2019—2020学年高中物理沪科版选修3-3：2.2玻意耳定律 课时作业5（解析版）

2.2玻意耳定律
课时作业（解析版)
1．如图所示，两球形容器A、B用水平细玻璃管相连，A的体积是B的10倍，A的温度为20℃，B的温度为10℃，细管中汞柱恰静止在正中间，如果使两边气体温度各升高10℃，则细管中汞柱将（
）．
A．向右移动
B．向左移动
C．保持不动
D．无法判断
2．在图所示气缸中，上下活塞面积分别为、，且，活塞A、B之间用细杆相连，气缸内有一定量的理想气体．当活塞A上方的容器内装满小铁球时活塞处于静止状态．现从容器中取出几个铁球，温度保持不变，待活塞重新稳定后（
）．
A．活塞向上移动了一段距离
B．活塞向下移动了一段距离
C．密闭气体体积增大
D．密闭气体压强减小
3．如图所示，一端开口的玻璃管内用汞柱封住了一段空气柱，当开口向下竖直放置时，下汞面恰与管口相平．现使玻璃管在竖直平面内转过30°角，则（
）．
A．被封闭的气体压强增大，空气柱的长度缩短
B．被封闭的气体压强增大，部分汞流出
C．被封闭的气体压强减小，空气柱的长度增大，部分汞流出
D．被封闭的气体压强减小，空气柱的长度缩短
4．如图所示，把装有气体的上端封闭的玻璃管竖直插入水银槽内，管内水银面与槽内水银面的高度差为h，当玻璃管缓慢竖直向下插入一些，问h怎样变化？气体体积怎样变化？()
A．变小，变小
B．变大，变小
C．不变，不变
D．变大，变小
5．如图所示,粗细均匀的
U
形管竖直放置,管内有水银柱封住一段空气柱,如果沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉,保持弯曲部分管子位置不动,则封闭在管内的空气柱将(
)
A．体积不变
B．体积变大
C．压强变大
D．压强不变
6．喷雾器内有10
L的农药水，利用打气筒打气使上部封闭有2atm的空气3L．现打开喷雾阀门，对果树喷洒药水，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀．当上部封闭的空气压强变为1.2atm时，喷雾器内剩下农药水的体积为________．（填选项前的编号）
A．8L
B．7L
C．5L
D．2L
7．如图，开口向下的玻璃管竖直插在水印漕中，管内封闭了一定质量的气体，管内液面高与水印漕中液面。保持气体温度不变，缓慢的将玻璃管向下压。能描述该过程中管内气体变化的图像是（箭头表示状态变化的方向）（
）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，两个相同的盛水容器，密闭时装有相同水位的水．现在它们顶部各插有一根两端开口的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方．若打开容器底部的阀门，两个容器中均有水流出，以下说法中正确的是（
）．
A．甲中水面下降的速度越来越快
B．乙中水面下降的速度越来越慢
C．甲中水先放完
D．乙中水先放完
9．下列说法正确的是
。
A．一定质量的理想气体温度不变，若从外界吸收热量，则气体体积一定增大
B．一切自发的宏观过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行
C．分子动能是由于物体机械运动而使内部分子具有的能
D．较大的颗粒不做布朗运动是因为液体温度太低，液体分子不做热运动
E.分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小
10．某同学用“用DIS研究气体的压强与体积的关系”，做了两次实验，操作完全正确，在同一图上得到了两条不同的直线，造成这种情况的可能原因是
(
)
A．两次实验中温度不同
B．两次实验中空气质量不同
C．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强的数据不同
D．两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积的数据不同
11．如图所示，两端开口足够长的U形玻璃管内装有水银，右管中有一段10cm的空气柱，被6cm长的一段水银柱所封闭，大气压强为75cmHg．今在右管中再灌入9cm水银柱，则此时密闭气体的压强为_____cmHg，左管内水银面上升_____cm。
12．气压式保温瓶内密封空气体积为V，瓶内水面与出水口的高度差为h，如图所示．设水的密度为，大气压强为，欲使水从出水口流出，瓶内空气压缩量至少为_________．
13．“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中应保持不变的参量是__________；所研究的对象是_________；它的体积可用_________直接读出，它的压强是由图中__________________、__________________得到．
14．如图所示是农业上常用的农药喷雾器的原理示意图，喷雾器内有13L药液，上部封闭有latm的空气2L。关闭喷雾阀门，打气筒每次可以打进1atm、200cm3的空气，（设外界环境温度一定，忽略打气和喷药过程气体温度的变化，空气可看作理想气体）求：
(1)要使喷雾器内气体压强增大到2atm，打气筒应打气的次数n；
(2)若压强达到2atm时停止打气，并开始向外喷药，保持喷雾口与筒内液面相平，那么当喷雾器不能再向外喷药时，桶内剩下的药液的体积。
15．一氧气瓶的容积为0.08m3，开始时瓶中氧气的压强为20个大气压，某实验室每天消耗1个大气压的氧气0.30m3，当氧气瓶中的压强降低到2个大气压时，需重新充气。若氧气的温度保持不变，求这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用多少天？
参考答案
1．B
【解析】
假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为293K和283K，当温度升高△T时，左边的压强由p1增至p'1，
边的压强由p2增至p′2
由查理定律得
因为p2=p1，所以
即水银柱应向左移动，故B正确。
故选B。
2．A
【解析】
设小铁球和两个活塞的质量M，则根据它们处于平衡状态有
当取下几个铁球后，M减小，大气压强不变，因此活塞将向上移动，体积将减小，由于气体等温变化，因此体积减小，压强增大，故A正确。
故选A。
3．A
【解析】
设水银柱长度为h，大气压为p0，空气柱的长度为L，横截面积为S，开口向下竖直放置时，
玻璃管绕管口转过角，
，
可知
因温度不变，由玻意尔定律得，因，所以，即
故选A。
4．A
【解析】
假设法：问h怎样改变，实际上就是问被封闭气体压强怎样改变．设被封闭气体压强为p，则p=p0-h，假设h不变（如图中虚线所示），据题意，管下插过程中，气体体积将减小，可知压强增大，显然h减小，即管内水银面下降，此时气体压强增大，故气体体积将减小；
极限法：设想把管压得较深，可直观判断V减小，p增大，故h减小，气体体积也减小。
A．变小，变小，与结论相符，选项A正确；
B．变大，变小，与结论不相符，选项B错误；
C．不变，不变，与结论不相符，选项C错误；
D．变大，变小，与结论不相符，选项D错误；
5．C
【解析】
设玻璃管两侧水银面高度差是h，大气压为p0，封闭气体压强
p=p0-h
沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉，h变小，封闭气体压强
p=p0-h
变大，气体温度不变，压强变大，由玻意耳定律可知，封闭气体体积变小。
AB.体积变小，故AB错误。
CD.
