课时测评6 实验：探究气体等温变化的规律-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评6　实验：探究气体等温变化的规律 (时间：30分钟　满分：50分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 1．(10分)“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。 (1)某次实验中，数据表格内第2～8次压强没有记录，但其他操作规范。根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是________。 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强p/kPa 100.1 p7 179.9 体积V/cm3 18 17 16 15 14 13 12 11 10 A．128.5 kPa　　　　　　　 B．138.4 kPa C．149.9 kPa D．163.7 kPa (2)若连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为________。 答案：(1)C　(2)V0＋V 解析：(1)根据表格可知，压强和体积的乘积保持不变，则第7次的压强p7＝ kPa＝150.15 kPa≈149.9 kPa，故选C。 (2)若连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为V＋V0。 2．(10分)(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______________________，应保持不变的物理量是________和____________，它的体积可从____________直接读出，它的压强由图甲中的________传感器从计算机辅助系统得到。 (2)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________。 A．热力学温度T B．摄氏温度t C．体积V D．体积的倒数 (3)实验过程中，下列操作错误的是________。 A．推拉柱塞时，动作要慢 B．推拉柱塞时，手不能握住注射器含有气体的部分 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验 D．活塞与针筒之间要保持气密性 答案：(1)封闭在注射器内的气体　温度　气体质量　注射器刻度　压强　(2)D　(3)C 解析：(1)实验中的研究对象是封闭在注射器内的气体；实验的条件是温度不变、气体质量一定；研究气体压强和体积的关系，体积可从注射器刻度直接读出，压强可由压强传感器得到。 (2)图像为过原点的直线，则纵坐标与横坐标成正比关系，结合实验数据可知，横坐标表示的物理量是封闭气体体积的倒数，故选D。 (3)本实验条件是温度不变，推拉柱塞时，动作要慢，故A正确；用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器含有气体的部分，故B正确；研究的是一定质量的气体，压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量发生变化，故C错误；研究的是一定质量的气体，因此尽量将容器密封好，故D正确。 3．(10分)在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”的实验中，某小组同学通过压力连杆上拉或下压柱塞得到了如表所示的四组实验数据。 次数 1 2 3 4 压强p(×105 Pa) 0.8 ____ 1.6 1.9 体积V(cm3) 8 6.4 ____ 3.4 体积倒数(cm-3) 0.125 0.156 ____ 0.294 如图甲是压力表记录第2组数据时的状态。通过记录对应的四个封闭气柱的长度L(单位：cm)算出体积，已知封闭气柱的横截面积S＝2 cm2，且V＝LS，若测第3组数据时，读出空气柱的长度为2.0 cm。 (1)请完善上表。 (2)根据上表数据在图乙所示坐标系中作出p -图像。由图像可得实验结论：质量一定的某种气体，_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)1.0　4.0　0.250　(2)见解析图　在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比 解析：(1)由题图甲可读得第2组数据对应的气体压强为1.0×105 Pa。 由题设可知，第3组数据中气柱体积为 V3＝SL3＝2×2.0 cm3＝4.0 cm3 则＝0.250 cm-3。 (2)由题表中数据描点，用一条平滑的线连接，使尽可能多的点落在线上，不能落在线上的点均匀分布在线的两侧，离线较远的点可以舍去， 作出的p -图像如图所示 由图可看出，质量一定的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积的倒数成正比，即压强p与体积V成反比。 4．(10分)有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”的实验时，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图乙所示的p -V图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一条参考双曲线)。 (1)实验过程中要求缓慢推动活塞的原因是：___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)不难发现，该图线与双曲线不够吻合，造成这一现象的可能原因是：________________________________________________________________________。 (3)由于图乙无法说明p与V的确切关系，所以改画p-图像，画出的p-图像应当是________。 答案：(1)见解析　(2)见解析　(3)A 解析：(1)实验过程中要缓慢推动活塞，使气体有充分的时间与外界进行热交换，保证气体做等温变化。 (2)该图线与双曲线不够吻合，造成这一现象的可能原因是：注射器漏气，使气体的体积减小，图像向左偏移(也可能是周围环境温度降低)。 (3)若p -V图像是双曲线，则说明p与V成反比，画出p -图像应为过原点的直线，由于漏气或者环境温度降低使得气体的压强减小，图线向下弯曲，故A正确。 5．(10分)如图甲为研究一定质量的气体压强与体积关系的实验装置。 (1)图甲中①为________传感器，该实验需要保持气体的________和________不变。 (2)某同学在实验中测出多组气体压强与体积值后，利用DIS实验绘图功能，得到如图乙所示的p -V图像，则由图乙________(选填“能”或“不能”)得到压强与体积成反比的结论。 (3)某同学在实验中得到的数据如下： 次数 1 2 3 4 5 6 压强p/kPa 116.2 124.6 134.3 145.6 158.8 173.2 体积V/cm3 14 13 12 11 10 9 体积倒数/cm-3 0.071 0.077 0.083 0.091 0.100 0.111 pV/kPa·cm3 1 626.8 1 619.8 1 611.6 1 601.6 1 588.0 1 558.8 表中数据表明气体的pV乘积随着气体体积的减小而减小，若实验中很好地满足了实验需要满足的条件，则出现该结果的原因可能是：__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)压强　质量　温度　(2)不能　(3)实验时注射器内的空气向外发生了泄漏 解析：(1)题图甲中①为压强传感器；研究一定质量的气体压强与体积关系时，应保持气体的质量和温度不变。 (2)压强与体积成反比的图像应为双曲线的一支，不能确定题图乙的p -V图像是不是双曲线的一支，所以不能确定压强与体积成反比。 (3)pV乘积随着气体体积的减小而减小的原因可能是：实验时注射器内的空气向外发生了泄漏。 学生用书第34页 学科网（北京）股份有限公司 $$