实验3 探究气体等温变化的规律-2023-2024学年高二物理选择性必修3实验报告册（人教版）

学生实验报告册 物理 选择性必修 第三册 （人教版） 联欢会上吹好的气球， 慢慢用力挤压就会爆炸， 这是为什么呢？ 同学们有没 有注意过带到飞机上的零食包装袋会比在地面上时膨胀很多， 总是鼓鼓的， 这又 是为什么呢？ 参考器材 如图 3-1 所示， 固定在铁架台上的注射器、 与压力表 相连接的柱塞、 用于封住注射器下端口的橡胶套、 少许润 滑油。 猜想与假设 挤压气球是改变了内部气体的哪个状态参量？ 气球爆炸的直接原因是什么？ 飞机在高空飞行时， 机舱内的压强通常小于地面的大气压强， 这对零食袋内 的气体有何影响？ 按照上面的提示， 结合你生活中的经验， 你的猜想是什么？ 能用数学关系式 表达出来吗？ 请写在下面。 * 实验三 探究气体等温变化的规律 压力表 柱塞 空气柱 橡胶套 图 3-1 实验日期 年 月 日 问题的提出 8 探究与记录 1. 按图 3-1 所示组装好器材， 然后用橡胶套封住注射器下端口， 注意柱塞插 入注射器前， 应涂抹少许润滑油。 2. 缓慢改变注射器内气体的体积， 观察压力表示数的变化， 自己设计一个表 格记录数据， 以便检验自己的猜想， 想一想： 数据记录好后， 如何处理能更方便 我们得出结论呢？ 分析与结论 根据你的猜想， 选择合适的物理量作为横、 纵坐标， 画出图像。 实验结论： 。 探究气体等温变化的规律 * 实验三 9 学生实验报告册 物理 选择性必修 第三册 （人教版） 思考与练习 1. 如图 3-2 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 2. 在 “探究气体等温变化的规律” 的实验中， 封闭的空气如图 3-3 所示， U 形管粗细均匀， 右端 开口， 已知外界大气压为 75.5 cmHg 高， 图中给出 了气体的两个不同的状态。 （ 1 ） 实验时 ， 甲图气体的压强为 cmHg 高， 乙图气体压强为 cmHg 高。 （ 2 ） 实验时， 某同学认为管子的横截面积 S 可不用测量， 这一观点正确吗？ 答： （填 “正确” 或 “错误”）。 （ 3 ） 数据测量完后在用图像法处理数据时， 某同学以压强 p 为纵坐标， 以体 积 V （或空气柱长度） 为横坐标来作图， 你认为他这样做能方便地看出 p 与 V 间 的关系吗？ 答： 。 3. 如图 3-4 所示为一种测定 “肺活量” （标准大气 压下人一次呼出气体的体积） 的装置， A 为开口薄壁圆 筒， 排尽其中的空气， 倒扣在水中。 测量时， 被测者尽力 吸足空气， 再通过 B 管用力将气体吹入 A 中， 使 A 浮 起。 设整个过程中呼出气体的温度保持不变。 （ 1 ） 呼出气体的分子热运动的平均动能 （填 “增大” “减小” 或 “不变”）。 （ 2 ） 设圆筒 A 的横截面积为 S ， 大气压强为 p 0 ， 水的密度为 ρ ， 桶底浮出水 图 3-2 图 3-3 图 3-4 压力传感器 空气 细管 洗 衣 缸 A B h Δh 空气 水 银 4 cm 水 银 空气 甲 乙 10 面的高度为 h ， 桶内外水面的高度差为 Δh ， 则被测者的 “肺活量”， 即 V 0 = 。 4. 容器的容积是 5 L ， 里面所装气体的压强为 1×10 6 Pa ， 如果温度保持不变， 把容器开关打开以后， 容器里剩下的气体是原来的百分之几？ （已知外界大气压 强为 1×10 5 Pa ） 5. 现用验证玻意耳定律的仪器来测量 大气压强 p 0 。 注射器针筒已被固定在竖直 方向上， 针筒上所标刻度是注射器的容积， 最大刻度 V m ＝10 mL 。 注射器活塞已装上钩 码框架， 如图 3-5 所示。 此外， 还有一台 托盘天平、 若干钩码、 一把米尺、 一个针 孔橡皮帽和少许润滑油。 （ 1 ） 下面是实验步骤， 试填写所缺的 ② 和 ⑤ 。 ① 用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度 L 。 ② 。 ③ 把适量的润滑油抹在注射器的活塞上， 将活塞插入外筒中， 上下拉动活 塞， 使活塞与针筒的间隙内均匀地涂上润滑油。 ④ 将活塞插到适当的位置。 ⑤ 。 ⑥ 在钩码框架两侧挂上钩码， 记下挂上的钩码的质量 m 1 。 在达到平衡后， 记 下注射器中空气柱的体积 V 1 。 在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温 度不变。 ⑦ 增加钩码的个数， 使钩码的质量增大为 m 2 ， 达到平衡后， 记下空气柱的体 积 V 2 。 （ 2 ） 求出计算大气压强 p 0 的公式。