高中物理选择性必修第三册课后习题 第二章 2.第1课时 实验 探究气体等温变化的规律.docVIP

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2.气体的等温变化

第1课时实验:探究气体等温变化的规律

A级必备知识基础练

1.(多选)在探究气体等温变化的规律的实验中,为保持温度不变,下列采取的措施合理的是()

A.推动活塞运动时尽可能慢些

B.在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性

C.不要用手握住注射器封闭气体部分

D.实验时尽量在注射器中封入较多的空气

2.对一定质量的气体,在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表:

V/m3

1.00

0.50

0.40

0.25

0.20

p/(105Pa)

1.45

3.10

3.95

5.98

7.70

(1)根据所给数据在坐标纸上(如图甲所示)画出p-1V

甲

(2)由画出的图线可得结论是?。?

(3)乙图为两同学在实验中得到的p-1V图像,若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同,那么两图线斜率不同的主要原因是?

乙

3.(山东高二期末)为了探究气体等温变化的规律,某学习小组设计了如下实验,如图所示,用粗细均匀的U形管封闭一定质量的空气,右端开口,可通过右端口添加水银液体来改变封闭空气压强,测量左端空气柱长度,来得到不同压强下空气的体积。已知外界大气压强相当于76cm水银柱产生的压强,图中给出了实验中气体的两个不同的状态。

(1)实验时甲图气体的压强相当于cm水银柱产生的压强;乙图气体的压强相当于cm水银柱产生的压强。?

(2)实验时某同学认为U形管的横截面积S可不用测量,这一观点正确吗?(选填“正确”或“错误”)。?

(3)数据测量完后在用图像法处理数据时,某同学以压强p为纵坐标,以体积V(或空气柱长度)为横坐标来作图,你认为他这样做能方便地看出p与V间的关系吗?,并简述理由??。?

B级关键能力提升练

4.采用验证玻意耳定律实验的主要器材针管及其附件,来测定大气压强的值。实验步骤如下:

(1)将针管水平固定,拔下橡皮帽,向右将活塞从针管中抽出;

(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为m;

(3)用游标卡尺测出活塞直径d;

(4)再将活塞插入针管中,保持针管中有一定质量的气体,并盖上橡皮帽,此时,从针管上可读出气柱体积为V1;

(5)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上,向右水平缓慢拉动活塞到一定位置,此时,弹簧测力计读数为F,气柱体积为V2。

试用以上的直接测量数据,写出求大气压强的最终表达式p0=,本实验中实验步骤是多余的。?

5.图甲是用气体压强传感器探究气体等温变化规律的实验装置,操作步骤如下:

甲

乙

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一连接起来;

②缓慢移动活塞至某一位置,待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值P1;

③重复上述步骤②,多次测量并记录数据;

④根据记录的数据,作出相应图像,分析得出结论。

(1)在本实验操作的过程中,应该保持不变的量是气体的和。?

(2)根据记录的实验数据,作出了如图乙所示的p-V图像。对图线进行分析,在误差允许范围内,p1、p2、V1、V2之间应该满足的关系式为。?

(3)在温度不变的环境中,某小组的同学缓慢移动活塞压缩气体,记录实验数据,并在坐标纸中作出了压强p与体积V的关系图线,如图丙所示。从图像可知,在读数和描点作图均正确的情况下,得到这个图像的原因可能是。?

丙

2.气体的等温变化

第1课时实验:探究气体等温变化的规律

1.AC缓慢地推拉活塞,可以使封闭气体的温度与外界的温度保持一致,从而可以保持封闭气体的温度不变,所以A正确;在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性,这样是为了保持封闭气体的质量不发生变化,并不能保持封闭气体的温度不变,故B错误;当用手直接握住注射器封闭气体部分时,手的温度可能改变封闭气体的温度,所以不要用手直接握住注射器封闭气体部分,所以C正确;只要是封闭气体的质量不变,气体的多少不会改变实验的数据,与气体的温度是否会变化无关,所以D错误。

2.答案(1)见解析图

(2)一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比

(3)研究气体的质量不同(或同质量气体在不同温度下研究)

解析(1)作图如图所示

(2)由图可知p-1V图线为过原点的倾斜直线,即一定质量的气体,在温度不变的情况下,压强p与体积的倒数1

(3)根据p-1V

3.答案(1)7680(2)正确(3)不能p-V图像是一条曲线,不能方便地看出p与V间的关系,应该作出p-1V

解析(1)由连通器原理可知,甲图中气体压强等于外界大气压强,相当于76cm水银柱产生的压强,乙图中气体压强为p2=76cm·ρg+4cm·ρg=80c