物理选择性必修 第三册2.2 玻意耳定律同步训练题

【特供】第2节玻意耳定律-1课堂练习

一．填空题

1．一定质量的某种气体发生等温变化时，若体积增大了n倍，则压强变为原来的______。

2．验证查理定律的实验装置如图所示,在这个实验中测得压强和温度的数据中,必须测出的一组数据是_________和______.首先要在环境温度条件下调节A．B管中水银面_______________,此时烧瓶中空气压强为____________.再把烧瓶放进盛着冰水混合物的容器里,瓶中空气温度下降至冰水混合物的温度一样,此时烧瓶中空气温度为_________K,B中水银面将_____________________,再将A管_________,使B管中水银___________面____________,这时瓶内空气压强等于__________.

3．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”)

4．若一定质量的理想气体分別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”．“减少”或“不变”）。   

5．一个容积为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)。

6．某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律：

(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的____；

A.用橡胶塞密封注射器的下端

B.用游标卡尺测量柱塞的直径

C.读取压力表上显示的气压值

D.读取刻度尺上显示的空气柱长度

(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是____；

(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是____。

A.      B.     C.     D.

7．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”）。

8．一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_______；

9．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

10．某同学利用图（a）装置验证玻意耳定律：粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭，内有封闭气体，B管上端开口。上．下移动B管时，需保持_______________不变，气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面的高度差h．测得一系列数据后，以h为纵坐标，得到如图（b）所示的函数图像，则图像的横坐标为_________________；图线与h轴交点的物理含义是__________。

11．等容变化：一定质量的某种气体，在______不变时，压强随温度变化的过程。

12．一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_________

13．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。

14．一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”）。

15．如图所示，一个具有均匀横截面积的不导热的封闭容器，被一 个不导热活塞分成 A．B 两部分。A．B 中充有同种理想气体，活塞 可无摩擦地左右移动。开始时 A．B 的体积分别为 VA＝2V，VB＝V，温度为 TA=2T 和 TB=T，两边压强均为 p，活塞处于平衡状态。现用某种方法 使活塞能导热而发生移动，最后两部分气体温度相同。两边的压强仍为 p， 则最终状态时，A．B 两部分气体体积之比_____，最终状态时，A．B 两部分气体的温度 T’=___。

16．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）。

17．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______。

18．如图所示，气缸固定于水平面，用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体，活塞与缸壁间摩擦不计。当气体温度为27℃时，活塞在F=40N．方向向右的外力作用下保持静止，封闭气体的压强为___________Pa；若保持活塞不动，将气体温度升至87℃，则此时F的大小变为___________N。（大气压强为1.0×105Pa）

参考答案与试题解析

1．【答案】

【解析】

略

2．【答案】当时的大气压,温度,等高,大气压,273,上移,下降,回复到原来的位置,大气压强减去A．B管中水银面高度差

【解析】

3．【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，

4．【答案】    (1). C    (2). 增加

【解析】试题分析：根据理想气体状态方程（恒量），可知等压变化应是为常量的变化，由图可知C正确。

理想气体的内能，仅指分子平均动能，由图可知从1态到2态温度升高，故气体的内能增加。

考点：本题考查了理想气体状态方程．理想气体的内能。

5．【答案】12.5cm

【解析】

6．【答案】    (1). B    (2). 尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变    (3). C

【解析】

【详解】(1)[1] A.用橡胶塞密封注射器的下端，是为了封住一定量的气体，故A是必要的，不符合题意；

B．没有必要测量柱塞的直径，由于整个过程中，截面不变，知道长度就可以，列方程时，两边把截面可以消掉，故B没必要，符合题意；

C．读取压力表上显示的气压值，知道初末状态的气压值，故C是必要的，不符合题意；

D．读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示空气的体积，故D是必要的，不符合题意。

故选B。

(2)[2]尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变。

(3)[3]图象中直线比曲线直观，在等温变化中，P与 成正比，因此画P—图象，应是一条过坐标原点的直线，故C正确，ABD错误。

故选C。

7．【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；

8．【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

9．【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

10．【答案】温度        大气压强p0的相反数   

【解析】【来源】2020届上海市虹口区高三（下）二模物理试题

【分析】

【详解】

[1]．由于要验证玻意耳定律，则上．下移动B管时，需保持温度不变；

[2][3]．对A中的气体，若满足玻意耳定律，则

解得

则以h为纵坐标，得到如图（b）所示的函数图像，则图像的横坐标为；图线与h轴交点的物理含义是-p0，即大气压强p0的相反数。

11．【答案】体积

【解析】

略

12．【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

13．【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

14．【答案】增大    增大   

【解析】

略

15．【答案】1：1    T   

【解析】【来源】新疆乌鲁木齐市第一中学2019-2020学年高二（下）期中物理试题

【分析】

【详解】

[1][2]．气体的状态参量：VA=2V．VB=V，VB′=3V-VA′，初状态温度为：TA=2T，TB=T

气体发生等压变化，由盖吕萨克定律得：
对A气体

即

    ①

对B气体

即

    ②

由①②解得

则

VA′：VB′=1：1；

16．【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

17．【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

18．【答案】0.8×105    8   

【解析】

[1]设大气压强为p0=1.0×105Pa，被封闭气体的压强为p1，横截面积为S=20cm2=2.0×10-3m2，活塞保持静止，活塞受力平衡，则

p1S=p0S-F

代入数据解得

[2]保持活塞不动，故为等容变化，初态压强：p1=0.8×105Pa，初态温度：T1=（27+273）K=300K，末态压强：p2；末态温度：T2=（87+273）K=360K，根据查理定律可得

根据平衡可得

p2S=p0S-F1

联立以上解得

F=8N