高考物理一轮复习实验针对训练20探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练20探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系含答案，共6页。


(1)该装置可用于验证________定律。(填写气体实验定律名称)
(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为eq \f(2,3)V0，压强传感器示数为p1，则此时气球体积为________。
2．现用“探究气体压强与体积的关系”的实验来测量大气压强p。注射器针筒已被固定在竖直方向上，针筒上所标刻度是注射器的容积，最大刻度Vm＝10 mL。注射器活塞已装上钩码框架，如图所示。此外，还有一架托盘天平、若干钩码、一把米尺、一个针孔橡皮帽和少许润滑油。
(1)下面是实验步骤，试填写所缺的②和⑤。
①用米尺测出注射器针筒上全部刻度的长度L；
②_________________________________________________________________；
③把适量的润滑油抹在注射器的活塞上，将活塞插入针筒中，上下拉动活塞，使活塞与针筒的间隙内均匀涂上润滑油；
④将活塞拉到适当的位置；
⑤________________________________________________________________；
⑥在钩码框架两侧挂上钩码，记下挂上的钩码的质量m1，在达到平衡后，记下注射器中空气柱的体积V1，在这个过程中不要用手接触注射器以保证空气柱温度不变；
⑦增加钩码的个数，使钩码的质量增大为m2，达到平衡后，记下空气柱的体积V2。
(2)计算大气压强p的公式是________。(用已给的和测得的物理量表示，重力加速度为g)
3．用注射器做验证玻意耳定律的实验，如图1所示。
图1
(1)若测得注射器的全部刻度长为l，由注射器的刻度直接读出其容积为V，由天平测得注射器的活塞和钩码框架的总质量为m1，由气压计读出大气压强为p0，重力加速度大小为g。当框架两侧对称悬挂的钩码总质量为m2时，气体压强为________；去掉钩码，用弹簧测力计竖直向上拉框架，测得拉力为F，则气体压强为________。
(2)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、eq \f(1,V)为横轴，画出p­eq \f(1,V)图像如图2、3、4所示，则图2产生的可能原因是________；图3产生的可能原因是______；图4产生的可能原因是________。
图2 图3 图4
A．各组的p、eq \f(1,V)取值范围太小
B．实验过程中有漏气现象
C．实验过程中气体温度升高
D．在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强
4．(2023·山东聊城模拟)用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。

甲 乙
(1)实验中，为找到体积与压强的关系，________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积；
(2)关于该实验的操作，下列说法正确的有________；
A．柱塞上应该涂油
B．应缓慢推拉柱塞
C．用手握着注射器推拉柱塞
D．注射器必须固定在竖直平面内
(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标，eq \f(1,V)为横坐标，在坐标系中描点作图。小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的________(选填“①”或“②”)，造成该现象的原因可能是________。
实验针对训练(二十)
1．解析：(1)研究在温度不变时，气体的压强随体积的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律。
(2)将注射器内气体部分推入气球，压强传感器示数为p1，根据玻意耳定律得p1V1＝p0V0，所以V1＝eq \f(p0V0,p1)，读出此时注射器内剩余气体的体积为eq \f(2,3)V0，所以此时气球体积为V1－eq \f(2,3)V0＝eq \f(p0V0,p1)－eq \f(2V0,3)。
答案：(1)玻意耳 (2)eq \f(p0V0,p1)－eq \f(2V0,3)
2．解析：(1)实验步骤：②称出活塞和钩码框架的总质量M；⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住。
(2)活塞的横截面积为S＝eq \f(Vm,L)
由力学平衡条件得p1＝p＋eq \f(M＋m1,S)g，p2＝p＋eq \f(M＋m2,S)g
由玻意耳定律得p1V1＝p2V2
联立解得大气压强
p＝eq \f(Lg,Vm)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m2V2－m1V1,V1－V2)－M))。
答案：(1)②称出活塞和钩码框架的总质量M ⑤将注射器针筒上的小孔用橡皮帽堵住
(2)p＝eq \f(Lg,Vm)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(m2V2－m1V1,V1－V2)－M))
3．解析：(1)注射器可看成圆柱体，由V＝Sl得S＝eq \f(V,l)。框架两边加砝码时，对活塞受力分析可知p1S＝p0S＋m1g＋m2g，可得气体压强p1＝p0＋eq \f(m1g＋m2gl,V)；向上加力F时，对活塞受力分析可知p2S＋F＝p0S＋m1g，可得气体压强p2＝p0＋eq \f(m1g－Fl,V)。
(2)图2中图线的交点在横轴上，即测量的压强为0时就有一定的体积，因此在测量过程中压强测小了，可能是在计算压强时，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强，故选D；图3中图线向上弯曲，可能是实验过程中气体温度升高，故选C；图4中图线向下弯曲，可能是实验过程中有漏气现象，导致pV乘积减小，故选B。
答案：(1)p0＋eq \f(m1g＋m2gl,V)
p0＋eq \f(m1g－Fl,V) (2)D C B
4．解析：(1)由于注射器的横截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测空气柱的横截面积。
(2)柱塞上涂油，既减小摩擦，又防止漏气，故A正确；若急速推拉柱塞，则有可能造成漏气、气体温度变化，所以应缓慢推拉柱塞，故B正确；手握注射器会造成温度变化，故C错误；压强由压力表测量，不是由竖直的平衡条件计算，所以不需要竖直放置，故D错误。
(3)由eq \f(pV,T)＝C，可得p＝CT×eq \f(1,V)，其中p­eq \f(1,V)图像的斜率为k＝CT，则温度相同时，质量越小，则图像的斜率越小，图像将向下弯曲，图②是小明组所绘，造成这种情况的原因是漏气。
答案：(1)不需要 (2)AB (3)② 漏气