2.2玻意耳定律 同步练习（word版含解析）

2.2玻意耳定律
一、选择题（共15题）
1．在两端开口的弯管中用两段水银柱封闭了一段空气柱，如图所示，若再往a管内注入少量水银，则（　　）
A．a、b水银面高度差将减小
B．a、b水银面高度差将大于c、d水银面高度差
C．b管水面上升的距离等于c管水面下降的距离
D．b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离
2．如图所示，两端封闭的形管中，初始时连接处有一段水银将气体分为、两部分，现打开阀门一段时间后关闭，期间无水银漏出，则关闭阀门后气体的体积相比初始时（　　）
A．增大 B．减小 C．不变 D．无法判断
3．如图所示是一定质量的理想气体从状态A经B至C的图线，则在此过程中（　　）
A．气体的内能改变 B．气体的体积增大
C．气体压强变大 D．气体温度降低
4．一个气泡由湖面下20m深处缓慢上升到湖面下10m深处，设湖中温度不变（水的密度ρ取，g取，大气压强），则气泡的体积约变为原来体积的（　　）
A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D．
5．一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强-体积（p-V）图上的两条曲线I和II表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线I上的两点，气体在状态a和b的压强分别，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线II上的两点，气体在状态c和d的压强分别，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。小张同学某次实验中作出的p-图线如图所示，关于图线弯曲的可能原因，下列说法错误的是（　　）
A．压强传感器与注射器的连接处漏气
B．未在注射器活塞上涂润滑油
C．未考虑注射器与压强传感器连接部位的气体体积
D．实验过程中用手握住了注射器前端
7．如图1、图2、图3所示，三根完全相同的玻璃管，上端开口，管内用相同长度的水银柱封闭着质量相等的同种气体．已知图1玻璃管沿倾角为的光滑斜面以某一初速度上滑，图2玻璃管由静止自由下落，图3玻璃管放在水平转台上开口向内做匀速圆周运动，设三根玻璃管内的气体长度分别为、、，则三个管内的气体长度关系是（ ）
A． B． C． D．
8．如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直均匀细管相通，细管上部封闭，并与压力传感器相接。洗衣缸进水时，细管中的空气被水封闭，随着洗衣缸中水面的上升，细管中的空气被压缩，当细管中空气压强达到一定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动控制进水量。已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为50cm，大气压强p0= 1.0×105Pa，水的密度ρ= 1.0×103kg/m3，重力加速度g= 10m/s2。某次洗衣选择的档位，当细管中空气压强达1.02×105Pa时压力传感器就会关闭洗衣机进水阀门，此时洗衣缸内水位高度约为（　　）
A．20cm B．21cm C．23cm D．24cm
9．新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K，向下压压杆A可向瓶内储气室充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K，消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为理想气体，充气和喷液过程中温度均保持不变，则下列说法正确的是（　　）
A．充气过程中储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加
B．喷液过程中，储气室内气体对外界做功并吸收热量
C．充气过程中，储气室内气体内能不变
D．喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均作用力增大
10．如图所示，有一重力可以忽略的薄壁小试管开口向下竖直地浮在很大的水银槽内，试管中有一长为h1的水银柱封住两段气体A、B，A、B气柱长分别为l1、l2，管内外水银面高度差为h2，在保持温度不变的情况下，下列说法错误的是（ ）
A．开始时h2一定等于h1
B．若外界大气压缓慢增加少许，则h2不变，l1变小，l2变小
