学年高二物理沪科版选修3-3学业分层测评：第2章 2.1 气体的状态2.2 玻意耳定律

学业分层测评(五)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．对一定质量的气体，其中正确的是( )
A．温度发生变化时，体积和压强可以不变
B．温度发生变化时，体积和压强至少有一个发生变化
C．如果温度、体积和压强三个量都不变化，我们就说气体状态不变
D．只有温度、体积和压强三个量都发生变化，我们才说气体状态变化了
E．温度、体积、压强三个量中，有两个量发生了变化，则气体的状态就变
化了
【解析】 p、V、T三个量中，可以两个量发生变化，一个量恒定，也可以
三个量同时发生变化，而一个量变化，另外两个量不变的情况是不存在的，气体
状态的变化就是p、V、T的变化．故B、C、E说法正确．
【答案】 BCE
2．一定质量的气体，在温度不变的条件下，将其压强变为原来的2倍，则
( )
A．气体分子的平均动能增大
B．气体分子的平均动能不变
C．气体的密度变为原来的2倍
D．气体的体积变为原来的一半
E．气体的分子总数变为原来的2倍
【解析】 温度是分子平均动能的标志，由于温度不变，故分子的平均动能
不变，据玻意耳定律得

p1V1＝2p1V2，解得：V2＝12V1，ρ1＝mV1，ρ2＝
m
V
2

可得：ρ1＝12ρ2，即ρ2＝2ρ1，故B、C、D正确．
【答案】 BCD
3．在“探究气体等温变化的规律”实验中，下列说法中对实验的准确性影
响较大的是( )
A．针筒封口处漏气
B．采用横截面积较大的针筒
C．针筒壁与活塞之间存在摩擦
D．实验过程中用手去握针筒
E．实验过程中缓慢推动活塞
【解析】 “探究气体等温变化的规律”实验前提是气体的质量和温度不变，
针筒封口处漏气，则质量变小，用手握针筒，则温度升高，所以A、D符合题意；
针筒的横截面积大，会使封闭的气体的体积大，结果更精确，B不符合；活塞与
筒壁的摩擦影响活塞对气体的压强，影响实验的准确性，C符合；缓慢推动活塞，
以保持温度不变，E不符合．
【答案】 ACD
4．在室内，将装有5 atm的6 L气体的容器的阀门打开后，与从容器中逸出
的气体相当(设室内大气压强p0＝1 atm)，下列说法不正确的是( )
A．5 atm,3 L B．1 atm,24 L
C．5 atm,4.8 L D．1 atm,30 L
E．5 atm,1.2 L
【解析】 当气体从阀门跑出时，温度不变，所以p1V1＝p2V2，当p2＝1 atm
时，得V2＝30 L，逸出气体30 L－6 L＝24 L，B正确．据p2(V2－V1)＝p1V1′得
V1′＝4.8 L，所以逸出的气体相当于5 atm下的4.8 L气体，C正确．
【答案】 ADE
5．各种卡通形状的氢气球，受到孩子们的喜欢，特别是年幼的小孩，若小
孩一不小心松手，氢气球会飞向天空，上升到一定高度会胀破，其原因的下列说
法中正确的是( )
A．球内氢气温度升高
B．球内氢气压强增大
C．球外空气压强减小
D．球内气体体积增大
E．球内外的压力差超过球的承受限度
【解析】 氢气球上升时，由于高空处空气稀薄，球外空气的压强减小，球
内气体要膨胀，到一定程度时，气球就会胀破．
【答案】 CDE
6．如图2-1-11所示，图线1和2分别表示一定质量的气体在不同温度下的
等温线．下列说法正确的是( )

图2-1-11
A．图线1对应的温度高于图线2
B．图线1对应的温度低于图线2
C．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离增大
D．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，分子间平均距离减小
E．气体由状态A沿图线1变化到状态B的过程中，气体分子的平均速率不
变
【解析】 p-V图中，图线1在图线2外侧，其对应温度较高，图线1中，
气体由状态A变为B为等温膨胀过程，体积增大，气体分子间的平均距离将增
大，故选A、C、E.
【答案】 ACE
7．(2016·西安高二检测)如图2-1-12所示是一定质量的某气体状态变化的p-V
图像，则下列说法正确的是( )

