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4（解析版）

2.2玻意耳定律
课时作业（解析版)
1．一定质量的气体在恒温下体积膨胀为原来的10倍．下面情况将伴随发生的是（
）
A．气体的分子数增加为原来的10倍
B．气体分子的平均速率减小10倍
C．容器壁单位面积所受气体分子平均作用力减小为原来的
D．气体分子的密度保持不变
2．人们常常用充气泵为金鱼缸内的水补充氧气，图中所示为充气泵气室的工作原理图．设大气压强为，气室中的气体压强为p，空气通过单向阀门、与空气导管相连接，下列选项中正确的是（
）
A．当橡皮碗被拉伸时，，关闭，开通
B．当橡皮碗被拉伸时，，关闭，开通
C．当橡皮碗被压缩时，，关闭，开通
D．当橡皮碗被压缩时，，关闭，开通
3．下列四种图线是不同条件下理想气体的密度随压强p变化的情况，则属等温变化的是（
）．
A．
B．C．
D．
4．如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，管内由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．体积变小
B．体积变大
C．压强变小
D．压强不变
5．在做托里拆利管实验时，若大气压强为，留在管内汞柱的高度为，则管内顶端封闭部分气体的压强为（
）．
A．0
B．
C．
D．
6．关于气体的压强，下列说法中错误的是（
）．
A．一定质量的气体，温度不变压强一定不变
B．气体压强是由于气体分子对器壁的碰撞造成的
C．在国际单位制中，压强的单位是帕
D．气体的压强可以用压强计来测定
7．内部有空气和水的易形变的塑料瓶，瓶颈浸没在一盛水的宽敞大水槽中，如图所示，在下列情况中瓶内的水面情况是（
）．
A．若捏A处，水面将下降；若捏B处，水面将上升
B．若捏A处，水面将下降；若捏B处，水面将保持不变
C．若捏A处，水面将下降；若捏B处，水面也下降
D．若捏A处，水面将上升；若捏B处，水面也上升
8．如图所示，将一只倒置的试管竖直地插入容器内，试管内原有的空气被压缩，此时试管内外水面的高度差为h，若使试管插入水中的深度增大一些，则试管内外水面的高度差和管内的空气柱长度将（
）．
A．都增大
B．都减少
C．增加、减小
D．减小、增加
9．如图实验装置，左右两管汞面一样高，左、右两管的汞面分别在管壁A点和B点位置，两管下面用橡皮管连接，则下列说法中正确的是（　　）
A．在右管向上提的过程中，右管汞面将高于管壁B点
B．在右管向上提的过程中，左管汞面将低于管壁A点
C．在右管向下移的过程中，右管汞面将低于管壁B点
D．在右管向下移的过程中，左管汞面将低于管壁A点
10．一端开口、另一端封闭的玻璃管内用汞封住一定质量的气体．保持温度不变，将管子以封闭端为圆心，从水平位置逆时针转到开口向上的竖直位置过程中，如图所示，正确描述气体状态变化的图像是（
）．
A．
B．
C．
D．
11．如图所示，用软硅胶杯盖将空气密封在玻璃杯中，杯中气体压强等于大气压强p0、体积为V0。已知杯盖质量为m，杯子和水的总质量为M，杯口横截面积为S，若将整个杯子提起，加在杯盖上的力至少为______；提起不动时，杯盖有形变，设杯中气体温度不变，则杯中气体体积为______。
12．1
mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4
L．试估算温度为０℃，压强为2个标准大气压时单位体积内气体分子数目为
（结果保留两位有效数字）．
13．一定质量理想气体经历某种状态变化，图线①表示变化过程中的p﹣T关系，图线②表示变化过程中的V﹣T关系，则此变化过程气体遵循__定律（填写气体实验定律的名称）。当这部分气体经过其他变化到达某一状态时，压强为1.5p0，体积为2V0时，则气体的热力学温度为__K。
14．某物理社团受“蛟龙号”的启发，设计了一个测定水深的深度计。如图，导热性能良好的气缸I、II内径相同，长度均为L，内部分别有轻质薄活塞A、B，活塞密封性良好且可无摩擦左右滑动，气缸I左端开口。外界大气压强为p0，气缸I内通过A封有压强为p0的气体，气缸II内通过B封有压强为2p0的气体，一细管连通两气缸，初始状态A、B均位于气缸最左端．该装置放入水下后，通过A向右移动的距离可测定水的深度。已知p0相当于10
m高的水产生的压强，不计水温变化，被封闭气体视为理想气体，求：
(i)当A向右移动时，水的深度h；
(ii)该深度计能测量的最大水深hm。
15．一粗细均匀的U形细玻璃管始终竖直放置，如图所示，管竖直部分长为L1=60cm，水平部分长d=12cm，大气压强P0=76cmHg。U形管左端封闭，初始时刻右端开口，左管内有一段h=6cm长的水银柱封住了长为L2=40cm的理想气体。现在把光滑活塞从右侧管口缓慢推入U形管（不漏气），此过程左侧水银往上升了h1=5cm，求：
(1)左侧管内上端封闭气休末状态的压强；
(2)活塞下降的距离。
参考答案
1．C
【解析】
AD.由于气体质量不变，故膨胀时气体分子数不变，密度变小，AD错误；
B.气体等温膨胀，故气体分子平均动能没变，B错误；
C.由波意耳定律，气体压强减小为原来的，故容器壁单位面积所受气体分子平均作用力减小为原来的；
故选C。
2．C
【解析】
AB.由图示可知，当橡皮碗被拉伸时，气室内的气体体积变大，气体温度不变，由玻意耳定律可知，气体压强变小，小于大气压，即p＜p0，阀门S1开通，S2闭合，故A错误，B正确；
CD.由图示可知，当橡皮碗被压缩时，气室内气体体积变小，气体温度不变，由玻意耳定律可知，气体压强变大，大于大气压，即p＞p0，阀门S1关闭，S2开通，故C正确，D错误；
故选BC.
