精品解析：15.6 实验 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 （练）-2024届高考物理一轮复习

第十五章 热学 实验　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系　课时作业 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同的钩码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，刻度全长为L，大气压为，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，应将活塞上涂有润滑油，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，做出了图像，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. 如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型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，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。 (3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数） 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