小于”“等于”）；输液过程中，在输液瓶悬挂高度与输液软管的内径确定的情况下，药液液滴的滴注速度是___________（选填“越滴越快”“越滴越慢”“恒定”）。

10．一辆汽车的质量为1.3吨。当轮胎“充满”气时，每个轮胎与地面的接触面积为130cm2，胎内气体体积为20L，压强为__________Pa。当轮胎充气“不足”而轮毂盖边缘着地时，胎内仍有15L压强为1atm的空气。用一电动充气机以每分钟50L的速度将压强为1atm的空气压入轮胎，假设在此过程中气体温度保持不变，则充满四个轮胎约需要_________分钟。（重力加速度g取10m/s2，1atm约为105Pa）

11．一端封闭的圆筒内用活塞封闭着一定质量的理想气体，它分别处在如图所示的三种状态时的温度．和的大小关系是_________

12．大气压强p0＝1.0×105Pa。某容器的容积为20L，装有压强为20×105Pa的气体，如果保持气体温度不变，把容器的开关打开，待气体达到新的平衡时，容器内剩下气体的质量与原来气体的质量之比为______。

13．如图所示，两端A．B开口的圆弧形小管充满水且竖直放置，B端用手指堵住，A．B两端在同一竖直线上且∠AOB＝θ，则管内B位置处的压强为_____（已知大气压强为p0，水的密度为ρ，重力加速度为g，圆弧半径为R）。若松开B端的手指，则水将从_____端流出（选填“A”．“B”或“A．B两”）

14．历史上，在发现查理定律时尚未建立热力学温标，因此查理定律的原始表述中采用的是摄氏温标，其表达式为，该式中的表示________，该定律的适用条件为________________________。

15．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器．数据采集器．计算机逐一链接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；

③用图象处理实验数据，得出如图2所示图像.

如果实验操作规范正确，但如图所示的图像不过原点，则V0代表_____________.

参考答案与试题解析

1．【答案】(1)变小；(2)

【解析】

(1)打开后，因为，根据图象可知，所以甲气球中的压强比较大，所以甲气球中的气体会被源源不断的压入大气球（即乙气球）内，直到最后二者压强平衡，所以甲气球的体积会变小。

(2)甲．乙两气球内的气体最终压入钢瓶，发生等温变化，根据玻意耳定律得

解得最终钢瓶内的压强为

2．【答案】    上升   

【解析】【来源】上海市上海中学2018-2019学年高二上学期期中物理试题

【详解】

[1]以BC段水银柱为对象，受三个力处于平衡状态，根据平衡条件有：

解得封闭气体的压强为

[2] 若整个装置做自由落体运动时，BC段水银柱将失重，封闭气体的压强减小，体积变大，所以C处液面将上升。

3．【答案】

【解析】

【详解】[1]加热时，空气会从瓶子中逸出，瓶子中气体的质量变小，但是容器中气体的压强不变。以瓶子中原来的气体为研究对象，由盖—吕萨克定律可得

代入数据解得

由于在相同状态下气体的质量比等于体积比，所以瓶子中剩下的空气质量是原来质量的

4．【答案】45    30   

【解析】

[1][2]由平衡条件得

所以

h1=75cm时，设管内气体的压强，则管内气体的体积为

cm3

根据

即

又

解得

所以

5．【答案】    减小   

【解析】

[1]根据玻意耳定律

解得

气体的分子数为

[2]温度保持不变，气体的平均动能不变，而气体的分子势能为零，缓慢放气过程中，袖带内气体的质量减少，袖带内气体的内能减小。

6．【答案】均匀    偏大    偏大   

【解析】【来源】2021届东北三省三校高三（下）4月第二次联合考试理综物理试题

[1]根据盖-吕萨克定律，则有

设吸管内部的横截面积为S，内部在初始时的热力学温度为T1，体积为V1，当温度变化△t时油柱移动的距离为△l，则有

即

由上式可以看出，△t与△l成正比关系，所以吸管上标刻温度值时，刻度是均匀的；

(2)[2]若标记温度值时，吸管口是向上的，则压强相对水平放置时偏大，水平测量时相同温度下的体积偏大，由于温度与体积成正比，则水平测量时测量值将偏大；

[3]若标记温度值时，吸管口是向上的，则压强相对吸管口向下放置时偏大，吸管口向下放置时相同温度下的体积偏大，由于温度与体积成正比，则吸管口向下放置测量值将偏大。

7．【答案】b    a    压强传感器   

【解析】【来源】上海市长宁区市三中2018-2019学年高一下学期5月月考物理试题

【详解】

[1]实验中操作符合规范，气体发生等温变化，气体遵守玻意耳定律，则pV=C，

由数学知识可知，图象是过原点的直线，结果正确的是图线是b.

