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沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.2 玻意耳定律测试题
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这是一份沪科版 (2019)选择性必修 第三册2.2 玻意耳定律测试题，共10页。试卷主要包含了如图所示为可加热饭盒，玻意耳定律，玻意耳定律指的是等内容，欢迎下载使用。
1．某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图1所示。用活塞和注射器外筒封闭一定的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______。
A．该实验用控制变量法研究气体的变化规律
B．实验时注射器必须水平放置
C．注射器内部的橫截面积没必要测量
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）进行实验操作时，不能推拉活塞过快，其原因是______。
（3）该实验小组首先在甲实验室进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是______（填错误数据对应的实验序号）。
（4）该实验小组又利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高的乙实验室进行了实验，根据甲．乙实验室记录的数据用正确的方法画出的图像如图2所示，根据乙实验室记录数据画出的图像应为______（填图线代号）。
2．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A．B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力F = 500 N。活塞A下移的距离__________。
3．如图所示，一端封闭的细玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱分割出两段气体柱，上端气柱长为，下端气柱长为，且。现保持管内气体温度不变，将玻璃管竖直向上缓慢提起，保持开口端始终在水银面下方，则管内水银柱与水银槽面的高度差h___（选填“变大”．“不变”或“变小”）；封闭的两段气体柱的长度l1的增长量___l2的增长量（选填“>”．“=”或“<”）。
4．如图所示为可加热饭盒（可视为气缸），饭盒盖上有一排气口，饭盒内封闭了一定质量的理想气体，气体的初始温度为27℃，压强为大气压强。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到57℃，此时封闭气体的压强为________Pa：打开排气口，放出部分气体，当饭盒内气体压强与外界大气压强相等时，求排出气体与饭盒内原来气体的质量比________（假设此过程中饭盒内气体温度不变）
5．一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能______ （填“增大”或“减小”），气体的压强______ （填“增大”或“减小”）。
6．如图所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上,气缸内部封有一定质量的空气,气缸质量为10㎏,缸壁厚度可不计,活塞质量为5㎏,其横截面积为50cm2,活塞与缸壁间的摩擦不计.当缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力.现对气缸传热,使缸内气体温度升高.问:当气缸对地面无压力时,缸内气体温度是 ℃(已知大气压强p0=1.0×105Pa)。
7．氧气瓶在车间里充气时,压强达1.5×107Pa,运输到工地上发现压强降为1.35×107Pa,已知车间里的温度为27℃,工地上的温度为-3℃,试判断氧气瓶在运输途中 （填“是”．“否”）漏气(氧气瓶本身的热膨胀忽略不计).
8．玻意耳定律
（1）内容：
一定质量的某种气体，在______不变的情况下，压强p与体积V成______。
（2）公式：
pV＝C或______
（3）条件：
气体的______一定，______不变。
9．如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置。用一段长为15cm的水银柱在管中封有15cm长的空气柱，大气压强是75cmHg，此时气体的压强为 _______ cmHg。在距管底20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，则稳定时空气柱的长度是_______ cm（温度保持不变，第二空答案保留3个有效数字）。
10．玻意耳定律指的是：在气体的___________条件下，气体的压强与体积成___________。
（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中，气体___________（填“吸收”或“放出”）的热量等于___________J。
（2）若一定质量的理想气体状态分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是___________（填“A”．“B”或“C”），该过程中气体的内能___________（填“增加”或“减少”）。
A． B． C．
11．如图所示，粗细均匀．导热良好．装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面（环境温度不变，大气压强）
①求稳定后低压舱内的压强____________（用“cmHg”做单位）
②此过程中左管内的气体对外界____________（填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将__________（填“吸热”或放热“）。
