- 玻意耳定律（等温定律）
- 共240题
大气压强对许多物理实验和化学实验有着重要影响。现用“验证玻意耳定律”的仪器来测量大气压强p0。注射器针筒已被固定在竖直方向上，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度Vm＝10ml。注射器活塞已装上钩码框架，如图所示。此外，还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。
（1）下面是实验步骤，试填写所缺的②和⑤。
①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L；
②_____________________________________；
③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入外筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油；
④将活塞插到适当的位置；
⑤_____________________________________；
⑥在钩码框架两侧挂上钩码，记下挂上的钩码的质量m1。在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体积V1。在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变；
⑦增加钩码的个数，使钩码的质量增大为m2，达到平衡后，记下空气柱的体积V2。
（2）求出计算大气压强p0的公式。（用已给的和测得的物理量表示）
正确答案
（1）称出活塞和钩码框架的总质量M；将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住
（2）活塞的根截面积为S＝
由力学平衡条件得p1＝p0＋
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2 ④
联立解得大气压强p0＝
如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：
（1）稳定后右管内的气体压强p；
（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）
正确答案
解：（1）插入水银槽后右管内气体：p0l0＝p（l0－△h/2），p＝78cmHg
（2）插入水银槽后左管压强：p'＝p＋rg△h＝80cmHg
左管内外水银面高度差h1＝
中、左管内气体p0l＝p'l'，l'＝38cm
左管插入水银槽深度h＝l＋△h/2－l'＋h1＝7cm
（选做题，选修3-3）
以自行车代步既环保又节能，同时也锻炼身体。自行车内胎的容积约为1.5×10-3m3，现用打气筒给自行车的一个车胎打气，打气筒的容积约为3. 75×10-4m3，每次可以把气筒内80%的气体充入车胎（不考虑充 气前胎内存留气体和充气过程中气体温度变化），大气压强为P0。
(1)要使车胎内气体压强为1.8P0，需给车胎打气几次？
(2)若打气后的自行车由于在阳光下暴晒，胎内气体温度由27℃升高到40℃，则胎内压强变为多大？
(3)给车胎打气过程气体是吸热还是放热？说明原因。
正确答案
解：
①设需给车胎打气n次
V1=3.75×10-4×80%n m3，P1=P0，V2=1.5×10-3m3，P2 =1.8P0
由P1V1=P2V2
解得：n =9（次）
②在暴晒过程中，胎内气体体积可以看成不变
由
T2= （273 +27）K，T3= （273 +40）K
解得P3=1.878P0③气体放热
给车胎打气，外界对气体做功，气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律△U=W+Q，可知气体对外放热。
如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：
（1）稳定后右管内的气体压强p；
（2）左管A端插入水银槽的深度h。（大气压强p0＝76cmHg）
正确答案
解：（1）插入水银槽后右管内气体：p0l0＝p（l0－△h/2），p＝78cmHg
（2）插入水银槽后左管压强：p'＝p＋rg△h＝80cmHg
左管内外水银面高度差h1＝
中、左管内气体p0l＝p'l'，l'＝38cm
左管插入水银槽深度h＝l＋△h/2－l'＋h1＝7cm
如图所示，两个壁厚可忽略的圆柱形金属筒A和B套在一起，底部到顶部的高度为20厘米，两者横截面积相等，光滑接触且不漏气。将A系于天花板上，用手托住B，使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同，均为1.1×105帕， 然后缓慢松手，让B下沉，当B下沉了2厘米时，停止下沉并处于静止状态。求：
（1）此时金属筒内气体的压强。
（2）若当时的温度为24℃，欲使下沉后的套筒恢复到下沉前的位置，应将温度变为几摄氏度?
正确答案
（1）详见解析；（2）详见解析
恢复到之前的位置，即体积不变
（1）
（2）
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