Bài 9 Định luật Boyle
Lớp 12Vật Lý13 câu hỏiBài tập
Phần 1
Câu 1
(Bài 9.1 trang 26 SBT Vật lí 12) Quá trình nào sau đây là đẳng quá trình?
AKhí được đun nóng trong một bình kín.
BKhí trong một xi lanh được đun nóng đẩy pit-tông chuyển động.
CKhông khí trong quả bóng bay được phơi ra nắng.
DKhí trong quả bóng thám không khi đang bay lên cao.
Câu 2
(Bài 9.2 trang 26 SBT Vật lí 12) Hệ thức nào sau đây là của định luật Boyle?
ApV = hằng số.
Bp₁V₂ = p₂V₁.
C
= hằng số.
D
= hằng số.
Câu 3
(Bài 9.3 trang 27 SBT Vật lí 12) Đường biểu diễn nào sau đây biểu diễn mối liên hệ giữa thể tích V và áp suất p của một lượng khí xác định trong quá trình đẳng nhiệt?
AChỉ đường 1.
BĐường 1, 2 và 3.
CĐường 2, 3 và 4.
DĐường 1, 3 và 4.
Câu 4
(Bài 9.4 trang 27 SBT Vật lí 12) Hình 9.2 là đồ thị biểu diễn đường đẳng nhiệt của một lượng khí lí tưởng. Sự so sánh nào sau đây giữa diện tích S₁ của hình chữ nhật OABC với diện tích S₂ của hình chữ nhật ODEF là đúng?
AS₁ = S₂.
BS₁ > S₂.
CS₁ < S₂.
DS₁ ≈ S₂.
Câu 5
(Bài 9.5 trang 27 SBT Vật lí 12) Hãy dùng các số liệu trong bảng ghi kết quả thí nghiệm về quá trình đẳng nhiệt của một lượng khí không đổi để xác định mối quan hệ giữa áp suất và thể tích của lượng khí và dạng đồ thị biểu diễn mối quan hệ này.
Bảng ghi kết quả thí nghiệm:
Thể tích V (cm³): 20; 10; 40; 30.
Áp suất p (10⁵ Pa): 1,00; 2,00; 0,50; 0,67.
Bảng ghi kết quả thí nghiệm:
Thể tích V (cm³): 20; 10; 40; 30.
Áp suất p (10⁵ Pa): 1,00; 2,00; 0,50; 0,67.
ATích pV của các trường hợp đều xấp xỉ không đổi, nên pV = hằng số; đồ thị biểu diễn p theo V là một nhánh hypebol.
BTỉ số
của các trường hợp đều xấp xỉ không đổi, nên
= hằng số; đồ thị là đường thẳng đi qua gốc tọa độ.
CTích pV tăng dần theo V, nên áp suất tỉ lệ thuận với thể tích; đồ thị là đường thẳng đi lên.
DÁp suất không phụ thuộc vào thể tích; đồ thị là đường thẳng song song với trục V.
Câu 6
(Bài 9.6 trang 27 SBT Vật lí 12) Một xi lanh chứa 0,80 dm³ khí nitrogen ở áp suất 1,2 atm. Dùng pit-tông nén chậm khí này để tăng áp suất của nó lên 3,2 atm. Coi quá trình là đẳng nhiệt. Chọn phương án đúng.
APhải nén chậm để có thể coi quá trình là đẳng nhiệt; khi áp dụng định luật Boyle không cần đổi đơn vị nếu các đại lượng ở hai vế cùng đơn vị; thể tích cuối của khí là 0,30 dm³.
BPhải nén chậm để áp suất không đổi; khi áp dụng định luật Boyle bắt buộc phải đổi dm³ ra m³ và atm ra Pa; thể tích cuối của khí là 0,30 dm³.
CPhải nén chậm để thể tích không đổi; không cần đổi đơn vị; thể tích cuối của khí là 2,13 dm³.
DPhải nén chậm để khí không gây áp suất lên thành bình; bắt buộc đổi đơn vị; thể tích cuối của khí là 3,0 dm³.