12．某同学利用DIS系统对封闭在注射器内的一定质量的气体做了状态变化过程的研究．该同学是通过开启室内暖风空调实现环境温度升高的．在等待温度升高的过程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸缩．则在这一过程中，管内的气体经历了一个
（选填“等压”“等温”或“等容”）的变化过程
13．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变，___________；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为________。
14．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的火源放入小罐内加热，然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。假设罐内封闭气体质量不变，可以看作理想气体。与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上经一段时间后，火罐内气体的内能___________，压强___________。（都选填“增大”．“减小”或“不变”）
15．容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装________瓶。
参考答案与试题解析
1．【答案】ACD 防止封闭气体温度发生改变 5 ①
【解析】
（1）[1] 该实验过程中控制气体的温度不变，即运用了控制变量法；实验时注射器如何放置对实验结果没有影响；实验中要探究的是压强与体积之间的比例关系，所以不需要测量气体的体积，注射器内部的橫截面积没有必要测量；注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量的改变体积，可以不标注单位。故选ACD。
（2）[2]如果活塞推拉的过快，气体的温度将产生显著的变化，实验误差将增大；
（3）[3]由实验数据可知气柱长度与气柱压强的乘积基本恒定，前四组数据符合的很好，乘积在11.9~12.0之间，第5组数据的乘积较大，为15.2，说明第5组数据记录错误；
（4）[4]气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的乙实验室中测量获得的。
2．【答案】0.3 m
【解析】解：设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x对圆柱筒中的气体运用玻—马定律，可得方程：
根据胡克定律，活塞B移动x后弹簧的弹力有： F = k x
将这两个方程联立，去掉x得
将数值代入得： l = 0.3 m
3．【答案】变大 >
【解析】
[1][2]假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，的下端面水银没有上升，保持原高度即内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有的体积增大，于是内气体压强变小，但是内的气体压强始终是气体压强减去中间那段水银柱高度，所以假设错误，也会体积增大，压强减小，故管内水银柱高度差变大，由于它们压强减小的绝对值一样，而气体原来压强比小，由玻意耳定律定律知，的压强变化的相对值大，故长度增长大于的增长。
4．【答案】 1：11
【解析】
[1]封闭气体初状态的温度
压强
气体末状态的温度
气体体积不变，由查理定律得
代入数据解得
[2]气体末状态的压强
气体温度不变，由玻意耳定律得
可得
排出气体与饭盒内剩余气体的质量比为
5．【答案】增大 增大
【解析】
略
6．【答案】127℃
【解析】
7．【答案】不漏气
【解析】
8．【答案】温度 反比 p1V1＝p2V2 质量 温度
【解析】
略
9．【答案】 ①. 90 ②. 17.4
【解析】
【详解】[1] 封闭气体压强为
[2] 在距管顶20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔， 设最终气柱长为 cm，气体的压强
根据玻意耳定律
则
解得
10．【答案】温度保持不变 反比 放出 C 增加
【解析】
[1] 玻意耳定律是在气体的温度保持不变的条件下得出的；
[2] 在温度保持不变的条件下，气体的压强与体积成反比；
[3]有热力学第一定律可知，此压缩过程中气体向外界放出了热量；
[4]
[5]在等圧変化的情况下，气体体积与温度成正比，故选C；
[6]随着气体温度的升高，气体的内能增加。
11．【答案】 (1). (2). 做正功 (3). 吸热
【解析】
【分析】
【详解】①[1]设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为，气柱长度为，稳定后低压舱内的压强为．左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
①
其中
② ③ ④ ⑤
由几何关系得
⑥
联立①②③④⑤⑥式，代入数据得
⑦
②[2][3]气体膨胀对外做正功，温度不变则内能不变，由热力学第一定律可得气体吸收热量。
12．【答案】等压
【解析】设注射器内的压强为P，大气压强为P0，活塞横截面积为S，
活塞移动过程中速度缓慢，认为活塞处于平衡状态，则：
PS=P0S
即P=P0
即管内气体经历了一个等压的变化过程
13．【答案】温度降低，压强减小，内外压强差增大
【解析】【来源】2021届上海市嘉定区高三（下）第二次质量调研测试物理试题
[1]根据理想气体状态方程
火罐内气体体积不变时，温度降低，压强减小，内外压强差增大；
[2]以火罐内的气体为研究对象，初态有
，
当罐内温度降为室温时，压强为，温度为，由查理定律得
解得
14．【答案】 ①. 减小 ②. 减小
【解析】【分析】
【详解】[1]把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断减低，气体内能减小。
[2]气体等容变化并且温度不断降低，根据查理定律可推出气体的压强不断减小。
15．【答案】56
【解析】
根据玻意耳定律
所以
实验序号
1
2
3
4
5
封闭气柱长度L（cm）
12.00
11.00
10.00
9.00
8.00
封闭气柱压强p（）
1.01
1.09
1.19
