2024版新教材高中物理第二章气体固体和液体微点5玻意耳定律的简单应用课时作业新人教版选择性必修第三册

微点5玻意耳定律的简洁应用1．用打气筒给自行车打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来没有空气，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为()A．5atmB．25atmC．2atmD．40atm2．在一个温度可视为不变的水池中，一个气泡从水底缓慢向上浮起，则在气泡上升的过程中，气泡的()A．体积增大，压强减小B．体积不变，压强不变C．体积减小，压强增大D．体积减小，压强减小3．如图，自动洗衣机洗衣缸的底部与竖直匀整细管相通，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确定数值时，压力传感器使进水阀门关闭，这样就可以自动限制进水量．已知刚进水时细管中被封闭空气柱长度为52cm(忽视此时洗衣缸内水位的高度)，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.当空气柱被压缩到50cm长时，压力传感器关闭洗衣机进水阀门，则此时洗衣缸内水位高度为(设整个过程中细管内气体可看作志向气体且温度保持不变)()A．40cmB．42cmC．44cmD．46cm4．如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中()A.A瓶中的药液先用完B．B瓶中的药液先用完C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强慢慢减小D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变5．如图，气缸倒挂在天花板上，用光滑的活塞密封确定量的气体，活塞下悬挂一个沙漏，保持温度不变，在沙缓慢漏出的过程中，气体的()A．压强变大，体积变大B．压强变大，体积变小C．压强变小，体积变大D．压强变小，体积变小6.粗细匀整的玻璃管长L＝90cm，内有齐口h＝2cm长水银柱封闭确定质量气体，外界大气压p0＝76cmHg，环境温度不变，从外界缓慢加入水银，则()A．最多能加10cm水银B．最多能加7cm水银C．最多能加5cm水银D．不能再加入水银7．如图所示，下端封闭、上端开口且粗细匀整的玻璃管与水平方向成30°角倾斜放置，管内用长度为10.0cm的水银柱封闭了长度为17.0cm的空气柱，大气压强恒为75cmHg，将该玻璃管绕其下端缓慢逆时针旋转至竖直，空气柱可看作志向气体且温度不变，则密闭空气柱的长度将变为()A．12.0cmB．14.0cmC．16.0cmD．18.0cm8．(多选)如图甲所示，一端封闭且粗细匀整的足够长直玻璃管水平放置，用长为15cm的水银柱封闭了确定质量的志向气体，封闭气柱长度为30cm，大气压强恒为75cmHg.现将玻璃管顺时针缓慢旋转90°，如图乙所示．再将玻璃管顺时针缓慢旋转53°，如图丙所示．已知气体温度始终不变，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，下列说法正确的是()A．图丙状态的气体压强大于图乙B．若玻璃管从图乙状态自由下落，气柱长度将增加C．图乙气柱长度为37.5cmD．图丙气柱长度约为26.8cm9.如图所示，粗细匀整的等高U形玻璃管竖直放置，左管封闭，右端开口，用水银柱封闭长为L＝20cm的一段空气柱，右侧水银柱比左侧高出h＝8cm，已知大气压为p0＝76cmHg.现用一质量不计的薄活塞封住右端开口，缓慢向下压活塞使两边液面相平，此过程中环境温度始终不变，当两边液面相平常，求：(1)左侧空气柱的压强；(2)右侧空气柱的长度是多少厘米？(计算结果保留两位小数)10．如图所示，一厚度不计的导热气缸放在水平地面上，气缸的质量M＝6kg，长L＝1m．气缸中用质量m＝4kg、横截面积S＝10cm2的光滑活塞封闭了确定质量的志向气体，气柱长度l0＝0.4m．已知大气压强p0＝1×105Pa，重力加速度g取10m/s2，气缸与地面间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现用水平拉力向右缓慢拉动活塞，缸内气体的温度保持不变，求：(1)若气缸固定在水平面上，求活塞到达缸口时缸内气体的压强p1；(2)若气缸不固定在水平面上，求气缸刚好滑动时气柱的长度l.11．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的2倍，细筒足够长．粗筒中A、B两轻质活塞间封有确定质量的空气(可视为志向气体)，气柱长L＝15cm.活塞A上方的水银深H＝15cm，两活塞的重力及与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的三分之二被推入细筒中，求活塞B上移的距离．(设在整个过程中气柱的温度不变，大气压强p0相当于75cm的水银柱产生的压强)12．如图所示，横截面积不等的气缸水平固定放置，内壁光滑，活塞A的横截面积SA＝20cm2，活塞B的横截面积SB＝30cm2.