第71講探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（練習(xí)）（原卷版）

第71講探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（模擬精練+真題演練）1．（2023·安徽合肥·合肥市第六中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）小默用如圖裝置驗(yàn)證等溫狀態(tài)下氣體的實(shí)驗(yàn)定律。已知壓力表通過(guò)細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，細(xì)管隱藏在柱塞內(nèi)部，未在圖中標(biāo)明。

（1）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中注射器沒(méi)有完全豎直而是略微傾斜，則壓力表讀數(shù)。A．偏大

B．偏小

C．沒(méi)有影響（2）下列實(shí)驗(yàn)操作，正確的有。A．柱塞上應(yīng)該涂油以更好地密封氣體B．應(yīng)快速推拉柱塞以避免氣體與外界熱交換C．用手握住注射器推拉柱塞以使裝置更加穩(wěn)定（3）注射器內(nèi)空氣柱的體積為V、壓強(qiáng)為p，若考慮到連接壓力表和注射器內(nèi)空氣柱的細(xì)管中有少量氣體未計(jì)入，從理論上分析圖像最接近下列哪個(gè)圖。

2．（2023·山東濟(jì)寧·統(tǒng)考二模）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究“氣體溫度不變時(shí)壓強(qiáng)隨體積變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)，注射器導(dǎo)熱性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體。質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩跨過(guò)滑輪，一端系到活塞上，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使左側(cè)細(xì)繩拉直時(shí)能保持水平，另一端可以掛鉤碼。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在細(xì)繩的下端依次掛上質(zhì)量相同的鉤碼1，2，3，……，穩(wěn)定后通過(guò)注射器的標(biāo)度讀出對(duì)應(yīng)空氣柱的體積V，并能求出對(duì)應(yīng)氣體的壓強(qiáng)p。已知注射器的最大體積為，刻度全長(zhǎng)為L(zhǎng)，大氣壓為，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g。（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作，下列說(shuō)法正確的是()A．為減小誤差，每掛上一個(gè)鉤碼后，應(yīng)平衡后再讀出體積。B．掛鉤碼時(shí)，為了防止注射器脫落，應(yīng)用手緊緊握住注射器。C．實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將活塞上涂有潤(rùn)滑油，并來(lái)回拉動(dòng)幾次。D．實(shí)驗(yàn)時(shí)必須測(cè)出封閉氣體的溫度。（2）若在某次實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩上所掛鉤碼個(gè)數(shù)為n，則平衡后對(duì)應(yīng)氣體的壓強(qiáng)為（用題目中已知量表示）（3）該同學(xué)根據(jù)測(cè)得氣體的體積和對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，做出了圖像，如圖乙所示，圖線不過(guò)原點(diǎn)，則縱坐標(biāo)b代表；體積增大到一定值后，圖線開始偏離直線，可能是由于氣體溫度（填“升高”或“降低”）；也可能是由于裝置氣密性導(dǎo)致氣體質(zhì)量（填“增大”或“減小”）。3．（2023·云南·模擬預(yù)測(cè)）某同學(xué)用注射器和壓強(qiáng)傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)遵循的規(guī)律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示。用活塞和注射器外筒封閉一定的氣體，其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓強(qiáng)傳感器測(cè)得。

（1）在注射器柱塞上涂上潤(rùn)滑油，其主要目的是（2）該同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算機(jī)屏幕顯示如圖（b）所示，其縱坐標(biāo)表示封閉氣體的壓強(qiáng)，則橫坐標(biāo)表示的物理量是封閉氣體的；

A．熱力學(xué)溫度T

B．?dāng)z氏溫度tC．壓強(qiáng)p

D．壓強(qiáng)的倒數(shù)（3）若該實(shí)驗(yàn)的誤差僅由注射器與傳感器之間細(xì)管中的氣體體積導(dǎo)致的，由圖（b）可得大小為mL（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）。4．（2020·北京海淀·統(tǒng)考二模）如圖所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體做等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下：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(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來(lái)；②移動(dòng)活塞至某一位置，記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體的壓強(qiáng)；③重復(fù)上述步驟②，多次測(cè)量并記錄壓強(qiáng)和體積數(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）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的基本要求，下列說(shuō)法正確的是（填選項(xiàng)前的字母）。A．移動(dòng)活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些B．封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C．必須測(cè)出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量D．封閉氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國(guó)際單位表示（2）為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出（填“”或“”）圖像。對(duì)圖像進(jìn)行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條，就說(shuō)明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比。（3）在不同環(huán)境溫度下，另一位同學(xué)重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為、，且。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是（填選項(xiàng)的字母）。A．B．C．D．（4）當(dāng)緩慢壓縮注射器內(nèi)的氣體時(shí)，外界對(duì)氣體做功，試從熱力學(xué)第一定律的角度分析，氣體做等溫變化的原因是。5．（2022秋·上海靜安·高三上海市市西中學(xué)校考開學(xué)考試）用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí)，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③用圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖線，

