课时梯级训练(6) 实验：探究气体等温变化的规律（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）

课时梯级训练(6)　实验：探究气体等温变化的规律 1．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 　　　　　　　　　　　　　　　 (1)在实验中，下列哪些操作不是必需的________。 A．用橡胶套密封注射器的下端 B．用游标卡尺测量柱塞的直径 C．读取压力表上显示的气压值 D．读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是________________________________。 (3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。 答案：(1)B　(2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变　(3)C 解析：(1)为了保证气密性，应用橡胶套密封注射器的下端，A需要；由于注射器的直径均匀恒定，根据V＝LS可知体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度，无需测量直径，B不需要，D需要；为了得知气压的变化情况，需要读取压力表上显示的气压值，C需要。 (2)手的温度会影响气体的温度，且实验过程中若气体压缩太快，气体温度会升高，所以这样做的目的是保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变。 (3)当气体做等温变化时，p与V成反比，即p∝，故p--图像为直线，所以p-图像最能直观反映气体做等温变化的规律，C正确。 2．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。 答案：(1)C　(2)密封的气体质量不同　(3)压强传感器与注射器之间气体 解析：(1)本实验研究气体的压强和体积的比例关系，单位无需统一为国际单位，A错误；为了防止漏气，应当在注射器活塞上涂润滑油，来增加连接处的密封性，B错误；移动活塞要缓慢，实验时不要用手握住注射器，都是为了保证封闭气体的温度保持不变，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，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，这是因为密封的气体质量不同。 (3)实验数据画出的V图线应是过坐标原点的直线，在实际的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，说明注射器中气体的体积小于实际封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中V0代表压强传感器与注射器之间气体的体积。 3．某实验小组用如图所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．实验前应将注射器内的空气完全排出 B．空气柱体积变化应尽可能快些 C．空气柱的压强随体积的减小而减小 D．作出p-的图像可以直观反映出p与V的关系 (2)如图是甲、乙两同学在实验中得到的p-图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是什么？ 答案：(1)D　(2)研究气体的质量不同(或同质量气体在不同温度下研究) 解析：(1)实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，A错误；空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，B错误；气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，C错误；p-图像是一条倾斜的直线，作出p-的图像可以直观反映出p与V的关系，D正确。 (2)根据p-图像可知，如果温度相同，则说明两次气体质量不同，如果气体质量相同则两次温度不同。 4．(1)如图所示，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________传感器通过计算机辅助系统得到； (2)某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验时，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