1.33
1.90
1．某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图1所示。用活塞和注射器外筒封闭一定的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得。
（1）关于该实验，下列说法正确的是______。
A．该实验用控制变量法研究气体的变化规律
B．实验时注射器必须水平放置
C．注射器内部的橫截面积没必要测量
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）进行实验操作时，不能推拉活塞过快，其原因是______。
（3）该实验小组首先在甲实验室进行了实验，下表为记录的实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，记录错误的是______（填错误数据对应的实验序号）。
（4）该实验小组又利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍高的乙实验室进行了实验，根据甲．乙实验室记录的数据用正确的方法画出的图像如图2所示，根据乙实验室记录数据画出的图像应为______（填图线代号）。
2．如图所示，一个上下都与大气相通的直圆筒，内部横截面积为S = 0.01m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体。A．B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气。A的质量不计，B的质量为M，并与一劲度系数为k = 5×103 N/m的较长的弹簧相连。已知大气压p0 = 1×105 Pa，平衡时两活塞之间的距离l0 = 0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，保持平衡。此时用于压A的力F = 500 N。活塞A下移的距离__________。
3．如图所示，一端封闭的细玻璃管开口向下竖直插入水银槽中，管内一小段水银柱分割出两段气体柱，上端气柱长为，下端气柱长为，且。现保持管内气体温度不变，将玻璃管竖直向上缓慢提起，保持开口端始终在水银面下方，则管内水银柱与水银槽面的高度差h___（选填“变大”．“不变”或“变小”）；封闭的两段气体柱的长度l1的增长量___l2的增长量（选填“>”．“=”或“<”）。
4．如图所示为可加热饭盒（可视为气缸），饭盒盖上有一排气口，饭盒内封闭了一定质量的理想气体，气体的初始温度为27℃，压强为大气压强。现缓慢加热饭盒使其内部气体温度达到57℃，此时封闭气体的压强为________Pa：打开排气口，放出部分气体，当饭盒内气体压强与外界大气压强相等时，求排出气体与饭盒内原来气体的质量比________（假设此过程中饭盒内气体温度不变）
5．一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能______ （填“增大”或“减小”），气体的压强______ （填“增大”或“减小”）。
6．如图所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙的地面上,气缸内部封有一定质量的空气,气缸质量为10㎏,缸壁厚度可不计,活塞质量为5㎏,其横截面积为50cm2,活塞与缸壁间的摩擦不计.当缸内气体温度为27℃时,活塞刚好与地面相接触,但对地面无压力.现对气缸传热,使缸内气体温度升高.问:当气缸对地面无压力时,缸内气体温度是 ℃(已知大气压强p0=1.0×105Pa)。
7．氧气瓶在车间里充气时,压强达1.5×107Pa,运输到工地上发现压强降为1.35×107Pa,已知车间里的温度为27℃,工地上的温度为-3℃,试判断氧气瓶在运输途中 （填“是”．“否”）漏气(氧气瓶本身的热膨胀忽略不计).
8．玻意耳定律
（1）内容：
一定质量的某种气体，在______不变的情况下，压强p与体积V成______。
（2）公式：
pV＝C或______
（3）条件：
气体的______一定，______不变。
9．如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管，开口向上竖直放置。用一段长为15cm的水银柱在管中封有15cm长的空气柱，大气压强是75cmHg，此时气体的压强为 _______ cmHg。在距管底20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔，则稳定时空气柱的长度是_______ cm（温度保持不变，第二空答案保留3个有效数字）。
10．玻意耳定律指的是：在气体的___________条件下，气体的压强与体积成___________。
（1）空气压缩机在一次压缩过程中，活塞对汽缸中的气体做功为2.0×105J，同时气体的内能增加了1.5×105J。试问：此压缩过程中，气体___________（填“吸收”或“放出”）的热量等于___________J。
（2）若一定质量的理想气体状态分别按下图所示的三种不同过程变化，其中表示等压变化的是___________（填“A”．“B”或“C”），该过程中气体的内能___________（填“增加”或“减少”）。
A． B． C．
11．如图所示，粗细均匀．导热良好．装有适量水银的U型管竖直放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长（可视为理想气体），两管中水银面等高。先将右端与一低压舱（未画出）接通，稳定后右管水银面高出左管水银面（环境温度不变，大气压强）
①求稳定后低压舱内的压强____________（用“cmHg”做单位）
②此过程中左管内的气体对外界____________（填“做正功”“做负功”“不做功”），气体将__________（填“吸热”或放热“）。
12．某同学利用DIS系统对封闭在注射器内的一定质量的气体做了状态变化过程的研究．该同学是通过开启室内暖风空调实现环境温度升高的．在等待温度升高的过程中，注射器水平地放置在桌面上，活塞可以自由伸缩．则在这一过程中，管内的气体经历了一个
（选填“等压”“等温”或“等容”）的变化过程
