1、第二章第二章气体、固体和液体气体、固体和液体 专题强化练专题强化练 2 2玻意耳定律的应用玻意耳定律的应用 一、选择题一、选择题 1.()(多选)如图所示,DABC 表示一定质量的某种气体状态变化的一个过 程,则下列说法正确的是() A.DA 是一个等温过程 B.AB 是一个等温过程 C.TATB D.BC 体积增大,压强减小,温度不变 2.(2020 黑龙江哈尔滨三中高二下月考,)如图所示,一端封口的玻璃管开口向下 插在水银槽里,管内封有长度分别为 L1和 L2的两段气体。当将管慢慢地向下按一 段距离时,管内气柱的长度将如何变化() A.L1变小,L2变大 B.L1变大,L2变小 C.L1、
2、L2都变小 D.L1、L2都变大 3.(2019 四川攀枝花高二下期末,)如图所示,长 L=34 cm 的粗细均匀的长直玻璃 管竖直放置,上端开口,用长 h=15 cm 的水银将一定质量的气体封闭在管的下端, 稳定后气体长度 l=10 cm。已知外界大气压 p0=75 cmHg,现保持温度不变的情况下 从管的上端开口处缓慢加入水银,则加入水银的最大长度为() A.9 cmB.10 cm C.14 cmD.15 cm 二、非选择题二、非选择题 4.(2020 湖北襄阳五中高三月考,)如图所示,一个圆筒形导热汽缸开口向上竖直 放置,内有活塞,其横截面积为 S=110 -4 m 2,质量为 m=1
3、kg,活塞与汽缸之间无摩 擦且不漏气,其内密封有一定质量的理想气体,气柱高度 h=0.2 m。已知大气压强 p0=1.010 5 Pa,重力加速度 g=10 m/s 2。如果在活塞上缓慢堆放一定质量的细砂, 气柱高度变为原来的2 3,求砂子的质量 m 砂。 5.(2020 山东淄博高三网考,)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示。将 一质量 M=310 3 kg、体积 V0=0.5 m 3 的重物捆绑在开口朝下的浮筒上。向浮筒内 充入一定质量的气体,开始时筒内液面到水面的距离 h1=40 m,筒内气体体积 V1=1 m 3。在拉力作用下浮筒缓慢上升,当筒内液面到水面的距离为 h 2时,拉力减
4、为零,此 时气体体积为 V2,随后浮筒和重物自动上浮。已知大气压强 p0=110 5 Pa,水的密 度=110 3 kg/m 3,重力加速度的大小 g=10 m/s2。不计水温变化,筒内气体质量 不变,浮筒质量和筒壁厚度可忽略。求 V2和 h2。 答案全解全析答案全解全析 1.AD在 p-1 ?图像中,AD 延长线过原点,所以 DA 是一个等温过程,故选项 A 对;BC 延长线过原点,所以 BC 是等温线,且 T2T1,所以 A 到 B 温度升高,故选项 B、 C 错;BC 是一个等温过程,由玻意耳定律可知,V 增大,则 p 减小,故选项 D 正确。 2.C将管慢慢地向下按一段距离时,假设 L
5、1、L2的长度不变,L1、L2内气体的压强 增大,根据玻意耳定律可得 L1、L2的长度都减小,故 C 正确。 3.B设水银柱的最大长度为 x,此时封闭气体的压强 p2=p0+px、体积 V2=(L-x)S;开 始时封闭气体的压强 p1=p0+ph=90 cmHg、体积 V1=lS;由玻意耳定律可知 p1V1=p2V2, 解得 x=25 cm,则加入水银的最大长度为x=x-h=10 cm,选项 B 正确。 4.答案1 kg 解析因为缓慢放置砂子,气体发生等温变化,根据玻意耳定律有 p1V1=p2V2 放置砂子前 p1=p0+? ? ,V1=hS 放置砂子后 p2=p0+ ?+?砂g ? ,V2=2 3hS 联立以上各式代入数据解得 m 砂=1 kg。 5.答案2.5 m 3 10 m 解析当筒内液面到水面的距离为 h2时,浮筒和重物整体受到的重力和浮力相等, 根据平衡条件求解气体的体积 V2,然后对气体根据玻意耳定律求解压强,得到 h2。 当 F=0 时,由平衡条件得 Mg=g(V0+V2) 代入数据得 V2=2.5 m 3 设筒内气体初态、末态的压强分别为 p1、p2,由题意得 p1=p0+gh1 p2=p0+gh2 在此过程中筒内气体温度和质量不变,由玻意耳定律得 p1V1=p2V2 联立,代入数据得 h2=10 m。