C．若外界大气压缓慢增加少许，则h2变小，l1变大，l2变大
D．若用手轻按试管，使试管竖直向下移少许，则h2变大，l1变小，l2变小
11．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气 　　
A．体积不变，压强变小
B．体积变小，压强变大
C．体积不变，压强变大
D．体积变小，压强变小
12．在两端开口的弯管内用两段水柱封闭了一段空气柱，A、B、C、D 四个液面的位置关系如图所示。现将左侧试管底部的阀门 K 打开， 释放掉少量水后立刻关闭阀门，A、B、D 液面相对各自原来的位置下降的长度、和之间的大小关系为（　　）
A． B．
C． D．
13．如图所示是一定质量的某气体状态变化的p V图像，则下列说法正确的是（　　）
A．气体做的是等温变化
B．气体的压强从A到B一直减小
C．气体的体积从A到B一直增大
D．气体的三个状态参量一直都在变
14．下列说法正确的是
E．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
A．气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力
B．金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
C．单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的，非晶体是各向同性的
D．对一定质量的理想气体，在分子热运动的平均动能不变时，分子的平均距离减小则压强增大
15．如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞．将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，气体处于平衡状态．现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　）
A．气体的压强变大 B．气体的压强变小
C．气体的体积变大 D．气体的体积变小
二、填空题
16．在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强______（选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
17．活塞式抽气筒的原理如图所示，待抽容器B容积为3L，内部气压强为p0，若将它与容积为1L的抽气筒A相连，（设在工作时温度不变），抽气一次后B中压强变为______；抽气三次后B 中压强变为______。
18．如图所示，封闭端有一段长40的空气柱，左右两边水银柱的高度差是19，大气压强为76，要使两边管中的水银面一样高，需要再注入______长的水银柱。
19．如图所示，该装置是某医院内给病人输液的部分装置示意图，乙瓶内液体不断通过Q 管输入病人体内，刚开始输液时，甲、乙两瓶内药液量相等， 液面相平。过了一会儿，观察两个输液瓶的液面时（此时两个输液瓶内还有大量的溶液），会发现甲瓶液面_______乙瓶液面（填“高于”、 “低于”或“等于”）；输液管 Q 滴速______（填“逐渐增加”、 “逐渐减小”或“不变”）。
三、综合题
20．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，为了使两管内水银面一样高，则
（1）右管应向上还是向下移动？
（2）两边液面相平时，气柱长度为多少？
（3）右管管口移动的距离是多少？
21．如图，某压缩式喷雾器储液桶的容量是，往桶内倒入的药液后开始打气，打气过程中药液不会向外喷出.如果每次能打进空气，则：
（1）要使喷雾器内空气的压强达到4，应打气几次？
（2）将桶内药液打完，喷雾器内空气的压强应达到多大？
（3）若喷雾器内空气的压强达到4，这个压强能否使喷雾器内的药液全部喷完？（设大气压强为1）
22．如图所示，A、B、C三段粗细相同且均匀、底部连通的玻璃管竖直放置，A管上端封闭，B管上端开口，C管中有活塞与管内壁气密性好，管内有水银，A管中水银液面比B管中水银液面低h=5cm，C管中水银液面比A管中水银液面低h=5cm，A管和C管中封闭气柱长均为8.5cm，大气压强为75cmHg，将活塞缓慢向下压，使A、B管中水银液面高度差变为10cm，求：（下列计算结果均保留两位有效数字）
（1）C管中水银液面下降的高度；
（2）活塞向下移动的距离。
23．某同学设计了一个活塞式抽气机对容积为V0的容器进行抽气，如图所示，a、b为单向阀门，容器内的初始压强为大气压强p0，活塞式抽气机的容积为V0，活塞的横截面积为S，不计活塞的重力，抽气过程中气体温度不变。