（1）為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是；（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是和；（3）如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖所示的圖線不過(guò)原點(diǎn)，則V0代表。（4）小明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，并記錄下每次測(cè)量的壓強(qiáng)p與注射器刻度值V。在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)壓強(qiáng)傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，其余操作無(wú)誤。關(guān)系圖像應(yīng)是()A．

B．

C．

D．

6．（2023秋·福建三明·高三三明一中?？奸_學(xué)考試）如圖所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，將注射器活塞移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢?，逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)。推、拉活塞，改變注射器內(nèi)氣體體積，根據(jù)注射器針筒上的刻度讀出體積值并輸入計(jì)算機(jī)，同時(shí)由壓強(qiáng)傳感器將對(duì)應(yīng)體積的壓強(qiáng)值通過(guò)數(shù)據(jù)采集器傳送給計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)完成后，實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)即可按要求顯示出各種圖線。

（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是。A．為方便推拉活塞，可以用手握住注射器B．實(shí)驗(yàn)中氣體的壓強(qiáng)和體積都可以通過(guò)數(shù)據(jù)采集器獲得C．為保證封閉氣體的氣密性，應(yīng)在柱塞與注射器壁間涂上潤(rùn)滑油D．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要以較快的速度推拉活塞，以免操作動(dòng)作慢使空氣柱的質(zhì)量發(fā)生改變（2）根據(jù)玻意耳定律，pV圖線理論上是一條（“拋物線”、“雙曲線”或“傾斜直線”），所以無(wú)法從輸出的pV圖線中直觀地反映出p與V的關(guān)系，但是我們可以輸出或圖線，下面能正確反映它們之間關(guān)系的是（注射器與壓強(qiáng)傳感器連接處軟管的體積不能忽略）

（3）某同學(xué)想利用該裝置測(cè)量出一個(gè)不規(guī)則形狀小石塊的體積，在連接器材時(shí)，他將小石塊放進(jìn)注射器針筒內(nèi)，然后按規(guī)范的操作完成實(shí)驗(yàn)，輸出的圖線如圖所示，已知注射器與壓強(qiáng)傳感器連接軟管的體積為Va，則小石塊的體積為。

7．（2023春·山東青島·高三?？计谥校├脠D裝置驗(yàn)證氣體等溫變化實(shí)驗(yàn)規(guī)律，用一個(gè)帶兩根細(xì)管的橡皮塞塞緊燒瓶的瓶口，壓強(qiáng)傳感器通過(guò)其中一根不帶閥門的細(xì)管連通燒瓶中的空氣，另一根帶閥門的細(xì)管連通注射器。開始時(shí)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，注射器針筒的最大刻度線到閥門之間充滿了水。實(shí)驗(yàn)時(shí)打開閥門，緩慢推動(dòng)注射器活塞向燒瓶?jī)?nèi)注入水。根據(jù)注射器刻度記錄注入水的體積V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)氣體的壓強(qiáng)p值，得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。利用圖像法處理數(shù)據(jù)得到甲圖。（1）甲圖中的縱坐標(biāo)為（填“V”或“”），利用甲圖中的數(shù)據(jù)可得燒瓶的體積為；（2）通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的不斷完善，可準(zhǔn)確測(cè)出氣體的體積V'，做出p—V'圖像如圖乙，圖線在V1、V2之間所圍的面積的物理意義是；（3）某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)pV'乘積隨壓強(qiáng)p增大而變小，導(dǎo)致這個(gè)現(xiàn)象的原因是。8．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過(guò)塑料管與壓強(qiáng)傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強(qiáng)和體積（等于注射器示數(shù)與塑料管容積之和），逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。

回答以下問(wèn)題：（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過(guò)原點(diǎn)的直線