两活塞用质量不计的细绳连接，活塞A还通过细绳、定滑轮与质量不计的小桶相连，A和B之间封闭有确定量的志向气体，且温度始终与外界保持相同．已知大气压强p0＝1.0×105Pa保持不变，环境温度保持不变，活塞A、B始终可以自由移动．若往小桶中缓慢注入1kg细沙，发觉气缸内活塞A、B向左移动了3cm，试求若再往小桶中缓慢注入1kg细沙，活塞A、B移动的距离．微点5玻意耳定律的简洁应用1．答案：C解析：每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，打了40次，气压为1atm时总体积为V1＝0.1×40L＝4L压入自行车内胎，体积减小为2L，依据玻意耳定律得p1V1＝p2V2代入数据解得p2＝2atm故选C.2．答案：A解析：依据p＝p0＋ρgh可知，一个气泡从水底缓慢向上浮起，h减小，所以气泡内压强减小；气泡内气体做等温变更，由pV＝C可知压强与体积成反比，故体积增大，故A正确，BCD错误．3．答案：B解析：设洗衣缸内水位高度为h，刚进水时细管中被封闭空气柱长度为l1，压力传感器关闭时空气柱长度为l2，则压力传感器关闭洗衣机进水阀门时管内气体的压强为p＝p0＋ρg(h－l1＋l2)则由玻意耳定律可知p0l1S＝pl2S解得h＝42cm，故选B.4．答案：A解析：药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，依据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，使B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全部流入B瓶，所以A瓶液体先用完，A正确，B错误；A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，因此封闭气体压强增大，C、D错误．5．答案：B解析：设活塞和沙漏的总质量为m，则对活塞分析可知pS＋mg＝p0S则当m减小时，p增大；依据玻意耳定律pV＝C可知，体积减小．故选B.6．答案：A解析：初状态p1＝(76＋2)cmHg＝78cmHg，V1＝(L－h)S＝88S设水银柱下降xcm后注满，则p2＝(76＋90－88＋x)cmHg＝(78＋x)cmHg，V2＝(L－h－x)S＝(88－x)S依据玻意耳定律可得p1V1＝p2V2联立得x＝10cm则加入水银柱的长度为H＝L－h－(L－h)＋x＝10cm故选A.7．答案：C解析：被封闭气体做等温变更，初态p1＝p0＋ρgL0sin30°＝75cmHg＋10×0.5cmHg＝80cmHgV1＝L1S末态p2＝p0＋ρgL0＝75cmHg＋10cmHg＝85cmHgV2＝L2S依据玻意耳定律可得p1V1＝p2V2解得L2＝16cm，故选项C正确．8．答案：AC解析：大气压强p0＝75cmHg由图知乙图中封闭空气柱的压强p2＝p0－h＝75cmHg－15cmHg＝60cmHg设图丙中气柱的压强为p3，则p3＝p0－hcos53°＝75cmHg－15×0.6cmHg＝66cmHg，即p3>p2，故A正确；若玻璃管从图乙状态做自由下落，玻璃管中水银柱由于重力而产生的压强变为0，管内封闭气体压强变为p0，气体温度不变，由玻意耳定律知p2L2S＝p0L′S由于p2<p0，所以L′<L2，故B错误；设玻璃管的横截面积为S，则甲图中空气柱的体积为V1＝L1S空气柱的压强p1＝p0＝75cmHg设乙图中空气柱长度为L2，则V2＝L2Sp2＝60cmHg由玻意耳定律得p1L1S＝p2L2S代入数据得L2＝37.5cm，故C正确；设丙图中空气柱的长度为L3，由p1L1S＝p3L3S代入数据，解得L3≈34.1cm，故D错误．9．答案：(1)105cmHg(2)8.69cm解析：(1)设刚起先左侧空气柱的压强为p1，右侧水银柱高出部分的压强为p2，则p2＝8cmHg，p1＝p2＋p0＝84cmHg当两边液面相平常设左侧空气柱的压强为p3，则依据玻意耳定律p1V＝P3V′即p1LS＝p3L′S，L′＝L－eq\f(h,2)联立解得p3＝105cmHg(2)当两边液面相平常设右侧空气柱的压强为p4，则p4＝p3＝105cmHg则依据玻意耳定律p0(L－h)S＝p4L1S解得L1＝8.69cm.10．答案：(1)4×104Pa(2)0.8m解析：(1)气缸固定在水平面上时，由于气缸导热，活塞由初始位置到达缸口的过程中发生等温变更，有p0Sl0＝p1SL解得活塞到达缸口时缸内气体的压强p1＝4×104Pa(2)若气缸不固定在水平面上，气缸刚好滑动时有F＝f＝μ(M＋m)g设气缸刚好滑动时内部密封气体的压强为p2，有p0Sl0＝p2Sl，F＋p2S＝p0S联立可解得气缸刚好滑动时气柱的长度l＝0.8m．11．答案：11.5cm解析：初态封闭气体压强p1＝pH＋p0体积V1＝LSeq\f(2,3)水银上升到细筒中，设粗筒横截面积为S，则eq\f(2,3)HS＝h1eq\f(S,2)eq\f(1,3)HS＝h2S此时封闭气体压强p2＝ph1＋ph2＋p0体积V2＝L′S由玻意耳定律得p1V1＝p2V2解得L′＝13.5cm活塞B上移的距离d＝H＋L－L′－eq\f(1,3)H＝11.5cm.12．答案：2.5cm解析：起先时活塞A、B处于静止状态，合力为零，设气缸内气体压强为p1、体积为V1.p1(S