图2-1-12
A．气体做的是等温变化
B．气体的压强从A到B一直减小
C．气体的体积从A到B一直增大
D．气体的三个状态参量一直都在变
E．从A到B温度先降低后升高
【解析】 一定质量的气体的等温过程的p-V图像即等温线是双曲线中的一
支，显然题图所示AB图线不是等温线，AB过程不是等温变化过程，选项A错
误；从AB图线可知气体从A状态变为B状态的过程中，压强p在逐渐减小，体
积V在不断增大，选项B、C正确；又因为该过程不是等温变化过程，所以气体
的三个状态参量一直都在变化，选项D正确；从A到B温度先升高后降低，E
错误．
【答案】 BCD
8．(2016·长春高二检测)如图2-1-13所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B
端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h
2

和h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)．

图2-1-13
【解析】 由题意知pB＋ρgh1＝p0－ρgh3，则pB＝p0－ρg(h1＋h3)．
【答案】 p0－ρg(h1＋h3)
[能力提升]
9．如图2-1-14所示，D→A→B→C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( )
图2-1-14
A．D→A是一个等温过程
B．A→B是一个等温过程
C．A与B的状态参量不同
D．B→C体积减小，压强减小，温度不变
E．B→C体积增大，压强减小，温度不变
【解析】 D→A是一个等温过程，A对；A、B两状态温度不同，A→B的

过程中1V不变，则体积V不变，此过程中气体的压强、温度会发生变化，B错、
C对；B→C是一个等温过程，V增大，p减小，D错、E对．
【答案】 ACE
10．如图2-1-15所示，水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h
＝72 cm，大气压强为76 cmHg，下列说法不正确的是( )

图2-1-15
A．将管稍上提，h不变
B．将管稍上提，h变大
C．将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差
也是70 cm
D．将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70 cm
E．将管下插至C项所述位置时，管内封闭气体的压强大于76 cmHg
【解析】 由pV＝C知，将管稍上提，体积变大，压强变小，内外液面差
变大，A错，B对．同样下插时，体积变小，压强变大，内外液面差变小，D对，
C、E错．
【答案】 ACE
11．如图2-1-16所示，粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直
放置，右端与大气相通，左端封闭气柱长l1＝20 cm(可视为理想气体)，两管中水
银面等高．现将右端与一低压舱(未画出)接通，稳定后右管水银面高出左管水银
面h＝10 cm.(环境温度不变，大气压强p0＝75 cmHg)

图2-1-16
求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位)．
【解析】 设U型管横截面积为S，右端与大气相通时，左管中封闭气体压
强为p1，右端与一低压舱接通后，左管中封闭气体的压强为p2，气柱长度为l2，
稳定后低压舱内的压强为p.左管中封闭气体发生等温变化，根据玻意耳定律得
p1V1＝p2V2①
p1＝p0②
p2＝p＋ph③
V1＝l1S④
V2＝l2S⑤
由几何关系得h＝2(l2－l1)⑥
联立①②③④⑤⑥式，代入数据得p＝50 cmHg.
【答案】 50 cmHg
12．(2016·郑州高二检测)如图2-1-17所示，一个上下都与大气相通的直圆
筒，内部横截面积为S＝0.01 m2，中间用两个活塞A和B封住一定质量的气体．A、
B都可沿圆筒无摩擦地上下滑动，且不漏气．A的质量不计，B的质量为M，并
与一劲度系数为k＝5×103 N/m的较长的弹簧相连．已知大气压p0＝1×105 Pa，
平衡时两活塞之间的距离l0＝0.6 m，现用力压A，使之缓慢向下移动一段距离后，
保持平衡．此时用于压A的力F＝500 N，求活塞A下移的距离．

图2-1-17
【解析】 设活塞A下移距离为l，活塞B下移的距离为x，对圆筒中的气
体：
初状态：p1＝p0 V1＝l0S

末状态：p2＝p0＋
F
S

V2＝(l0＋x－l)S
由玻意耳定律得：p1V1＝p2V
2

即p0l0S＝(p0＋FS)·(l0＋x－l)·S①

根据胡克定律，x＝Fk②
代入数据解①②得：l＝0.3 m.
【答案】 0.3 m