2024版新教材高考物理一轮复习特训卷-考点88实验-探究气体压强与体积的关系.docx

考点88实验：探究气体压强与体积的关系1.某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度尺上读取空气柱的长度（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积；（2）关于该实验，下列说法正确的是；A为避免漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油B实验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器C为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D活塞移至某位置时，应快速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值（3）若实验过程中气体温度降低，其他条件符合实验要求，实验小组按气体温度不变，测得注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值（数值未给出）后，请你根据所学知识，结合气体实际状态变化情况，以p为纵轴、为横轴，帮助该实验小组作出气体状态变化大致图像2.2023·上海虹口区二模如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS来探究一定质量气体的压强和体积关系（1）所研究的对象是；它的体积可用直接读出（2）实验过程中，下列操作中错误的是（）A推拉活塞时，动作要慢B推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位C压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据D活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气（3）在验证玻意耳定律的实验中，如果用实验所得数据在图2所示的P ­ 图像中标出，可得图2中线如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，则根据实验数据描出图2中线（均选填“甲”“乙”或“丙”）.3.如图是用DIS研究“在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的部分实验装置主要步骤如下：将压强传感器校准；把活塞移至注射器满刻度处；逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器、计算机；推动活塞，记录多组注射器内气体的体积V以及相应的压强传感器示数p.（1）实验操作中，除了保证封闭气体的温度恒定以外，还需保证不变为此，在封入气体前，应（2）一小组根据测量的数据，绘出p ­ 图像如图所示图线的上端出现了一小段弯曲，产生这一现象的可能原因是：_.（3）另一小组实验时缓慢推动活塞，记录4组注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p.在采集第5组数据时，压强传感器的软管脱落，重新接上后继续实验，又采集了4组数据，其余操作无误绘出的V ­ 关系图像应是 ABCD4.为了测量所采集的某种植物种子的密度，一位同学进行了如下实验：A取适量的种子，用天平测出其质量，然后将几粒种子装入注射器内B将注射器和压强传感器相连，然后缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p.C重复上述步骤，分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p.D根据记录的数据，作出 ­ V图线，并推算出种子的密度（1）根据图线，可求得种子的总体积约为mL（即 cm3）.（2）如果测得这些种子的质量为7.86×103kg，则种子的密度为kg/m3.（3）如果在上述实验过程中，由于操作不规范，使注射器内气体的温度升高，其错误的操作可能是、 这样操作会造成所测种子的密度值（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.5.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，如图所示；（5）将弹簧秤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，弹簧秤读数为F，气柱体积为V2.试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式p0，本实验中第实验步骤是多余的考点88实验：探究气体压强与体积的关系1答案：(1)不需要(2)A(3)见解析解析：(1)横截面积相同，每一次体积的改变，只需要比较空气柱长度的变化即可，故不需要测量空气柱的横截面积；(2)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是注射器上涂上润滑油防止漏气，故A正确；若急速推拉活塞，则有可能造成气体温度变化，故B错误；手握紧活塞会导致温度的变化，故C错误；活塞移至某位置时，应等状态稳定后，记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故D错误故选A.(3)p ­ 图线的斜率kpV根据pVnRT气体温度降低，则斜率减小，图像向下弯曲2答案：(1)注射器中封闭的气体注射器的刻度(2)C(3)乙甲解析：(1)根据题意可知，本实验探究一定质量气体的压强和体积关系，则研究对象为注射器内封闭的气体，气体的体积可以通过注射器刻度直接读出(2)实验过程中，推拉活塞时，动作要慢，避免因推拉活塞过快，封闭气体温度升高，故A正确，不符合题意；推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位，如用手握住注射器筒有气体的部位会使气体温度升高，故B正确，不符合题意；压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体的质量发生了变化，如立即重新接上，继续实验，将出现较大误差，故C错误，符合题意；为了防止摩擦生热及气体质量变化，活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气，故D正确，不符合题意(3)在验证玻意耳定律的实验中，根据理想气体状态方程有C可得pCT·，则p与成正比，故图像为图2中的乙线如果实验中，使一定质量气体的体积减小的同时，温度逐渐升高，由上述分析可知，p与的图像的斜率将变大，故图像为图2中的甲线3答案：(1)质量在活塞上均匀涂抹润滑油(2)注射器内的气体向外泄漏(3)D解析：(1)研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系，即质量、温度不变时气体的压强与体积的关系，所以本实验保持温度不变，还需保证封闭气体质量不变；为了防止漏气，需要在活塞上均匀涂抹润滑油(2)p ­ 图线的上端出现了一小段弯曲，即当增大，V减小时，p增加的量与增加的量不是线性关系，斜率减小，说明压强增加程度减小，其原因可能是注射器存在漏气现象(3)测量时，由于注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0未计入，所以纵轴存在截距V0；当软管脱落后，由于气体向外漏出，p的测量值偏小，相应的横坐标偏大，但V ­ 的延长线与纵轴的交点仍为V0，则前后两条图线应相交在此处，所以绘出的V ­ 关系图像应是D.4答案：(1)5.6(±0.2)(2)1.40×103(±0.2×103)(3)手握住了注射器内的封闭气体部分没有缓慢推动活塞偏小解析：(1)根据玻意耳定律，pVC，当趋向于0，则气体体积趋向于0，从 ­ V图像知，横轴截距表示种子的体积为：5.6(±0.2)mL.(2)密度为：1.40×103 kg/m31.40×103(±0.2×103) kg/m3(3)注射器内气体的温度升高，其错误的操作可能是：手握住了注射器内的封闭气体部分，没有缓慢推动活塞；当气体温度升高，气体的体积趋于膨胀，更难被压缩，所作的 ­ V图线与横轴的交点将向右平移，所测种子体积偏大，密度偏小5答案：(2)解析：开始时气体的压强为p0，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，弹簧秤读数为F时气体的压强p1，p1p0p0p0；该过程中温度不变，则：p0V1p1V2，整理得：p0，由上面的式子可知，在表达式中，与活塞及固定在其上的支架的总质量无关，所以步骤(2)是多余的