3．A
【解析】
由波意耳定律可得，故，故图像为倾斜的直线，A正确；
故选A。
4．A
【解析】
设玻璃管两侧水银面高度差是，大气压为，则封闭气体压强
沿虚线所示的位置把开口一侧的部分截掉，假设水银柱不移动，变小，封闭气体压强变大，气体温度不变，由玻意耳定律可知，封闭气体体积将变小，水银柱将由右侧玻璃管向左侧玻璃管移动少许．故A项正确，BCD三项错误．
【点睛】
假设法是判断与封闭气体相连液柱如何移动的常用方法．假设液柱不移动，得出封闭气体压强的变化，封闭气体体积的变化，再判断液柱将如何移动．
5．D
【解析】
由可知，被封闭气体压强为，D正确；
故选D。
6．A
【解析】
A.压强和气体的温度体积都有关系，故A错误；
B.从微观角度看，气体压强是由于气体分子对器壁的碰撞造成的，B正确；
C.压强单位是帕斯卡简称帕（Pa），C正确；
D.压强计可以用来测量气体的压强，D正确；
故选A。
7．B
【解析】
若捏A处，封闭气体的体积减小，由等温变化可知，压强增大
，所以水面下降，若捏B处，由于B处压强不变，所以封闭气体的压强不变，则体积不变，所以水面将保持不变，故B正确。
故选B。
8．C
【解析】
当试管处于静止时，内外压强平衡，假设试管口处有一小液片，此液片外部的压强为大气压+液片所处深度处水的压强；液片内部的压强来自密闭液体的压强和试管内水柱产生的向下的压强。如果向下压试管，管口外水的深度增加，压强增大，管内的压强也会增大相等的值来与之平衡。而管内的空气同时会被压缩，压强增大，因为，管内液柱的上升高度始终小于试管向下插入的深度，即试管内外液面的高度差会增大，故C正确。
故选C。
9．D
【解析】
AB．右管抬高，假设左管中气体体积不变，则B点仍对应大气压压强，但是A点对应的压强要大于大气压强，故左管中气体被压缩，所以左管汞面高于A点，右管汞面低于B点，故AB错误；
CD．同理可分析，右管下移时，气体体积要增大，所以左管汞面低于A点，右管汞面高于B点，，故C错误，D正确。
故选D。
10．B
【解析】
水平位置时的气体的压强
开口向上的竖直位置的压强
可知随向上竖起的过程中，气体的压强增大，体积减小，故图像B能正确反映气体的状态的变化。
故选B。
11．(m+M)g
【解析】
[1]将整个杯子提起，要使加在杯盖上的力最少，根据平衡条件
所以加在杯盖上的力至少为；
[2]提起不动时，以杯子为对象，根据平衡条件
得
气体等温变化，根据玻意耳定律
解得
12．
个
【解析】
试题分析：设0℃，P1=2大气压下，体积V1=1m3，在标准状态下，压强P=1大气压，体积V2
由得到V2="2"
m3(2分)
(2分)，
考点：本题考查理想气体的状态方程、阿伏伽德罗常数
13．查理
819
【解析】
[1]图线②表示等容过程，故满足查理定律
[2]初态：
，，
末态：
，，
根据理想气体状态方程得：
14．(1)3.33m；（2）20m
【解析】
（i）当A向右移动时，设B不移动，对I内气体，由玻意耳定律得
解得
而此时B中气体的压强为，故B不动
由
解得水的深度
（ii）该装置放入水下后，由于水的压力A向右移动，I内气体压强逐渐增大，当压强增大到大于后B开始向右移动，当A恰好移动到缸底时所测深度最大，此时原I内气体全部进入Ⅱ内，设B向右移动x距离，两部分气体压强均为
对原I内气体，由玻意耳定律得
对原II内气体，由玻意耳定律得
又
联立解得
15．(1)80cmHg；(2)15cm
【解析】
(1)以左端封闭气体为研究对象，气体状态参量为
由玻意耳定律得
解得
(2)以右管内气体为研究对象，气体状态参量为
由玻意耳定律得
解得
即右侧管中空气柱的总长度为76cm，活塞下降的距离