实验二十一探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系.docx
实验二十一探究等温情况下一定质量气体压强与体积的
关系
1.(2023·江苏卷,9)在“探究气体等温变化的规律”的实验中,实验装置如图1所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是________。
图1
A.把柱塞快速地向下压
B.把柱塞缓慢地向上拉
C.在橡胶套处接另一注射器,快速推动该注射器柱塞
D.在橡胶套处接另一注射器,缓慢推动该注射器柱塞
2.某小组利用如图2所示装置研究“一定质量气体温度不变时,压强与体积的关系”,图中装置1为压强传感器,装置2为数据采集器,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,实验所用测量压强的装置较特殊,测量的是注射器内部气体和外部大气(压强为p0)的压强差Δp,在多次改变体积后,得到如下数据:
Δp/×105pa
0
0.11
0.25
0.43
0.67
V/mL
10
9
8
7
6
图2
(1)每次气体的状态调整后,都要等一会儿再记录数据,这是为了________________________。
(2)研究小组基于数据,以Δp为y轴,作出的函数图线为直线,则x轴是________。
(3)若图像斜率为k,该直线的函数表达式是__________,图像纵轴截距的绝对值的物理含义是________________。
3.某实验小组用图3所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。
(1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的温度和________。
(2)关于该实验的操作,下列说法正确的是________。
A.在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性
B.实验时应快速推拉柱塞并迅速读数,以避免气体与外界发生热交换
C.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端,以避免改变气体的温度
D.实验必须测量柱塞的横截面积,以获知被封闭气体的体积
(3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,实验小组在不同的环境温度下进行了实验,得到的p-V图像如图4所示,由图可知,这两次实验气体的温度大小关系为T1________T2(选填“”“=”或“”)。
(4)实验小组同学作出p-eq\f(1,V)图像,发现当气体压强增大到一定值后,实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离,则描绘的图线可能如图5的________(选填“①”或“②”)所示。请通过分析说明你的判断_________________________________________________________________。
4.如图6所示,用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,将注射器活塞移动到适当的位置,逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞,改变注射器内气体体积,根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机,实验完成后,实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。
图6
(1)关于该实验下列说法正确的是________。
A.为方便推拉活塞,可以用手握住注射器
B.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
C.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
D.实验过程中要以较快的速度推拉活塞,以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变
(2)根据玻意耳定律,p-V图线理论上是一条________(选填“抛物线”“双曲线”或“倾斜直线”),所以无法从输出的p-V图线中直观地反映出p与V的关系,但是我们可以输出p-eq\f(1,V)或V-eq\f(1,p)图线,下面能正确反映它们之间关系的是________(注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略)。
图7
(3)某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积,在连接器材时,他将小石块放进注射器针筒内,然后按规范的操作完成实验,输出的V-eq\f(1,p)图线如图7所示,已知注射器与压强传感器连接软管的体积为Va,则小石块的体积为________。
5.某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律,实验装置如图8所示。用活塞和注射器外筒封闭一定的气体,其压强可由左侧的压强传感器测得。
图8
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A.该实验用等效替代法研究气体的变化规律
B.实验时注射器必须水平放置
C.注射器内部的横截面积没必要测量
D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位
(2)进行实验操作时,不能推拉活塞过快,其原因是__________________。
(3)该实验小组首先在甲实验室进行了实验,下表为记录的实验数据,其中有一次记录的实验数据错误,记录错误的是________(填错误数据对应的实验序号)。