高中物理《選擇性必修第三冊》課后習(xí)題2.第2課時　玻意耳定律及其應(yīng)用

第2課時玻意耳定律及其應(yīng)用A級必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)如圖所示為一定質(zhì)量的氣體在不同溫度下的兩條等溫線,則下列說法正確的是()A.從等溫線可以看出,一定質(zhì)量的氣體在發(fā)生等溫變化時,其壓強與體積成反比B.一定質(zhì)量的氣體,在不同溫度下的等溫線是不同的C.一定質(zhì)量的氣體,溫度越高,氣體壓強與體積的乘積越小D.由圖可知T1>T22.(2022上海徐匯中學(xué)高二期中)如圖所示,汽缸倒掛在天花板上,用光滑的活塞密封一定量的氣體,活塞下懸掛一個沙漏,保持溫度不變,在沙緩慢漏出的過程中,氣體的()A.壓強變大,體積變大B.壓強變大,體積變小C.壓強變小,體積變大D.壓強變小,體積變小3.一個氣泡由湖面下20m深處緩慢上升到湖面下10m深處,湖內(nèi)的溫度不變,它的體積約變?yōu)樵瓉眢w積的()A.3倍 B.2倍C.1.5倍 D.74.(多選)(2022重慶高二期末)如圖所示,兩端開口的均勻玻璃管豎直插入水根槽中,管中有一段高為h1的水銀柱封閉一定質(zhì)量的氣體,這時管下端開口處內(nèi)、外水銀面高度差為h2,若保持環(huán)境溫度不變,當(dāng)外界壓強增大時,下列分析正確的是()A.h2變長B.h2不變C.水銀柱上升D.水銀柱下降5.(多選)(2022山東威海高二期末)在光滑水平面上有一個內(nèi)外壁光滑的汽缸,汽缸質(zhì)量為m0,汽缸內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞,已知m0>m。活塞密封一部分氣體?，F(xiàn)對汽缸施一水平向左的拉力F,如圖甲所示,汽缸的加速度為a1,封閉氣體的壓強為p1,體積為V1;若用同樣大小的力F水平向左推活塞,如圖乙所示,汽缸的加速度為a2,封閉氣體的壓強為p2,體積為V2。設(shè)密封氣體的質(zhì)量和溫度均不變,則()A.a1=a2B.a1<a2C.p1<p2D.V1>V26.如圖是氣壓式保溫瓶的原理圖,保溫瓶內(nèi)水面與出水口的高度差為h,瓶內(nèi)密封空氣體積為V,設(shè)水的密度為ρ,大氣壓強為p0,欲使水從出水口流出,瓶內(nèi)空氣壓縮量ΔV至少為多少?(設(shè)瓶內(nèi)彎曲管的體積不計,溫度保持不變,各物理量的單位均為國際單位)B級關(guān)鍵能力提升練7.如圖所示,上端封閉的玻璃管插在水銀槽中,管內(nèi)封閉著一段氣柱?，F(xiàn)使玻璃管緩慢地繞其最下端的水平軸偏離豎直方向一定角度,能描述管內(nèi)氣體狀態(tài)變化的圖像是(箭頭表示狀態(tài)的變化方向)()8.跳跳球是一種鍛煉身體、訓(xùn)練平衡的玩具,由橡膠球、踏板和扶手構(gòu)成,在人未站上踏板前,橡膠球內(nèi)氣體壓強為p,體積為V,當(dāng)質(zhì)量為m的人站在跳跳球上保持平衡不動時,橡膠球內(nèi)氣體體積變?yōu)閂',若橡膠球球膜厚度和玩具的重力均忽略不計,橡膠球內(nèi)氣體溫度保持不變,重力加速度為g,則此時橡膠球和踏板的接觸面積為()A.mgV'pV BC.mgVpV' D9.如圖所示,粗細均勻的玻璃管A和B由一橡皮管連接,A管內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體,兩管水銀面相平。若固定A管,將B管沿豎直方向緩慢下移一小段距離H,A管內(nèi)的水銀面相應(yīng)降低h,移動過程中溫度保持不變,則()A.h=HB.h=HC.h<HD.H210.(2022山東膠州高二期末)如圖所示,自動洗衣機洗衣缸的底部與豎直均勻細管相通,細管上部封閉,并與壓力傳感器相接。洗衣缸進水時,細管中的空氣被水封閉,隨著洗衣缸中水面的上升,細管中的空氣被壓縮,當(dāng)細管中空氣壓強達到一定數(shù)值時,壓力傳感器使進水閥門關(guān)閉,這樣就可以自動控制進水量。