Câu 7
(Bài 9.7 trang 28 SBT Vật lí 12) Để xác định độ sâu của một hồ nước, một người đã dùng cách cầm ngược một ống nghiệm theo phương thẳng đứng rồi lặn xuống đáy hồ và ghi lại mực nước dâng lên trong ống nghiệm khi ở đáy hồ. Trong đó: x là độ sâu của hồ; p là áp suất khí quyển; D là khối lượng riêng của nước; g là gia tốc trọng trường; h₁ là độ cao của ống nghiệm tức độ cao của cột khí trong ống nghiệm khi chưa lặn và h₂ là độ cao của cột khí trong ống nghiệm khi ở đáy hồ. Chọn phương án chứng minh đúng công thức xác định độ sâu của hồ.
AKhi chưa lặn: p₁ = p, V₁ = h₁S. Ở đáy hồ: p₂ = p + Dgx, V₂ = h₂S. Theo định luật Boyle: p₁V₁ = p₂V₂ nên p.h₁S = (p + Dgx)h₂S, suy ra
.
BKhi chưa lặn: p₁ = p, V₁ = h₂S. Ở đáy hồ: p₂ = p - Dgx, V₂ = h₁S. Theo định luật Boyle suy ra
.
CKhi chưa lặn và ở đáy hồ, áp suất khí trong ống nghiệm không đổi nên h₁ = h₂, suy ra x = 0.
DKhi ở đáy hồ, thể tích khí trong ống tăng lên nên áp suất khí giảm, suy ra
.
Câu 8
(Bài 9.8 trang 28 SBT Vật lí 12) Người ta dùng bơm có pit-tông diện tích 8 cm² và khoảng chạy 25 cm để bơm một bánh xe đạp sao cho khi áp lực của bánh lên mặt đường là 350 N thì diện tích tiếp xúc của bánh với mặt đường là 50 cm². Ban đầu bánh chứa không khí có áp suất p₀ = 10⁵ Pa và thể tích V₀ = 1500 cm³. Giả thiết khi áp suất không khí trong bánh vượt quá 1,5p₀ thì thể tích trong của xăm là 2000 cm³ và nhiệt độ không khí trong xăm không đổi. Phải đẩy bơm tối thiểu bao nhiêu lần? Nếu do bơm hở nên mỗi lần đẩy bơm chỉ đưa được 100 cm³ không khí vào bánh xe thì phải đẩy bao nhiêu lần?
ATối thiểu 10 lần; nếu bơm hở thì phải đẩy 19 lần.
BTối thiểu 9 lần; nếu bơm hở thì phải đẩy 18 lần.
CTối thiểu 17 lần; nếu bơm hở thì phải đẩy 34 lần.
DTối thiểu 5 lần; nếu bơm hở thì phải đẩy 10 lần.
Câu 9
(Bài 9.9 trang 28 SBT Vật lí 12) Một xi lanh chứa khí có pit-tông có thể trượt không ma sát dọc theo xi lanh. Biết pit-tông có khối lượng m, diện tích S, khí có thể tích ban đầu V và áp suất khí quyển là p₀. Xác định thể tích của khí khi xi lanh chuyển động theo phương thẳng đứng với gia tốc a. Coi nhiệt độ khí không đổi.
AKhi xi lanh chuyển động lên trên:
; khi xi lanh chuyển động xuống dưới:
.
BKhi xi lanh chuyển động lên trên:
; khi xi lanh chuyển động xuống dưới:
.
CKhi xi lanh chuyển động lên trên:
; khi xi lanh chuyển động xuống dưới:
.
DKhi xi lanh chuyển động lên trên hoặc xuống dưới thì thể tích khí luôn không đổi và bằng V.
Câu 10
(Bài 9.10.1 trang 28 SBT Vật lí 12) Một quan niệm khác về cơ chế nổi lên và chìm xuống của cá. Đoạn văn trong sách cho biết: cá không thể chủ động làm thay đổi thể tích của bong bóng cá vì khi giải phẫu bong bóng cá, người ta không thấy có mô cơ. Sự thay đổi thể tích của bong bóng cá là tự động tuân theo các định luật về chất khí, cụ thể là định luật Boyle. Để giải thích cơ chế nổi lên và chìm xuống của cá cần sử dụng nội dung nào?
ACần sử dụng định luật Boyle, định luật Archimede và tính chất phụ thuộc vào độ sâu của áp suất chất lỏng.
BChỉ cần dùng định luật Boyle.
CChỉ cần dùng định luật Archimede.
