2.4 实验：探究气体等温变化的规律（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第三册同步导学案（教科版）

[基础达标练] 1．如图所示，某种自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气，通过压力传感器感知管中的空气压力，从而控制进水量。设温度不变，洗衣缸内水位升高，则细管中被封闭的空气(　　) A．体积不变，压强变小　　 B．体积变小，压强变大 C．体积不变，压强变大 D．体积变小，压强变小 解析：由题图可知空气被封闭在细管内，洗衣缸内水位升高时，被封闭的空气体积减小，根据玻意耳定律可知，压强增大，B选项正确。 答案：B 2．一定质量的气体，压强为3 atm，保持温度不变，当压强减小了2 atm时，体积变化了4 L，则该气体原来的体积为(　　) A. L B．2 L C. L D．3 L 解析：设该气体原来的体积为V1，由玻意耳定律知压强减小时，气体体积增大，即3 atm·V1＝(3－2) atm·(V1＋4 L)，解得V1＝2 L，B正确。 答案：B 3.(多选)如图所示是一定质量的气体由状态A变 到状态B再变到状态C的过程，A、C两点在 同一条双曲线上，则此变化过程中(　　) A．从A到B的过程温度升高 B．从B到C的过程温度升高 C．从A到B再到C的过程温度先降低再升高 D．A、C两点的温度相等 解析：作出过B点的等温线如图所示，可知TB>TA＝TC，故从A到B的过程温度升高，A项正确；从B到C的过程温度降低，B项错误；从A到B再到C的过程温度先升高后降低，C项错误；A、C两点在同一等温线上，温度相等，D项正确。 答案：AD 4．一定质量的气体经历一系列状态变化，其p图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与p轴垂直，da线段与轴垂直。气体在此状态变化过程中(　　) A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大 B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小 C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小 D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变 解析：由题图可知，a→b，温度不变，体积增大，压强减小，A正确；b→c，温度升高，压强增大，体积增大，B错误；c→d，压强不变，温度降低，体积减小，C错误；d→a，压强减小，温度降低，体积不变，D错误。 答案：A 5.如图所示，下端用橡皮管连接的两根粗细相同的玻璃管竖直放置， 右管开口，左管内封闭一段气体，水银面比右管低。现保持左管不 动，为了使两管内水银面一样高，下面采取的措施可行的是(　　) A．减小外界气压 B．从U形管的右管向内加水银 C．把U形管的右管向上移动 D．把U形管的右管向下移动 解析：为使两管内水银面一样高，左管中气体的压强减小，由玻意耳定律知，气体的体积要增大，右管必须向下移动，D正确。 答案：D 6.如图所示，空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中， 筒中液面与A点齐平。现缓慢将其压到更深处，筒中液面与 B点齐平，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏 (液体温度不变)。下列图像中能体现筒内气体从状态A到B变化过程的是(　　) 解析：气体发生等温变化，由玻意耳定律可知，气体的压强与体积成反比，金属筒从A下降到B的过程中，气体体积V变小，压强p变大，选项C正确。 答案：C 7．用如图甲所示的实验装置探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接，密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。 　 (1)下列说法正确的是________。 A．气体的压强和体积必须用国际单位 B．在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力 C．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器 D．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验 (2)交流实验成果时某同学发现各小组所测的pV乘积并不相同，最主要的原因是________________。 (3)某小组实验操作无误，但根据测得的数据作出V图像不过坐标原点，如图乙所示，图中V0代表________的体积。 解析：(1)本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位统一即可，不需要采用国际单位，故A错误；为了防止漏气，应当在注射器活塞上涂润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；移动活塞要缓慢，实验时不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。 (2)交流实验成果时某同学发现各小组所测的pV乘积并不相同，是因为密封的气体质量不同。 (3)理论上，根据实验数据画出的V图线应是过坐标原点的直线。在实际实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如题图乙所示的V图线不过坐标原点，该图线的方程为V＝k·－V0，说明注射器中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材