2025届高中物理一轮复习练习：探究气体等温变化的规律

探究气体等温变化的规律练习 1.在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中,某小 组同学通过上拉或下压柱塞得到了a、b、c、d四组实验数据,如图是 压力表记录b组数据时的状态,通过记录对应的四个封闭气柱的长度 值L(L单位:cm)算出体积,四组实验数据如下表 压力表 111 一空气桂 -橡胶塞 次数 b d C d 0.8 1.6 压强p(×105Pa) 1.9 8 6.4 4.0 体积V(cm) 3.4 体积的倒数1V 0.125 0.156 0.25 0.294 (cm-3) (1)实验研究的对象是 ,实验中应保持不变的参量 是_ 和 (2)实验中为了控制该参量不变,下列采取的主要措施比较合理的是 A. 在柱塞上涂上润滑油,保持良好的封闭性 B. 推动柱塞时要缓慢 C. 不要用手直接握住注射器密闭气体的部分 D. 实验前注射器内要吸入尽量多的空气 (③)实验数据b对应的压强应为 ×105Pa, 根据上表数据作出 的p一1V图像,可得出实验结论:质量一定的理想气体 2.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置 如图甲所示。 胶篮 #0 注射器 数据采集器 计算机 甲 (1)关于该实验下列说法正确的是 A. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 B. 为方便推拉柱塞,应用手握住注射器 C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V 的数据并作出V-1p图线,发现图线不通过坐标原点,如图乙所示;图 中纵截距的物理含义是 :实验中出现的 误差属于 (选填“系统误差”或“偶然误差”) -V 乙 (③)A组同学利用所得实验数据作出的p-1V图线应该是 2 ,_ ) C 2 (4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后,在p-1V坐标平面上 描点作图, 因压缩气体过程中注射器漏气, 则作出的图线应为图丙中 的 (选填“①”或“②”)。 → 0 丙 3.如图甲所示,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: 注射器 数据采集器 计算机 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次连接起来 ②缓慢移动活塞至某位置,待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体 的体积V和由计算机显示的气体压强值p 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)实验过程中,下列说法正确的 A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的 压强值 C. 推拉活塞时,手不可以握住注射器气体部分 ②)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后,以 p为纵轴、1V为横轴,画出图像如图乙所示,则产生的可能原因是 A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 ,P →# (③)在不同温度环境下,另一位同学重复了上述实验,实验操作和数据 处理均正确。环境温度分别为T、T,且T.>T。在如图所示的四幅 图中,可能正确反映相关物理量之间关系的是 (选填选项前的 字母)。 (4)在相同温度环境下,不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处 理的方法完成了实验,并在相同 坐标度的情况下画出了压强与体积的关系图线,如图丙、丁所示。对 于两组的图线并不相同的结果,他们请教了老师,老师的解释是由于 他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别 是①m、②m、③n和④m,则由图可知它们的大小关系是n m: m__ _m(选填“大于”或“小于”)。 丙 4.某回学通过图甲所示的实验装置,利用玻意耳定律来测定一题形状 不规则的石子的体积 注射器 石子 ☆ 乙 实验步骤 ①将石块装进注射器,插入活塞,再将注射器通过软管与传感器A连 接; ②移动活塞,通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积的V,同时记 录对应的传感器数据 ③建立直角坐标系 (1)在实验操作中,下列说法正确的是 A. 图甲中,传感器A为压强传感器 B. 在步骤①中,将注射器与传感器A连接前,应把注射器活塞移至注 射器最右端位胃 C. 操作中,不可用手握住注射器封闭气体部分,是为了保持封闭气体 的温度不变 D. 若实验过程中不慎将活塞拔出针筒,应立即将活塞插入注射器继续 实验 ②)为了在坐标系中获得直线图像,若取v轴为V,则x轴为 (选填“1p”或“p”); (③)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到如图乙所示图像 若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差,则石块的体 积为 :若考虑该误差影响,测得软管容积为V,则石块的体 积为 5.