DChỉ cần dùng tính chất phụ thuộc vào độ sâu của áp suất chất lỏng.
Câu 11
(Bài 9.10.2 trang 28 SBT Vật lí 12) Dựa vào đoạn văn về cơ chế nổi lên và chìm xuống của cá, xét các phát biểu sau:
(a) Bong bóng cá không có tác dụng gì trong việc làm cho cá nổi lên hoặc chìm xuống.
(b) Khi cá dùng vây và đuôi để bơi lên thì bong bóng cá phồng lên làm cho lực đẩy Archimede tác dụng lên cá tăng giúp cá bơi lên mạnh hơn. Khi cá dùng vây và đuôi để lặn xuống thì bong bóng cá xẹp xuống làm cho lực đẩy Archimede tác dụng lên cá giảm giúp cá lặn xuống mạnh hơn.
(c) Cá chủ động bơi lên hoặc lặn xuống được chủ yếu là nhờ lực của vây và đuôi. Bong bóng cá chỉ có tác dụng hỗ trợ thêm cho việc bơi lên hoặc lặn xuống của cá.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các phát biểu trên?
(a) Bong bóng cá không có tác dụng gì trong việc làm cho cá nổi lên hoặc chìm xuống.
(b) Khi cá dùng vây và đuôi để bơi lên thì bong bóng cá phồng lên làm cho lực đẩy Archimede tác dụng lên cá tăng giúp cá bơi lên mạnh hơn. Khi cá dùng vây và đuôi để lặn xuống thì bong bóng cá xẹp xuống làm cho lực đẩy Archimede tác dụng lên cá giảm giúp cá lặn xuống mạnh hơn.
(c) Cá chủ động bơi lên hoặc lặn xuống được chủ yếu là nhờ lực của vây và đuôi. Bong bóng cá chỉ có tác dụng hỗ trợ thêm cho việc bơi lên hoặc lặn xuống của cá.
Phương án nào xác định đúng tính đúng, sai của các phát biểu trên?
A(a) Sai; (b) Đúng; (c) Đúng.
B(a) Đúng; (b) Sai; (c) Đúng.
C(a) Sai; (b) Sai; (c) Sai.
D(a) Đúng; (b) Đúng; (c) Sai.
Câu 12
(Bài 9.10.3 trang 29 SBT Vật lí 12) Hãy dùng định luật Boyle để giải thích tại sao khi cá bơi lên thì bong bóng cá lại tự động phồng lên và ngược lại khi cá lặn xuống.
AKhi cá bơi lên, độ sâu giảm nên áp suất nước bên ngoài bong bóng cá giảm; theo định luật Boyle, áp suất giảm thì thể tích khí trong bong bóng cá tăng, làm bong bóng cá phồng lên. Khi cá lặn xuống, áp suất nước tăng nên thể tích khí trong bong bóng cá giảm, làm bong bóng cá xẹp xuống.
BKhi cá bơi lên, áp suất nước tăng nên bong bóng cá phồng lên; khi cá lặn xuống, áp suất nước giảm nên bong bóng cá xẹp xuống.
CBong bóng cá phồng lên hay xẹp xuống là do cá chủ động dùng cơ trong bong bóng cá để điều khiển, không liên quan đến định luật Boyle.
DKhi cá bơi lên hoặc lặn xuống, áp suất nước không thay đổi nên thể tích bong bóng cá luôn không đổi.
Câu 13
(Bài 9.10.4 trang 29 SBT Vật lí 12) Hãy kể một hiện tượng thực tế chứng tỏ bong bóng cá phồng lên hay xẹp xuống là tự động tuân theo định luật Boyle.
AKhi cá bị lưới kéo nhanh từ dưới sâu lên mặt nước, áp suất bên ngoài giảm đột ngột làm bong bóng cá phồng lên mạnh, thậm chí có thể bị vỡ.
BKhi cá bơi ở gần mặt nước, bong bóng cá luôn xẹp hoàn toàn vì áp suất nước nhỏ.
CKhi cá bị kéo từ dưới sâu lên, áp suất bên ngoài tăng nên bong bóng cá xẹp xuống.
DBong bóng cá không thay đổi thể tích trong mọi trường hợp nên không có hiện tượng thực tế nào chứng tỏ điều này.