实验针对训练20 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

实验针对训练(二十) 1．(多选)关于“探究气体等温变化的规律”实验，下列说法正确的是(　　) A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化 B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C．为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦 D．处理数据时采用p­图像，是因为p­图像比p­V图像更直观 AD　[本实验探究采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气体的质量和温度不变，A正确；由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，B错误；涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，不仅是为了减小摩擦，C错误；当p与V成反比时，p­图像是一条过原点的直线，而p­V图像是双曲线，所以p­图像更直观，D正确。] 2．一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置如图所示。将气球、压强传感器和大型注射器用T形管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积为V0，压强为p0。T形管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。 (1)该装置可用于验证________定律。(填写气体实验定律名称) (2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为V0，压强传感器示数为p1，则此时气球体积为________。 [解析]　(1)研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律。 (2)将注射器内气体部分推入气球，压强传感器示数为p1，根据玻意耳定律得p1V1＝p0V0，所以V1＝，读出此时注射器内剩余气体的体积为V0，所以此时气球体积为V1－V0＝－。 [答案]　(1)玻意耳　(2)－ 3．(2023·广东河源质检)某同学用如图所示的实验装置研究玻意耳定律(主要器材为针管及其附件)，来测定大气压强的值，实验步骤如下： (1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出； (2)用游标卡尺测出活塞直径d； (3)再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为V1； (4)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧测力计读数为F，气柱体积为V2。 请用以上直接测量数据，写出大气压强的最终表达式：p0＝________；该实验步骤(4)中水平缓慢拉动活塞过程，管中气体内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 [解析]　气体初态压强为p0，体积为V1，末态压强根据平衡有pS＋F＝p0S，末态体积V2，横截面积S＝π，根据玻意耳定律有p0V1＝pV2，联立解得p0＝；缓慢拉动过程中，气体温度不变，分子平均动能不变，而气体分子间距非常大，分子势能可忽略，所以气体内能不变。 [答案]　　不变 4．(1)如图甲所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中所研究的对象是________________，应保持不变的物理量是________和________，它的体积可从______直接读出，它的压强由图中的________________传感器等计算机辅助系统得到。 甲 (2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。 序号 V/mL p/(×105 Pa) p·V/(×105 Pa·mL) ① 20.0 1.001 0 20.020 ② 18.0 1.095 2 19.714 ③ 16.0 1.231 3 19.701 ④ 14.0 1.403 0 19.642 ⑤ 12.0 1.635 1 19.621 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B．实验时环境温度增大了 C．实验时外界大气压强发生了变化 D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏 (3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图乙所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的________。 乙 A．热力学温度T B．摄氏温度t C．体积V D．体积的倒数 (4)实验过程中，下列操作错误的是________。 A．推拉活塞时，动作要慢 B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有密闭气体的部分 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验 D．活塞与针筒之间要保持气密性 [解析]　(1)实验的条件是温度不变、气体质量一定，研究压强和体积的关系，体积可从注射器刻度直接读出，压强可由压强传感器得到。 (2)实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误；实验时环境温度增大了，根据理想气体状态