物理选择性必修 第三册2.2 玻意耳定律同步达标检测题

【特供】第2节玻意耳定律-1优选练习

一．填空题

1．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__________。

2．如图所示，左边的体积是右边的4倍，两边充以同种气体，温度分别为20 ℃和10 ℃，此时连接两容器的细玻璃管的水银柱保持静止，如果容器两边的气体温度各升高10 ℃，忽略水银柱及容器的膨胀，则水银柱将______（向左．向右）移动。

3．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”）。   

4．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’=___。

5．一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0℃升高到10℃时，其压强的增加量为，当它由100℃升高到110℃时，其压强的增加量为，则与之比为________。

6．当大气压强为76cmHg时，如图中四种情况下(图3中h=10 cm)被水银封闭气体的压强分别为：

（1）________cmHg；（2）________cmHg；（3）________cmHg；

（4）________cmHg

7．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__________.

8．如图所示，质量为m．横截面积为S．管壁厚度不计的玻璃管，一端插入水银槽中，另一端用细绳悬挂于天花板，槽中水银面比管内水银面高h．根据关系式________________，可以计算出细绳对玻璃管的拉力F=______________。（已知大气压强为P0，水银密度为ρ，重力加速度为g）

9．如图一端封闭．粗细均匀的玻璃管开口向下竖直放置，已知管长80cm离管口35cm处有一开口可与外界连通的小阀门K，K关闭时，管内有总长60cm的水银柱，下端恰好与管口齐平。现打开阀门K，使开口处与外界连通，外界大气压为75cmHg。则重新平衡后，管内剩余水银柱的长度为_________cm，封闭端空气柱的长度为_________cm。

10．如图，水平地面上放置两个完全相同的气缸和活塞，活塞上各放一个质量为m的物块。活塞光滑，横截面积为S，离气缸底部距离均为l。右边气缸底部有一个杂物A，此时两个气缸都处于静止。气缸开口向上且足够高，活塞质量不计。现都取走物块，待活塞重新静止，设气体温度保持不变，外界大气压为p0，重力加速度为g，则左边活塞移动的距离为____________，右边活塞移动的距离__________ （选填“大于”．“等于”或“小于”）左侧活塞移动的距离。

11．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）。

12．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”）

13．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：______。

14．（1）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B再变化到状态C，其变化过程的V-T图像如图所示，BC的反向延长线通过坐标原点O。已知该气体在状态A时的压强为1.5×105Pa，则该气体在状态C时的压强为__________Pa；该气体从状态A到状态C的过程中吸收的热量为__________J。

15．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__________。

参考答案与试题解析

1．【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。

2．【答案】向左

【解析】

设左边的容器体积为，初始的压强为，右边容器的体积为，初始的压强为，所装气体的温度分别为293K和283K，当温度升高时，左边的压强由增至，则

左边的压强由增至，则

由查理定律得

因为，所以，即水银柱向左移。

3．【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。

4．【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；

5．【答案】

【解析】

一定质量的气体在体积不变的情况下

温度由0℃升高到10℃和由100℃升高到110℃时相同，所以相同，即与之比为。

6．【答案】76    70.8    66    56   

【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）[1]水银柱受两侧气体的压力而平衡，故：

p1=p0=76cmHg

（2）[2]气体压强为：

（3）[3]气体压强为：

p3 =76cmHg-10cmHg=66cmHg

（4）[4]根据等压面原理可知，气体压强为：

p4= 76cmHg-20cmHg=56cmHg

7．【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】

8．【答案】F+(p0+ρgh)S=mg+p0S    mg-ρghS   

【解析】

[1]设封闭气体的压强为p，则有

p=p0+ρgh

以玻璃管为研究对象，根据平衡条件可得

F+pS=mg+p0S

即

F+(p0+ρgh)S=mg+p0S

[2]有上式整理得

F=mg-ρghS

9．【答案】25    6   

【解析】

【分析】

【详解】

[1][2]K关闭时，对封闭气体进行研究，其压强为

p1=75-60=15cmHg

此时，管内空气的长度为

L1=80-60=20cm

打开K后，开关K以下部分水银漏出，管内残留的汞柱的长度为

h=60-35=25cm

此时封闭气体的压强为

p2=75-25=50cmHg

由于压强增大，体积将减小，K以上部分水银向上移，设封闭气柱长度为L2；整个过程为等温变化，设玻璃管的横截面积为S，由玻意耳定律有

P1L1S=P2L2S

解得管内气柱长度为

L2=6cm

10．【答案】    小于   

【解析】

[1]初始状态下两气缸中气体的压强均为

   ①

活塞重新静止后两气缸中气体的压强均为p0，设左边活塞移动的距离为，则根据玻意耳定律可得

②

联立①②解得

③

[2]设右边气缸中杂物A的体积为V0，右边活塞移动的距离为，则根据玻意耳定律有

④

联立①④解得

⑤

故。

11．【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

12．【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。

13．【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。

14．【答案】1.0×105    100   

【解析】

[1][2]气体从状态A到状态B，发生的是等容变化，由查理定律得

解得在状态B时的压强为

pB=1.0×105Pa

气体从状态B到状态C，发生是等压变化，有

pC=pB=1.0×105Pa

由于状态A与状态C的温度相同，所以该气体从状态A到状态C的过程中，内能变化量

气体从状态A到状态B不做功，从状态B到状态C的过程中气体对外做功，做功大小为

由热力学第一定律

知整个过程中吸收的热量为

Q=100J

15．【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