（i）对于第一次抽气，活塞上提，求手对活塞的最大拉力；
（ii）求抽气10次后，容器中剩余气体的压强为多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】
AB．向a管注入水后，封闭气体压强变大，气体体积减小，a、b两液面高度差以及c、d液面高度差都变大；由p=p0+h可知ab水银面高度差等于cd水银面高度差，故AB错误；
CD．向a管注入水后，b管水银面上升，c管水银面下降，因封闭气体压强变大，气体体积减小，所以b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离，故C错误，D正确。
故选D。
2．D
【详解】
由于无法判断初始时A部分的气体压强和管外大气压强的关系，因此打开阀门一段时间后关闭，气体A的压强可能变大、可能减小也可能不变，所以气体B的体积可能不变、可能减小或增大。
故选D。
3．C
【详解】
AD．由图像知，这条线为等温线，即，所以气体内能相同，AD错误；
B．由图像知，所以，即气体的体积减小，B错误；
C．由图像知，所以气体压强变大，C正确。
故选C。
4．C
【详解】
设气泡的体积分别为，初态时气泡的压强
在10m深处时气泡的压强
根据玻意耳定律得
解得
体积应变为原来的1.5倍。
故选C。
5．B
【详解】
A．根据理想气体的气态方程，及曲线均为反比例函数曲线的一部分，可得曲线I为等温变化，故可得a、b两点的温度相同，A错误；
B．根据理想气体的气态方程，a到c为等压变化，即有
B正确；
C．根据理想气体的气态方程，由图像可知
又
故
C错误；
D．根据理想气体的气态方程，由图像可知
又
故
D错误。
故选B。
6．D
【详解】
ABC．当增大时，V减小，p增加的程度不是线性关系，当斜率减小，压强增加程度减小，导致这一现象的原因是注射器存在漏气现象，为在注射器活塞上涂润滑油会导致漏气，当压强增加后，连接部分的气体体积也减小，但连接部分体积未变，则注射器中一小部分气体进入连接部分，也相当于注射器漏气，故ABC正确，不符合题意；
D．实验过程中用手握住注射器前端，会导致注射器中气体温度升高，则图像的斜率会增大，故D错误，符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
设大气压强为，对图1中的玻璃管，它沿斜面向上做匀减速直线运动，设加速度大小为，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得
以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有
联立解得
对图2中玻璃管，它沿斜面向下做匀加速直线运动，设其加速度大小为，以水银柱为研究对象，根据牛顿第二定律得
以水银柱和玻璃管为整体，据牛顿第二定律有
联立解得
对图3中的玻璃管，它在水平转台上做匀速圆周运动，以水银柱为研究对象得
则
综上可得
根据玻意耳定律
得
故B项正确，ACD三项错误。
故选B。
8．B
【详解】
以细管内封闭气体为研究对象，开始时压强为p0= 1.0×105Pa，体积，压缩后，气体压强p1= 1.02×105Pa，体积为，由玻意耳定律
解得
即细管内液面离地
由平衡条件
其中，h2为缸中液面和空气柱内液面高度差，解得
综上，洗衣缸内水位高度约为
故选B。
9．B
【详解】
A．充气过程中储气室内气体分子数增多，但是充气过程中气体温度保持不变，则分子运动剧烈程度不变，所以A错误；
B．喷液过程中，储气室内气体对外界做功，喷液过程中温度保持不变，则气体的内能保持不变 ，根据热力学第一定律
可知 ，则气体吸收热量，所以B正确；
C．充气过程中，储气室内气体内能增大，因为气体的质量增大，分子数增大，总动能增大，则内能增大，所以C错误；
D．喷液过程中，根据等温变化，可知气体的体积增大，压强减小，则储气室内气体分子对器壁单位面积的平均作用力减小，所以D错误；
故选B。
10．C
【详解】
ABC．分析两段气柱的压强变化，气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律判断l1、l2的长度变化。薄壁小试管的质量可以不计，则由
ρgh1S=ρgh2S
知
h1=h2
B中气体压强等于
p1+ρgh1=p0+ρgh2
所以A中气体压强等于大气压强，当外界大气压缓慢增加少许时，A、B中的气体压强增大，根据玻意耳定律，体积减小，l1变小，l2变小；由于h1=h2，即h2不变，AB正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．用手轻按试管，相当于施加一向下的力，A、B中气体压强均增大，l1变小，l2变小