压强变大，故C正确D错误。
6．A
【解析】
已知气体体积初状态：
p1=2atm，V1=3L
末状态：
p2=1.2atm
气体体积为V2，气体为等温变化，由波意耳定律知：
p1V1=p2V2
代入数据解得：
V2=5L
气体体积增加了2L，即液体体积减少了2L，喷雾器内剩下农药水的体积为8L．
A．8L，与计算结果相符，故A正确；
B．7L，与计算结果不符，故A错误；
C．5L，与计算结果不符，故A错误；
D．2L，与计算结果不符，故A错误．
7．A
【解析】
ABCD．根据理想气体状态方程：，对于一定量的理想气态在温度不变时有pV为常数，由数学知识知p-V图线为双曲线，缓慢的将玻璃管向下压，则封闭气体体积减小，故对应图象为A；故A项正确，B、C、D项错误.
8．BD
【解析】
AB．液体流速取决与管口与液面的压强差，甲图中压强差等于玻璃管底部与容器底部的高度差，故开始时液体流速不变，类似输液器；液体流速取决与管口与液面的压强差，乙图中随着液面与容器底部高度差的减小，流水逐渐变慢，日常生活中有类似经验，选项A错误，B正确。
CD．由以上分析可知，乙中水先放完，选项C错误，D正确；
故选BD。
9．ABE
【解析】
本题考查热力学的相关知识。
【详解】
A.一定质量的理想气体温度不变，内能不变，若从外界吸收热量，则气体对外做功，则气体体积一定增大，故A正确。
B.
根据热力学第二定律可知，一切自发的宏观过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故B正确。
C.
微观分子的动能与宏观物体机械运动无关，故C错误。
D.液体中较大的悬浮颗粒不做布朗运动的原因是大颗粒容易受力平衡，布朗运动不明显，故D错误。
E.分子间的引力与斥力都随分子间距离的增大而减小，故E正确。
故选ABE。
10．AB
【解析】
AB.由图象可知，p与成正比，则p与V成反比，即
pV=C
C是常数；由玻意耳定律可知，对一定量的气体，在温度不变时，压强与体积成反比，p与成正比；气体质量与温度相同时，不同状态下气体的p与所对应的点在同一直线上，当气体质量相同而温度不同或气体温度相同而质量不同时，气体的p与所对应的点不在同一直线上，故AB正确。
CD.
由以上分析可知：两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强或体积的数据不同，仍为同一直线，故CD错误。
11．90
4.5
【解析】
考查理想气体的等温变化。
【详解】
[1]．设玻璃管横截面积为S，由题意可知，封闭气体压强：
[2]．由玻意耳定律得：
即：
解得：
空气柱长度减少
10cm﹣9cm＝1cm
左管水银面上升：
＝4.5cm。
12．
【解析】
[1]忽略瓶中气体温度的变化，瓶内气体发生等温变化，由玻意耳定律得：
，，，代入解得：
瓶内空气压缩量为：
解得：
13．温度
注射器内气体
注射器刻度
压强传感器
数据采集器
【解析】
[1]该实验研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，故不变的量为温度；
[2]研究对象为注射器内的气体；
[3]它的体积可以从注射器刻度直接读出；
[4]压强可以由压强传感器、数据采集器读出。
14．(1)10；(2)11L
【解析】
(1)设应打气n次，则有
p1=latm，V1=200cm3·n+2L=0.2nL+2L，
p2=2atm，V2=2L，
根据玻意耳定律得
p1V1=p2V2
解得n=10
(2)由题意可知，，，
根据玻意耳定律得
解得
剩下的药液
V=15L-4L=11L
15．4天
【解析】
设氧气开始时的压强为，体积为，压强变为（2个大气压）时，体积为。根据玻意耳定律得
①
重新充气前，用去的氧气在压强下的体积为
②
设用去的氧气在（1个大气压）压强下的体积为，则有
③
设实验室每天用去的氧气在下的体积为，则氧气可用的天数为
④
联立①②③④式，并代入数据得
N=4.8天
故这瓶氧气重新充气前可供该实验室使用4天。