[2]若在实验中用手握住注射器压缩气体，气体的温度升高，由气态方程，知pV增大，图象的斜率不断增大，实验结果为图线为a.

[3] 本实验研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，体积可由容器刻度读出，则还需要获得气体的压强，故用的是压强传感器.

8．【答案】控制变量法    封闭气体质量    D    研究气体质量不同（或同质量气体在不同温度下研究）   

【解析】【来源】第五部分各区县真卷闸北区高一年级第二学期期末测试卷

【详解】

(1)[1][2] DIS研究温度不变时气体的压强与体积的关系，本实验保持温度不变，研究压强与体积关系，所以用到的方法是控制变量法；根据题意可知，还需保证封闭气体质量不变。

(2)[3]A. 本实验条件是温度不变，推拉活塞时，动作要慢，故A正确。

B. 本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故B正确。

C. 研究的是一定质量的气体，因此尽量将容器密封好，故C正确；

D. 研究的是一定质量的气体，压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，故D错误；

(3)[4] 根据p-图像可知，如果温度相同，则说明两次气体质量不同，如果气体质量相同则两次温度不同。

9．【答案】小于    恒定   

【解析】

[1]设瓶内药液的高度为h1，则E室的压强为

设进气管的最低点到气室C的高度为h2，则

所以

[2]设气室C到针头处的高度为h3，令针头处的压强为p，则

针头处的压强不变，输液软管内径不变，故药液液滴的滴注速度恒定。

10．【答案】3.5105    4.4   

【解析】【来源】2020届上海市徐汇区高三（下）学习能力诊断（二模）物理试题

【分析】

【详解】

[1]以一个轮胎与地面的接触部分为研究对象，设胎内气体压强为，每个轮胎与地面的接触面积，汽车质量，大气压强，由平衡条件得

解得

[2]设每个轮胎需要打入一个大气压的气体体积为，充满气后，每个轮胎气体的体积为，压强，充气前，每个轮胎气体的体积为，压强，气体温度保持不变，由玻意耳定律得

解得

所以充满四个轮胎需要的时间

11．【答案】

【解析】【来源】内蒙古集宁一中（西校区）2019-2020学年高二（下）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1]状态A和状态C的压强相等，根据盖—吕萨克定律得

由于得

状态A和状态B体积相等，根据查理定律

由于得

综合可得

12．【答案】1∶20

【解析】

根据

p1V1=p2V2

得

p1V0=p0V0＋p0V

因

V0=20L

则

V=380L

即容器中剩余20L压强为p0的气体，而同样大气压下气体的总体积为400L，所以剩下气体的质量与原来气体的质量之比等于同压下气体的体积之比，即

13．【答案】    (1). P0+2ρgR    (2). B

【解析】

【分析】

根据液体产生的压强公式P′＝ρgh求解管内B位置处的压强；根据AB两端的压强关系判断水从哪端流出。

【详解】液体产生的压强为：P′＝ρgh＝2ρgRsin ；所以管内B位置处的压强为：P0+P′＝P0+2ρgRsin，大于大气压，所以松开B端的手指，则水将从B端流出。

14．【答案】0℃的气体压强    温度不太低．压强不太大的理想气体   

【解析】

[1]根据查理定律可知，p0表示0℃的气体压强。

[2]温度不太低．压强不太大的理想气体。

15．【答案】注射器与压强传感器连接部位的气体体积

【解析】【来源】第二部分单元卷第六章：分子和气体定律拓展提高卷

【详解】

[1]．由图像可知，体积读数值比实际值大V0．根据P（V+V0）=C，C为定值，则

如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。