p2=p0+ρgh2
变大，h2变大，D项正确，不符合题意；
故选C。
11．B
【详解】
试题分析：由于气体温度不变，属于等温变化，水位升高，封闭气体的体积减小，根据理想气体状态方程（C为定值），压强增大，故B正确．
12．B
【详解】
释放掉少量水后立刻关闭阀门，空气柱长度增大，压强减小，C液面上升，B液面下降，A液面下降，AB之间液面高度差减小，A相对于底面压强最大；BC段内压强减小，C液面上升，D液面下降，如果C液面上升的高度大于B液面下降的高度，则BC段的体积将减小，压强将增大，这是不可能的，所以A下降的最大，其次是B，D液面下降的高度最小，即，故B正确，ACD错误。
故选B。
13．BCD
【详解】
A．一定质量的气体的等温过程的p -V图像即等温线是双曲线中的一支，显然题图所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化过程，选项A错误；
BC．从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体积V在不断增大，选项B、C正确；
D．又因为该过程不是等温变化过程，所以气体的三个状态参量一直都在变化，选项D正确。
故选BCD。
14．ADE
【详解】
试题分析：根据压强的定义得压强等于作用力比上受力面积，即气体对器壁的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力，A正确；玻璃是非晶体，B错误；多晶体的物理性质是各向同性，C错误；分子的平均距离减小，即体积减小，所以压强一定增大，D正确；定质量的理想气体分子个数不变，分子势能不计，所以其的内能由所有分子的动能决定，也即与分子的平均动能有关，所以温度越高，则内能越大，E正确．
15．AD
【详解】
对活塞受力分析可知，开始时，封闭气体的压强
而汽缸向右倾斜90°后
故
由于温度不变，由玻意耳定律知
故选AD。
16． 小于 不变
【详解】
机场地面温度与高空客舱温度相同，由题意知瓶内气体体积变小，以瓶内气体为研究对象，根据理想气体状态方程
故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强；
由于温度是平均动能的标志，气体的平均动能只与温度有关，机场地面温度与高空客舱温度相同，故从高空客舱到机场地面，瓶内气体的分子平均动能不变。
17．
【详解】
第一次抽气后，根据波意耳定律可得
所以
抽气两次后
抽气三次后
所以
18．39
【详解】
封闭气体等温变化，初态
末态
由玻意耳定律得
解得
需再注入的水银柱长
19． 低于 不变
【详解】
读图分析该装置的工作过程可知，药液从乙瓶中流下，乙瓶中被封闭的空气体积增大，压强下降，甲瓶中空气将甲瓶中药液压入乙瓶补充，使乙瓶液面保持不变。药液从甲瓶中流至乙瓶后，甲瓶中空气部分的体积增大，压强下降，大气压将外界空气压入甲瓶，甲瓶中液面下降。液体如此流动，直到甲瓶中的药液全部流完，这时甲瓶中空气与外界直接连通，连接甲乙两瓶的管子相当于甲瓶当初的进气管。因此，在输液开始后不久，乙瓶中的液面便会始终高于甲瓶中的液面。
[2]由于乙瓶液面保持不变，压强不变，输液管 Q 滴速不变。
20．(1)向下移动；(2)24cm；(3)23cm
【详解】
(1)刚开始左侧气柱压强为
两管内水银面一样高时气柱压强为
故气柱压强减小，由
可知，气柱体积应增大，右管应向下移动。
(2)初末状态气柱的体积分别为
，
由波意耳定律可得
代入数据解得
(3)右管管口移动的距离为
21．（1）18次；（2）3.8；（3）能
【详解】
（1）根据玻意耳定律
， ，
代入数据解得
次
（2）根据玻意耳定律
，
代入数据解得
（3）由于，所以能全部喷完。
22．（1）6.0cm；（2）7.0cm
【详解】
（1）设玻璃管横截面积为S。初状态，A中气体压强
A中气体体积为
将活塞缓慢向下压，使A、B管中水银液面高度差变为10cm，则末状态A中气体压强为
根据玻意耳定律得
解得
C中液面下降的距离等于AB中液面上升距离之和，因此C管中水银液面下降的距离为
（2）C中气体，初状态压强为
体积为
末状态压强为
其中为B管中液面上升高度，根据（1）得
解得
根据玻意耳定律得
解得
则活塞移动的距离为
23．（i）；（ⅱ）
【详解】
（i）当活塞下压时，阀门a关闭，b打开，右侧抽气机气缸中体积的气体排出。对于第一次抽气，活塞上提，容器中气体均匀分散到抽气机容器和容器中，气体压强降为p1，根据玻意耳定律有
解得
根据平衡条件得
（ⅱ）对于第二次抽气，活塞上提，容器中气体均匀分散到抽气机容器和容器中，气体压强降为p2，根据玻意耳定律有
解得
以此类推，第10次抽气后容器中气体压强为
答案第1页，共2页