【高考突破方案】第十三章 实验二十探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 -强化训练（解析版）高考物理一轮复习

第十三章 热学
实验二十　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
1.如图所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，气体的压强可从仪表上读出，一段空气柱被橡胶套和活塞封闭在玻璃管内，从刻度尺上可读出空气柱的长度.实验过程中气体压缩太快会使气体温度________(选填“升高”“不变”或“降低”).实验中气体向外漏气，测得气体的体积与压强的乘积________(选填“变大”“不变”或“变小”).　
【答案】 升高　变小
【解析】 实验过程中气体压缩太快，外界对气体做功，会使气体温度升高.实验中气体向外漏气，质量减小，测得气体的体积与压强的乘积变小.
　2.使用如图装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，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.
(1)本实验的研究对象是______(在图中文字中选填)，实验中应保持不变的参量是________.
(2)甲同学在实验中，测得的实验数据如下表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________.
序号 V(mL) p(×105 Pa) p·V(×105 Pa·mL)
1 20.0 1.0010 20.020
2 18.0 1.952 19.714
3 16.0 1.2313 19.701
4 14.0 1.4030 19.642
5 12.0 1.6351 19.621
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度增大了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(3)实验过程中，下列哪一项操作是正确的________.
A.推拉活塞时，动作要快
B.为方便推拉活塞，手可握住注射器含有气体的部分
C.注射器开口处的橡胶套脱落后，应迅速重新装上继续实验
D.活塞与针筒之间涂油主要是为了减小摩擦
E.玻璃管外侧刻度均匀，但并非准确地等于1 cm、2 cm、……，这对实验结果的可靠性不会有影响
【答案】 (1)空气柱　温度　(2)D　(3)E
【解析】 (1)本实验的研究对象是空气柱；实验中应保持不变的参量是温度.
(2)根据理想气体状态方程＝C，其中常量C与气体的种类和气体质量有关，实验中发现pV值越来越小，可知造成这一现象的可能原因是：温度降低或气体质量减小，故D正确，A、B、C错误.
(3)本实验条件是温度不变，故推拉活塞时，动作要慢，故A错误；本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故B错误；本实验研究的是一定质量的气体，注射器开口处的橡胶套脱落后，气体质量会发生变化，不能重新装上继续实验，故C错误；活塞与针筒之间涂油主要是为了封闭气体，保证气体质量一定，其次是为了减小摩擦，故D错误.玻璃管外侧刻度均匀即可，但并非准确地等于1 cm、2 cm、……，这对实验结果的可靠性不会有影响，故E正确.
　3.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：
①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③用V-图像处理实验数据，得出如图2所示图线.
(1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是________________________________________.
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是___________________________________和________________________________________.
(3)如果实验操作规范正确，但如图所示的V-图线不过原点，则V0代表__________________________________________________.
【答案】 (1)在注射器活塞上涂润滑油　(2)移动活塞要缓慢　不能用手握住注射器封闭气体部分　(3)注射器与压强传感器连接部位的气体体积
【解析】 (1)为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油.这样可以保持气密性.
(2)为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢，不能用手握住注射器封闭气体部分.这样能保证装置与外界温度一样.
(3)体积读数值比实际值小V0，根据p(V＋V0)＝C，C为定值，则V＝－V0.如果实验操作规范正确，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积.