13．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变，___________；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为________。
14．拔罐是中医传统养生疗法之一，以罐为工具，将点燃的火源放入小罐内加热，然后移走火源并迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上。假设罐内封闭气体质量不变，可以看作理想气体。与刚压在皮肤上的时刻对比，火罐“吸”到皮肤上经一段时间后，火罐内气体的内能___________，压强___________。（都选填“增大”．“减小”或“不变”）
15．容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为150atm，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为10atm，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装________瓶。
参考答案与试题解析
1．【答案】ACD 防止封闭气体温度发生改变 5 ①
【解析】
（1）[1] 该实验过程中控制气体的温度不变，即运用了控制变量法；实验时注射器如何放置对实验结果没有影响；实验中要探究的是压强与体积之间的比例关系，所以不需要测量气体的体积，注射器内部的橫截面积没有必要测量；注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量的改变体积，可以不标注单位。故选ACD。
（2）[2]如果活塞推拉的过快，气体的温度将产生显著的变化，实验误差将增大；
（3）[3]由实验数据可知气柱长度与气柱压强的乘积基本恒定，前四组数据符合的很好，乘积在11.9~12.0之间，第5组数据的乘积较大，为15.2，说明第5组数据记录错误；
（4）[4]气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的乙实验室中测量获得的。
2．【答案】0.3 m
【解析】解：设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x对圆柱筒中的气体运用玻—马定律，可得方程：
根据胡克定律，活塞B移动x后弹簧的弹力有： F = k x
将这两个方程联立，去掉x得
将数值代入得： l = 0.3 m
3．【答案】变大 >
【解析】
[1][2]假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，的下端面水银没有上升，保持原高度即内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有的体积增大，于是内气体压强变小，但是内的气体压强始终是气体压强减去中间那段水银柱高度，所以假设错误，也会体积增大，压强减小，故管内水银柱高度差变大，由于它们压强减小的绝对值一样，而气体原来压强比小，由玻意耳定律定律知，的压强变化的相对值大，故长度增长大于的增长。
4．【答案】 1：11
【解析】
[1]封闭气体初状态的温度
压强
气体末状态的温度
气体体积不变，由查理定律得
代入数据解得
[2]气体末状态的压强
气体温度不变，由玻意耳定律得
可得
排出气体与饭盒内剩余气体的质量比为
5．【答案】增大 增大
【解析】
略
6．【答案】127℃
【解析】
7．【答案】不漏气
【解析】
8．【答案】温度 反比 p1V1＝p2V2 质量 温度
【解析】
略
9．【答案】 ①. 90 ②. 17.4
【解析】
【详解】[1] 封闭气体压强为
[2] 在距管顶20cm处的A点，玻璃管出现了一个小孔， 设最终气柱长为 cm，气体的压强
根据玻意耳定律
则
解得
10．【答案】温度保持不变 反比 放出 C 增加
【解析】
[1] 玻意耳定律是在气体的温度保持不变的条件下得出的；
[2] 在温度保持不变的条件下，气体的压强与体积成反比；
[3]有热力学第一定律可知，此压缩过程中气体向外界放出了热量；
[4]
[5]在等圧変化的情况下，气体体积与温度成正比，故选C；
[6]随着气体温度的升高，气体的内能增加。
11．【答案】 (1). (2). 做正功 (3). 吸热
【解析】
【分析】
【详解】①[1]设U型管横截面积为S，右端与大气相通时左管中封闭气体压强为，右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为，气柱长度为，稳定后低压舱内的压强为．左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
①
其中
② ③ ④ ⑤
由几何关系得
⑥
联立①②③④⑤⑥式，代入数据得
⑦
②[2][3]气体膨胀对外做正功，温度不变则内能不变，由热力学第一定律可得气体吸收热量。
12．【答案】等压
【解析】设注射器内的压强为P，大气压强为P0，活塞横截面积为S，
活塞移动过程中速度缓慢，认为活塞处于平衡状态，则：
PS=P0S
即P=P0
即管内气体经历了一个等压的变化过程
13．【答案】温度降低，压强减小，内外压强差增大
【解析】【来源】2021届上海市嘉定区高三（下）第二次质量调研测试物理试题
[1]根据理想气体状态方程
火罐内气体体积不变时，温度降低，压强减小，内外压强差增大；
[2]以火罐内的气体为研究对象，初态有
，
当罐内温度降为室温时，压强为，温度为，由查理定律得
解得
14．【答案】 ①. 减小 ②. 减小
【解析】【分析】
【详解】[1]把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断减低，气体内能减小。
[2]气体等容变化并且温度不断降低，根据查理定律可推出气体的压强不断减小。
15．【答案】56
【解析】
根据玻意耳定律
所以
实验序号
1
2
3
4
5
封闭气柱长度L（cm）
12.00
11.00
10.00
9.00
8.00
封闭气柱压强p（）
1.01
1.09
1.19
1.33
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