高中物理鲁科版 过关检测选修3-3　实验：探究气体压强与体积的关系 Word版含解析

实验:探究气体压强与体积的关系

1.“探究气体压强与体积的关系”实验过程中,应避免玻璃管内外空气的压强差过大,这样做的目的是防止　　　　,以保持注射器内空气的　　　　不变。?
答案　进入或逸出气体　质量
解析　该实验是探究一定质量气体等温变化过程中,p与V的变化关系。应保证所研究的气体质量不变。若内外压强差过大,易导致活塞缝隙,橡皮帽处有气体进入或逸出。
2.“探究气体压强与体积的关系”实验过程中,应使活塞的运动尽可能慢些,这主要是为了(　　)
A.减少活塞所受的摩擦力
B.避免损坏仪器
C.防止注射器漏气
D.使注射器内空气做等温变化
答案　D
解析　使活塞运动尽可能慢,玻璃管内气体能很好地与外界发生热交换,而保证温度与外界环境相同保持不变,故选D。
3.(多选)在“探究气体压强与体积的关系”实验中,对气体的初状态和末状态的测量和计算都正确无误。结果末状态的pV值与初状态的p0V0值明显不等。造成这一结果的原因可能是在实验过程中(　　)
A.气体温度发生变化 B.气体与外界间有热交换
C.有气体泄漏 D.体积改变得太迅速
答案　ACD
解析　实验要求研究对象不变,即气体质量一定,要求等温变化,即体积缓慢变化,使气体与外界发生热交换保持等温状态。因此A、C、D都会导致pV值发生变化。
4.(多选)某同学用同一个注射器做了两次研究等温变化中气体与体积关系的实验,操作完全正确。根据实验数据却画出了两条不同的p-V双曲线,如图所示。造成这种情况的原因可能是(　　)
/
A.两次实验中空气质量不同
B.两次实验中温度不同
C.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取气体压强的数据不同
D.两次实验中保持空气质量、温度相同,但所取气体体积的数据不同
答案　AB
解析　可以看到每一条曲线都满足pV值恒定,但在气体压强相同时,两曲线对应气体体积不同,因此,可能是实验所研究的气体质量不同,或者两次实验气体温度不同,故选A、B。
B组　综合提能
1.某同学用一个水平固定着的、活塞横截面积已知的注射器和一个弹簧测力计,测定当时的大气压。下面提供了四项必要的实验操作,请按正确的顺序将各项操作前的字母填在横线上:　　　　　　　　　　　。?
a.读出初始状态气体的体积V1;
b.将注射器活塞移到某一适当位置,用橡皮帽将注射器出口封住;
c.读出活塞被拉出一定距离后气体的体积V2和弹簧测力计的拉力F;
d.用弹簧测力计将活塞拉出一定的距离。
如果活塞的横截面积为S,则测得大气压的表达式为p0=　　　　。?
答案　badc　
??
2
F
(
??
2
-
??
1
)S
解析　应先选定所研究气体,即步骤b;确定初始体积,步骤a;改变气体体积并测量记录,步骤d、c。初始气压为p0,后来体积V2时,气体压强为p2=p0-
??
??
。则p0V1=p2V2,可得p0=
??
??
2
(
??
2
-
??
1
)S
。
2.某小组利用如下装置进行“探究气体压强与体积的关系”实验。
/
　　如图所示,带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体,推动活塞可以改变气体体积V。实验所用气压计较特殊,测量的是注射器内部和外部气体压强的差Δp。在多次改变体积后,得到如下数据:
Δp/105 Pa
0
0.11
0.25
0.43
0.67
V/mL
10
9
8
7
6
　　(1)每次气体的状态调整后,都要等一会儿再记录数据,这是因为　　　　　　　　。?
　　(2)作出Δp-
1
??
图像。
/
　　(3)根据你在(2)中作出的图像,图像与Δp轴的交点纵坐标为　　　　　　　　,物理含义是　　　　　　　　　　　　　。?
答案　
/
(1)保持注射器内部气体温度不变,
(2)如图所示
(3)-1×105　大气压强的负值
解析　(1)等一会再记录数据,为了使注射器内气体与外界进行充分热交换,以保证温度不变。
(3)由表格第一组数据可知初始研究气体压强为大气压p0,因p0V0=pV,则Δp=p-p0=
??
0
??
0
??
-p0则可知
1
??
=0时Δp=-p0,即图像与纵坐标交点为大气压负值。