高中物理2.2 玻意耳定律课时练习

【精挑】第2节玻意耳定律-1课时练习

一．填空题

1．带有活塞的汽缸内封闭一定量的理想气体。气体开始处于状态a，然后经过过程ab到达状态b或经过过程ac到状态c，b．c状态温度相同，如V-T图所示。设气体在状态b和状态c的压强分别为Pb．和PC ，在过程ab和ac中吸收的热量分别为Qab和Qac，则Pb     PC ，Qab    Qac（均选填“＞”．“＝”或“＜”）。

2．一定质量的气体，在温度不变的条件下，其_______与_______变化时的关系。

3．如图所示，内径均匀的U形管竖直放置，内部装有水银。温度为27°C时在封闭端内的空气柱长为12 cm，开口端水银面比封闭端水银面高2cm，已知大气压强为，则当温度变为________°C时，两侧水银面高度相等，若不改变温度而在开口管内加入25 cm长的水银柱，则管内空气柱长度为________cm。

4．用如图装置来验证查理定律。实验研究的是封闭在注射器内的气体，为了完成实验除了图中的器材外，还需要气压计．热水．凉水．温度计和天平。若大气压强为，活塞和支架的钩码总重力为G，活塞的横截面积为S，则气体的压强是________。

5．封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O．A．D三点在同一直线上，则由状态A变到状态B过程中，气体___________热量（填“吸收”．“放出”或“既不吸收也不放出”）；状态C气体的压强___________状态D气体的压强（填“大于”．“小于”或“等于”）。

6．等温等压下，等物质的量的CO和C02，它们的体积比是       ，其中氧原子数之比是           ，密度比是                

7．如图所示时一位同学的，美术作品，请根据你所掌握的物理知识指出正确的画法（用简单的文字表述，不要画图），并指出这样画的物理学依据（假设湖水温度不变）

正确画法：______________；物理学依据：____________；

8．如图，导热性良好的气缸竖直固定，开口向上，用轻质活塞封闭一段理想气体，活塞可无摩擦上下滑动，活塞稳定后处在图甲的A位置，此时缸内压强为，温度为。现在活塞上轻放一个质量为m的小物体，重新稳定后活塞处于图乙中的B位置，此时缸内气体压强为，温度为；接着用电热丝缓慢加热气体，活塞刚好到达C位置时，缸内压强为，温度为。已知大气压强不变．则______，______（填“>．“<”或“=”）

9．如图所示一定质量的理想气体的等温变化图线．A，B是同一等温线上的两点，ΔOAD和ΔOBC的面积分别为Sl和S2，则Sl______S2(填“大于”． “等于”或“小于”)．若其变化过程是从B至A，则该过程中系统________(填“吸热”或“放热”)

10．一个容积为5L的没有气的篮球,用横截面积为5cm2．冲程为25cm的打气筒打气,在打第81次时,打气筒中活塞至少下压      cm才能使空气进入篮球(设打气过程中气体的温度保持不变,p0=76cmHg)。

11．一圆筒形汽缸竖直放置在水平地面上。一质量为m，横截面积为S的活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内，活塞可沿汽缸内壁无摩擦滑动。当活塞静止时，活塞与汽缸底部距离为h，如图（a）所示。已知大气强为p0，重力加速度为g。现把汽缸从图（a）状态缓慢转到图（b）状，在此过程中气体温度不变，则图（b）状态下气体体积为___________。从图（b）状态开始给汽缸加热，使活塞缓慢向外移动距离l，如图（c）所示。若此过程中气体内能增量为△U，则气体吸收的热量应为___________。

12．如图所示P-V图，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420J同时膨胀对外做功300J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求此过程中气体____________(填“吸收”或“放出”)热量为_________J

13．如图所示，容器A．B分别盛有氢气和氧气，用一段水平细玻璃管相通，管内有一段水银柱将两种气体隔开。当氢气的温度为0℃，氧气的温度为20℃时，水银柱保持静止。判断下列情况下，水银柱将怎样移动（填“A”或“B”）。

①两气体均升高20℃时，水银柱将向_________端移动；

②两气体均降低20℃，水银柱将向________端移动；

③氢气升高10℃，氧气升高20℃，水银柱将___________向端移动；

④若初状态如图所示，且气体的初温度相同，则两气体均降低10℃时，水银柱怎样移动，水银柱将向___________端移动。

14．某同学将广口瓶开口向上放入77℃热水杯中，待热平衡后，用一个剥去蛋壳的熟鸡蛋（最粗处横截面略大于瓶口横截面）恰好封住瓶口，如图所示。当热水杯中水温缓慢降至42℃时，观察到鸡蛋缓慢落入瓶中。已知大气压强p0=1.0×105Pa，瓶口面积S=1.0×10-3m2，熟鸡蛋重力G=0.50N。则温度为42℃时广口瓶内的压强大小为____；当熟鸡蛋缓慢落入瓶中时与瓶口间的阻力大小为_____。

15．如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置，右管开口，左管内被封闭气柱长20cm，水银面比右管低15cm，大气压强为 75cmHg。现保持左管不动，竖直方向移动右管使两管内水银面一样高，当两边液面相平时，气柱长度为___________cm，右管管口移动的距离是___________cm。

