高中物理人教版2019選擇性課后習(xí)題第二章2-第1課時實驗探究氣體等溫變化的規(guī)律

2.氣體的等溫變化第1課時實驗:探究氣體等溫變化的規(guī)律A級必備知識基礎(chǔ)練1.(多選)在探究氣體等溫變化的規(guī)律的實驗中,為保持溫度不變,下列采取的措施合理的是()A.推動活塞運動時盡可能慢些B.在活塞上涂上潤滑油,保持良好的密封性C.不要用手握住注射器封閉氣體部分D.實驗時盡量在注射器中封入較多的空氣2.對一定質(zhì)量的氣體,在等溫條件下得出體積V與壓強p的數(shù)據(jù)如下表:V/m31.000.500.400.250.20p/(105Pa)1.453.103.955.987.70(1)根據(jù)所給數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上(如圖甲所示)畫出p1V甲(2)由畫出的圖線可得結(jié)論是

。

(3)乙圖為兩同學(xué)在實驗中得到的p1V圖像,若兩人實驗時均操作無誤且選取的坐標(biāo)標(biāo)度相同,那么兩圖線斜率不同的主要原因是

乙3.(2022山東高二期末)為了探究氣體等溫變化的規(guī)律,某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如下實驗,如圖所示,用粗細(xì)均勻的U形管封閉一定質(zhì)量的空氣,右端開口,可通過右端口添加水銀液體來改變封閉空氣壓強,測量左端空氣柱長度,來得到不同壓強下空氣的體積。已知外界大氣壓強相當(dāng)于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強,圖中給出了實驗中氣體的兩個不同的狀態(tài)。(1)實驗時甲圖氣體的壓強相當(dāng)于cm水銀柱產(chǎn)生的壓強;乙圖氣體的壓強相當(dāng)于cm水銀柱產(chǎn)生的壓強。

(2)實驗時某同學(xué)認(rèn)為U形管的橫截面積S可不用測量,這一觀點正確嗎?(選填“正確”或“錯誤”)。

(3)數(shù)據(jù)測量完后在用圖像法處理數(shù)據(jù)時,某同學(xué)以壓強p為縱坐標(biāo),以體積V(或空氣柱長度)為橫坐標(biāo)來作圖,你認(rèn)為他這樣做能方便地看出p與V間的關(guān)系嗎?,并簡述理由

。

B級關(guān)鍵能力提升練4.采用驗證玻意耳定律實驗的主要器材針管及其附件,來測定大氣壓強的值。實驗步驟如下:(1)將針管水平固定,拔下橡皮帽,向右將活塞從針管中抽出;(2)用天平稱出活塞與固定在其上的支架的總質(zhì)量為m;(3)用游標(biāo)卡尺測出活塞直徑d;(4)再將活塞插入針管中,保持針管中有一定質(zhì)量的氣體,并蓋上橡皮帽,此時,從針管上可讀出氣柱體積為V1;(5)將彈簧測力計掛鉤鉤在活塞支架上,向右水平緩慢拉動活塞到一定位置,此時,彈簧測力計讀數(shù)為F,氣柱體積為V2。試用以上的直接測量數(shù)據(jù),寫出求大氣壓強的最終表達(dá)式p0=,本實驗中實驗步驟是多余的。

5.圖甲是用氣體壓強傳感器探究氣體等溫變化規(guī)律的實驗裝置,操作步驟如下:甲乙①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,將注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機逐一連接起來;②緩慢移動活塞至某一位置,待示數(shù)穩(wěn)定后記錄此時注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計算機顯示的氣體壓強值P1;③重復(fù)上述步驟②,多次測量并記錄數(shù)據(jù);④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出相應(yīng)圖像,分析得出結(jié)論。(1)在本實驗操作的過程中,應(yīng)該保持不變的量是氣體的和。

(2)根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù),作出了如圖乙所示的pV圖像。對圖線進行分析,在誤差允許范圍內(nèi),p1、p2、V1、V2之間應(yīng)該滿足的關(guān)系式為。

(3)在溫度不變的環(huán)境中,某小組的同學(xué)緩慢移動活塞壓縮氣體,記錄實驗數(shù)據(jù),并在坐標(biāo)紙中作出了壓強p與體積V的關(guān)系圖線,如圖丙所示。從圖像可知,在讀數(shù)和描點作圖均正確的情況下,得到這個圖像的原因可能是。

丙2.氣體的等溫變化第1課時實驗:探究氣體等溫變化的規(guī)律1.AC緩慢地推拉活塞,可以使封閉氣體的溫度與外界的溫度保持一致,從而可以保持封閉氣體的溫度不變,所以A正確;在活塞上涂上潤滑油,保持良好的密封性,這樣是為了保持封閉氣體的質(zhì)量不發(fā)生變化,并不能保持封閉氣體的溫度不變,故B錯誤;當(dāng)用手直接握住注射器封閉氣體部分時,手的溫度可能改變封閉氣體的溫度,所以不要用手直接握住注射器封閉氣體部分,所以C正確;只要是封閉氣體的質(zhì)量不變,氣體的多少不會改變實驗的數(shù)據(jù),與氣體的溫度是否會變化無關(guān),所以D錯誤。2.答案(1)見解析圖(2)一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,壓強與體積成反比(3)研究氣體的質(zhì)量不同(或同質(zhì)量氣體在不同溫度下研究)解析(1)作圖如圖所示(2)由圖可知p1V圖線為過原點的傾斜直線,即一定質(zhì)量的氣體,在溫度不變的情況下,壓強p與體積的倒數(shù)1V成正比(3)根據(jù)p1V圖像可知,如果溫度相同,則說明兩次氣體質(zhì)量不同,如果氣體質(zhì)量相同,3.答案(1)7680(2)正確(3)不能pV圖像是一條曲線,不能方便地看出p與V間的關(guān)系,應(yīng)該作出p1V圖像,如果圖像是過原點的直線,可以確定p與V解析(1)由連通器原理可知,甲圖中氣體壓強等于外界大氣壓強,相當(dāng)于76cm水銀柱產(chǎn)生的壓強,乙圖中氣體壓強為p2=76cm·ρg+4cm·ρg=80cm·ρg,相當(dāng)于80cm水銀柱產(chǎn)生的壓強。(2)由玻意耳定律p1V1=p2V2,即p1L1S=p2L2S可以看出,兩邊橫截面積可以約掉,所以U形管的橫截面積可不用測量,這一觀點是正確的。(3)以p為縱坐標(biāo),以V為橫坐標(biāo),作出pV圖像是一條曲線,不能方便地看出p與V間的關(guān)系,應(yīng)該作出p1V圖像,如果圖像是過原點的直線,可以確定p與V4.答案4FV解析開始時氣體的壓強為p0,向右水平緩慢拉動活塞到一定位置,彈簧測力計讀數(shù)為F時氣體的壓強p1,p1=p0FS=p0Fπd22=p04Fπd2,該過程中溫度不變,則p0V1=p1由上面的公式可知,在玻意耳定律的表達(dá)式中,與活塞及固定在其上的支架的總質(zhì)量無關(guān),所以步驟