已知剛進水時細管中被封閉空氣柱長度為50cm,大氣壓強p0=1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,重力加速度g取10m/s2。某次洗衣選擇的擋位,當(dāng)細管中空氣壓強達1.02×105Pa時壓力傳感器就會關(guān)閉洗衣機進水閥門,此時洗衣缸內(nèi)水位高度約為()A.20cm B.21cmC.23cm D.24cm11.(2022黑龍江齊齊哈爾高二期末)如圖所示,豎直圓筒是固定不動的,粗筒橫截面積是細筒的2倍,細筒足夠長,粗筒中A、B兩輕質(zhì)活塞間封有一定質(zhì)量的空氣,氣柱長L=15cm。活塞A上方的水銀深H=15cm,兩活塞的重力及與筒壁間的摩擦不計,用外力向上托住活塞B使之處于平衡狀態(tài),水銀面與粗筒上端相平,現(xiàn)使活塞B緩慢上移,直至水銀的三分之二被推入細筒中,求活塞B上移的距離。(設(shè)在整個過程中氣柱的溫度不變,大氣壓強p0當(dāng)于75cm的水銀柱產(chǎn)生的壓強)

第2課時玻意耳定律及其應(yīng)用1.AB由等溫線的物理意義可知,A、B正確;對于一定質(zhì)量的氣體,溫度越高,氣體壓強與體積乘積越大,等溫線的位置越高,C、D錯誤。2.B設(shè)活塞和沙漏的總質(zhì)量為m,則對活塞分析可知pS+mg=p0S,則當(dāng)m減小時,p增大;根據(jù)玻意耳定律pV=C可知,體積減小,故選B。3.C題目要求為粗略計算,大氣壓強為p0=1.0×105Pa,g取10m/s2,ρ水=1×103kg/m3,氣體變化過程為等溫變化,氣泡內(nèi)壓強p=ρ水gH+p0,則湖面下20m深處p1=ρ水gh1+p0=3.0×105Pa,湖面下10m深處p2=ρ水gh2+p0=2.0×105Pa,由玻意耳定律p1V1=p2V2,得V2=p1V1p2=1.4.BD對于管內(nèi)封閉氣體的壓強可得p=p0+ρgh1,也可以有p=p0+ρgh2,則知h1=h2,h1不變則h2不變。當(dāng)外界壓強增大時,管內(nèi)封閉氣體壓強p增大,根據(jù)玻意耳定律pV=C可知氣體的體積減小,則水銀柱下降,故選B、D。5.ACD對汽缸與活塞組成的整體,據(jù)牛頓第二定律可得a1=a2,對題圖甲,以活塞為研究對象,有p0S-p1S=ma1,對題圖乙,以汽缸為研究對象,有p2S-p0S=m0a2,由以上兩式可得p1<p2,根據(jù)玻意耳定律可得p1V1=p2V2,則V1>V2,A、C、D正確。6.答案ρghV解析壓水前p1=p0,V1=V壓水后水剛流出時p2=p0+ρgh,V2=V-ΔV由玻意耳定律p1V1=p2V2即p0V=(p0+ρgh)(V-ΔV)解得ΔV=ρghVp7.A設(shè)大氣壓為p0,封閉氣體壓強p=p0-ρgh,玻璃管繞其最下端的水平軸偏離豎直方向一定角度,水銀柱的有效高度h變小,封閉氣體壓強變大;氣體溫度不變,壓強變大,由玻意耳定律pV=C可知,氣體體積將變小;pV為常數(shù),由數(shù)學(xué)知識知p-V圖線為雙曲線,故A正確,B、C、D錯誤。8.A橡膠球內(nèi)的氣體溫度不變,做等溫變化,初態(tài)p1=p,V1=V;末態(tài)V2=V'。根據(jù)玻意耳定律可得p1V1=p2V2,解得p2=pVV';由平衡條件可知p2S=mg,解得S=mgV'pV,故A正確,B、9.C封閉氣體是等溫變化,B端下移,封閉氣體壓強變小,故氣體體積要變大,但最終平衡時,封閉氣體的壓強比大氣壓小,一定是B側(cè)水銀面低,B側(cè)水銀面下降的高度(H-h)大于A側(cè)水銀面下降的高度h,故有H-h>h,即h<H2,A、B、D錯誤,C10.B以細管內(nèi)封閉氣體為研究對象,開始時壓強為p0=1.0×105Pa,體積V0=L0S=50S,壓縮后,氣體壓強p1=1.02×105Pa,體積為V1=L1S,由玻意耳定律p0L0S=p1L1S解得L1=49cm,即細管內(nèi)液面離地h1=L0-L1=1cm,由平衡條件p0+ρgh2=p1,其中,h2為缸中液面和空氣柱內(nèi)液面高度差,解得h2=20cm。綜上,洗衣缸內(nèi)水位高度約為h=h1+h2=21cm,故選B