参考答案与试题解析

1．【答案】＜；＞

【解析】由理想气体状态方程：

又因为T相同，，所以Pb＜PC ；

由热力学第一定律：

因为始末温度相同，所以相同

过程ab，体积变大对外做功，过程ac中体积不变，对外做功为零。

所以ab过程吸热多，即Qab＞Qac

2．【答案】压强    体积   

【解析】

略

3．【答案】-5. 29    9.5    

【解析】【来源】第三部分专项卷气体的压强与体积的关系专项卷

【详解】

[1] 初态压强

根据理想气体状态方程可知，两侧水银面高度相等，此时温度：

则

t=267.86-273.15=-5.29℃

[2] 设加入25cm水银后两侧液面差为x，则空气长度为

由

p1V1=p3V3

知

x=22cm

所以空气长度为

L=0.5×22cm-1.5cm=9.5cm

4．【答案】

【解析】【来源】第三部分专项卷气体压强和温度的关系专项卷

【详解】

以活塞为研究对象，分析受力：重力G．外界大气压力p0S，气缸壁的压力N和气缸内气体的压力F，其中F=pS，根据平衡条件得：

联立解得

5．【答案】吸收    大于   

【解析】【来源】2021届福建省福州第一中学高三（下）开学考试物理试题

[1] 状态A变到状态B过程中，是等容变化，不对外做功，但温度升高，所以气体吸热；

[2]从状态C到状态D，是等容变化，温度降低，由

可得，压强减小，所以状态C气体的压强大于状态D气体的压强；

6．【答案】1：1，1：2，7：11

【解析】等温等压下，气体摩尔体积相等，二者的物质的量相等，根据V=nVm知，二者的体积之比为1：1，二者的物质的量相等，则其分子数相等，但一氧化碳和二氧化碳分子中氧原子个数之比是 1：2，则等物质的量的一氧化碳和二氧化碳中氧原子个数之比为1：2，根据

知，它们的密度之比等于其相对分子质量之比=28：44=7：11

7．【答案】上面的气泡体积比下面的气泡体积要逐渐增大    温度不变时，压强减小，体积增大   

【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][2]气泡在水里做等温变化，从水底越往上，压强越小，由玻意耳定律有：

，

，所以．气泡体积应增大.

8．【答案】＜    ＝    ＝    ＜   

【解析】

[1][2]图甲的缸内压强为，则有

图乙的缸内压强为，则有

解得

图丙的缸内压强为，则有

所以

[3]从A到B过程，由于没有给电热丝通电，则没有对气体加热，另外导热性良好的气缸，使气体总是与外界温度相同，所以从A到B过程是等温变化过程，则有

[4]从A到B过程，是等压变化，根据盖吕萨克定律

可知，从B到C过程气体体积增大，则温度升高，所以有

9．【答案】    (1). 等于    (2). 吸热

【解析】试题分析：根据几何知识知，图中直角三角形的面积，由气态方程分析解题

根据，即，而，所以，从B到A，等温，体积增大，气体对外界做功，要保持内能不变，所以需要吸热，

10．【答案】12.5cm

【解析】

11．【答案】(1).     (2).

【解析】[1]由a图中气体的压强

体积

图b中气体压强p2=p0，体积V2，根据玻意耳定律

解得

[2]从图（b）状态开始给汽缸加热，使活塞缓慢向外移动距离l，则气体对外做功

根据热力学第一定律

解得

12．【答案】放出320J

【解析】从外界吸收热量420J即Q=420J，同时膨胀对外做功300J即W=-300J

由热力学第一定律△U=W+Q

对第一过程：△U=W+Q=-300J+420J=120J

所以A点比B点内能小120J

对第二过程：外界压缩气体做功200J即W=200J，△U=-120J

由热力学第一定律△U=W+Q

解得：Q=-320，所以放出320J的热量

13．【答案】B    A    A    A   

【解析】

①[1]假设图中A和B内气体发生的是等容变化，初始状态两种气体的压强p相同，根据

可得

解得

如果图中两气体均升高20℃，则△pA>△pB，水银柱向B端移动。

②[2]同理，根据①中的分析可知，两气体均降低20℃，水银柱将向A端移动。

③[3]由①分析可知，图中氢气升高10℃，氧气升高 20℃，则△pA＜△pB，水银柱将向A侧移动。

④[4]假设图中A和B内气体发生的是等容变化，初始状态两种气体的压强p相同，根据

可得

解得

其中pA>pB，图中两气体均降低10℃，则压强减少量△pA>△pB，水银柱将向A侧移动。

14．【答案】0.9×105 Pa    10.5N   

【解析】

[1]广口瓶内的空气状态为

根据查理定律

得

[2]当熟鸡蛋缓慢时，根据力的平衡，有

即

15．【答案】24    23   

【解析】

[1]两管内水银面一样高，左管中空气的压强减小，由玻意耳定律知，气体的体积要增大，右管必须向下移动。对左管中的气体：

初态

p1=75+15=90cmHg，V1=20S

末态

p2=75cmHg ，V2=L2S

由得

解得

L2=24cm

[2]设右管管口向下移动距离为x，则有

解得

x=23cm