第2章 第2节 第2课时 实验：探究气体等温变化的规律 课后达标检测(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

1．(2024·安徽合肥一模)某实验小组探究一定质量的空气做等温变化的规律，实验装置如图甲所示。用圆柱状活塞将一定质量的空气封闭于无刻度的注射器筒内，封闭空气压强由压强传感器测出。 (1)关于该实验，下列说法正确的是_________。 A．注射器必须水平放置 B．注射器内部的横截面积不需要测量 C．固定在注射器上的刻度尺可以不标注单位 (2)该小组分别在室内外进行了实验(室内温度高于室外温度)，作出的p－图像如图乙所示，则在室内的图像是________(选填“①”或“②”)。实验时需要________(选填“缓慢”或“快速”)推动活塞。 解析：(1)注射器不必保持水平放置，气体压强由传感器直接读出，实验时注射器如何放置对实验结果没有影响，故A错误；实验中要探究的是压强和体积之间的比例关系，注射器筒是圆柱形，横截面积不变，不需要测量气体体积，所以注射器内部的横截面积没必要测量，故B正确；注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，便于等量地改变体积，可以不标注单位，故C正确。 (2)气体压强与气体的温度有关，一定量的气体，在相同体积下，温度越高，压强越大，故图像①是在温度稍高的室内实验室中测量获得的。空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器活塞保证气体温度不变。 答案：(1)BC　(2)①　缓慢 2．(2024·广东佛山阶段练)某同学设计了如图甲所示的实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。注射器导热性能良好，用橡皮塞和柱塞在注射器内封闭一定质量的气体。柱塞下方安装一个钩。实验时，在钩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，并依据柱塞(包括钩)和钩码的质量求出对应气体的压强p。已知注射器内空气柱的横截面积为S，刻度全长为L，大气压为 p0，柱塞(包括钩)的质量m0＝200 g，每个钩码的质量m＝50 g，重力加速度为g。 　 (1)每次挂上钩码，要停留一点时间，让柱塞下滑到不再移动的另一位置时才读出空气柱的体积，是为了控制空气柱的__________。 (2)若在某次实验中所挂钩码个数为 n，则平衡后空气柱的压强为______________(用题目中已知量的符号表示)。 (3)该同学通过实验数据得到如图乙所示的p－图像，由该图像得到的结论是________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)未挂钩码前，柱塞封闭的空气柱长度为，压强为，依次挂上钩码，当空气柱长度为L时，所挂钩码有________个。 解析：(1)柱塞静止时空气柱的压强保持不变，柱塞静止时读数是为了控制空气柱的压强稳定。 (2)若在某次实验中所挂钩码个数为n， 由平衡得pS＋(m0＋nm)g＝p0S， 得平衡后空气柱的压强 p＝p0－。 (3)p－图像为倾斜直线，说明等温情况下一定质量封闭气体的压强与体积成反比。 (4)由等温变化可得 ·＝pLS， 又pS＋(m0＋km)g＝p0S ＋m0g＝p0S 联立得所挂钩码个数k＝＝ 代入数据得k＝2。 答案：(1)压强稳定　(2)p0－　(3)等温情况下一定质量封闭气体的压强与体积成反比　(4)2 3．某同学用图1所示装置，通过实验来验证玻意耳定律。封闭于注射器内的空气体积可由注射器筒壁上的刻度直接读出。已知大气压强为p0，重力加速度为g。回答下列问题： (1)关于该实验，下列说法正确的有________(填选项序号)。 A．注射器一定要竖直固定 B．在框架上悬挂钩码时要两侧对称 C．改变被封闭气体的压强后，测量气体体积时越快越好 D．处理数据时发现被封气体压强与体积的乘积渐渐增大，可能是因为存在漏气现象 (2)测量注射器活塞横截面的直径d时，游标卡尺的示数如图2所示，其读数为________cm。 (3)若操作正确且测得活塞及框架的总质量为m0，当框架上挂上质量为m的钩码时，稳定后被封气体的压强为____________(用测得及已知物理量字母表示)。 (4)测出气体体积并改变钩码质量，测出多组压强、体积数据，即可验证玻意耳定律。 解析：(1)为了减小误差，固定注射器针筒时必须保持针筒竖直，故A正确；在实验过程中，为了减小误差，在框架上悬挂钩码时要两侧对称，保证注射器活塞竖直向下，故B正确；改变被封闭气体的压强后，测量气体体积时要待稳定后再读数，故C错误；实验时若注射器内的气体向外发生了泄漏，则pV乘积减小，故D错误。 (2)测量注射器活塞横截面的直径d时，游标卡尺的示数如图2所示，其读数为 2．0 cm＋0.005×12 cm＝2.060 cm。 (3)根据受力平衡可得pS＝p0S＋(m＋m0)g，其中S＝，联立解得空气柱的压强p＝p0＋。 答案：(1)AB　(2)2.060　(3)p0＋ 学科网（北京）股份有限公司 $