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,用天平测出其质量,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V,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p; III. 重复步骤II,记录活塞在另一位置的容积刻度V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 传感器 算机 数据采集器 测量次数 P 2 4 物理量 0.77 p(X105Pa) 1.00 1.25 1.69 V(×10-5m3) 1.20 1.00 0.85 0.69 (1)为了减小实验误差,现采用作直线图线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V,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%与容积刻 度V、气体的压强p的关系表达式为V一 (③)实验测得这些小晶体的质量为6.48×103kg,则小晶体的密度大 小为 kg/n3。 6.某同学用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。在橡胶套和 柱塞间封闭着一段空气柱,空气柱的长度L可以从刻度尺读取,空气 柱的压强p可以从与空气柱相连的压力表读取。缓慢地向下压或向上 拉柱塞,保持空气柱的温度不变,测量空气柱的长度及对应的压强 得到如图乙所示的p一L图像。 1压力表 2 P (1)为了更直观地处理数据,将图乙化曲为直,绘制了如图丙所示的拟 合直线,则图丙的横坐标为 (选填“1L”、“L”、“1\r(L)” 或“2”)。 p 1 (2)本实验探究的是气体等温变化时压强p与体积V变化的规律,但测 量时却测量了空气柱的长度L,用/,代替V的理由是 A. 空气柱的横截面积S恒定 B. 空气柱的温度恒定 C. 空气柱的压强恒定 (③)根据实验数据,得出的结论为 A.一定量的气体等温变化时,压强与体积成正比 B. 一定量的气体等温变化时,压强与体积成反比 C. 一定量的气体等容变化时,压强与温度成正比 D. 一定量的气体等容变化时,压强与温度成反比 7.(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 和 应保持不变的物理量是 它的体积 可从 直接读出,它的压强由图中的压强传感器等计算机辅 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 p/(×105Pa) V/mL p.V/(×105Pa·mL) 20.0 1.0010 20.020 42 18.0 1.0952 19.714 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 A. 实验时注射器活塞与简壁间的摩擦力越来越大 B. 实验时环境温度升高了 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7 B. 摄氏温度t C. 体积V D. 体积的倒数1V (4)如果由注射器的满刻度处开始推动活塞,记录刻度值V,同时记录 对应的由计算机显示的气体压强值p,用V一1p图像处理实验数据 得出图丙所示的图线,如果实验操作规范正确,那么V代表 (5)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V 以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的 软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。 绘出的V一1p关系图像应是 V -1 C D 答案: 1.(1)注射器内密闭的气体 温度 密闭气体的质量 (2)ABC (3)1.0 温度不变时,压强与体积成反比 解析:(1)实验研究的对象是注射器内密闭的气体,保持不变的参量是 温度和密闭气体的质量 (2)柱塞和针简之间涂上润滑油,可以减小摩擦、防止漏气,保证气体 质量不变。缓慢推动柱塞、不要用手直接握住注射器密闭气体的部分 可以保证气体的温度不变,故A、B、C正确,D错误 (3)p=86.4×0.8×105Pa=1.0×105Pa,实验数据b对应的压强为 1.0×105Pa,作出的p一1V图线为一条过原点的直线,可得出结论 质量一定的理想气体,温度不变时,压强与体积成反比 2.(1)A(2)胶管内气体体积的相反数 系统误差(③)B (4)② 解析:(1)在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,可以保证封闭气体的气密 性,A正确;用手握住注射器,会使气体温度升高,不符合实验要求 B错误;应缓慢推拉柱塞和读取数据,C错误;只有压强可以通过数据 采集器采集,D错误。故选A (②)设胶管内气体体积为△V,根据玻意耳定律有p rc(a)vs4)alcoI(V+△V)=C,解得V-Cp-△V,造成图线不过 原点的原因是由于胶管内存在气体,题图乙中纵截距的物理含义是股 管内气体体积的相反数,该误差属于系统误差。 ③)被封闭气体的初始体积为V十AV,压强为p,末状态的体积为V +AV,根据玻意耳定律得porc\(alvs4lalcol(vo+AV)=p rc (alvs4lallcol(V+AV),解得p,可知V越小,1V越大,随 着V减小,压强趋近于某一值。故选B。 (4)由于存在漏气,则pV减小,故图线应为② 3.(1)C (②)A (③)BC(4)大于 大于