2024届高三物理一轮复习实验练习16：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

实验16 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 1．某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体． (1)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________为横坐标，在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示． (2)实验过程中，下列操作正确的是________． A．改变气体体积时应快速推拉活塞 B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分 C．实验前应先利用天平测量出注射器、活塞及压力表的总质量 (3)为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器(测量压强更准确)，如图丁所示． 用(1)中方法作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差，请写出一条改进建议：______________________________________________________________. 2．某同学设计了如图甲所示的装置来探究“气体温度不变时压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体．质量不计的细绳跨过滑轮，一端系到活塞上，调节滑轮的高度，使左侧细绳拉直时能保持水平，另一端可以挂钩码．实验时，在细绳的下端依次挂上质量相等的钩码1、2、3、…，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p.已知注射器的最大体积为Vm，刻度全长为L，大气压强为p0，每个钩码的质量为m，重力加速度为g. (1)关于本实验的操作，下列说法正确的是________． A．为减小误差，每挂上一个钩码后，应平衡后再读出体积 B．挂钩码时，为了防止注射器脱落，应用手紧紧握住注射器 C．实验前，应在活塞上涂上润滑油，并来回拉动几次 D．实验时必须测出封闭气体的温度 (2)若在某次实验中细绳上所挂钩码个数为n，则平衡后对应气体的压强为____________(用题目中已知量表示)． (3)该同学根据测得气体的体积和对应的压强，作出了V－图像，如图乙所示，图线不过原点，则纵坐标b代表________________；体积增大到一定值后，图线开始偏离直线，可能是由于气体温度________(填“升高”或“降低”)；也可能是由于装置气密性不好导致气体质量________(填“增大”或“减小”)． 3．运用玻意耳定律可以测量小晶体的密度，实验步骤如下： Ⅰ.取适量小晶体，用天平测出质量，然后将小晶体装入注射器内； Ⅱ.缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的容积刻度V1，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强p1； Ⅲ.重复步骤Ⅱ，记录活塞在另一位置的容积刻度V2和读取相应的气体的压强p2； Ⅳ.处理记录的数据，算出小晶体的密度． 　测量次数 物理量　　　 1 2 3 4 p/105 Pa 0.77 1.00 1.25 1.69 V/10－5 m3 1.20 1.00 0.85 0.69 (1)为了减小实验误差，现采用作直线图像的方法来处理表格中的实验数据．按此要求，方格图的纵坐标应标明的物理量是________，横坐标则应标明________，根据表格数据在方格图中画出相应图线； (2)如果图线的斜率用k表示，则注射器内小晶体的体积V0与容积刻度V、气体的压强p的关系表达式为：V0＝________； (3)实验测得这些小晶体的质量为6.48×10－3 kg，则小晶体的密度为________ kg/m3. 4.用图甲所示装置探究气体等温变化的规律． (1)实验中，为找到体积与压强的关系，________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积； (2)关于该实验的操作，下列说法正确的有______； A．柱塞上应该涂油 B．应缓慢推拉柱塞 C．用手握住注射器推拉柱塞 D．注射器必须固定在竖直平面内 (3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标，为横坐标，在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得的数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的________(选填“①”或“②”)，造成该现象的原因可能是________． 5.如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论． (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的________和___