- 气体等容变化的P－T图象
- 共315题
（1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及DIS实验系统来探究气体的压强与体积关系．实验中气体的质量保持不变，气体的体积直接从注射器上读出，气体的压强是由图中______传感器通过计算机系统得到．
（2）完成本实验的基本要求是______
A．在等温条件下操作．
B．封闭气体的容器密封良好．
C．必须弄清所封闭气体的质量．
D．气体的压强和体积必须用国际单位．
（3）某同学在做本实验时，按实验要求组装好实验装置，然后缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从初始体积20.0ml减为12.0ml．实验共测五次，每次体积值直接从注射器的刻度读出并输入计算机，同时由传感器测得对应体积的压强值．实验完成后，计算机屏幕上显示出如下表所示的实验结果：
仔细观察不难发现，pV（×105Pa•m1）一栏中的数值越来越小，造成这一现象的原因可能是______
A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大．
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．实验时注射器的空气向外发生了泄漏．
正确答案
解：（1）用DIS实验“研究气体的压强与体积的关系”时，气压用压强传感器测量；
（2）A、B、玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，故A正确，B正确；
C、玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，气体质量具体值不需要测量，故C错误；
D、玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，单位可以不用国际单位，故D错误；
（3）A、实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误；
B、实验时环境温度增大了，根据理想气体状态方程
C、封闭气体压强与外界大气压强无关，故C错误；
D、实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程
故选D．
故答案为：（1）压强；（2）AB；（3）D．
解析
解：（1）用DIS实验“研究气体的压强与体积的关系”时，气压用压强传感器测量；
（2）A、B、玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，故A正确，B正确；
C、玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，气体质量具体值不需要测量，故C错误；
D、玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，单位可以不用国际单位，故D错误；
（3）A、实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误；
B、实验时环境温度增大了，根据理想气体状态方程
C、封闭气体压强与外界大气压强无关，故C错误；
D、实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程
故选D．
故答案为：（1）压强；（2）AB；（3）D．
（1）气体温度达到127℃，活塞离底部的高度．
（2）气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度和气体的压强．
正确答案
解：（1）以封闭气体为研究对象：
设温度升高到T0时，活塞刚好到达汽缸口．此时有：p2=p0，V2=dS，T2；
根据盖•吕萨克定律：
由于T3=400K＜T2，故有p3=p0，V3=l3S，T3=400K；
由
（2）T4=660K＞T2，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化．
所以：l4=d
此时有：p4，V4=dS，T4=600K；
由理想气体状态方程：
解得
答：（1）气体温度达到127℃，活塞离底部的高度为
（2）气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度为d，气体的压强为1.1×105Pa．
解析
解：（1）以封闭气体为研究对象：
设温度升高到T0时，活塞刚好到达汽缸口．此时有：p2=p0，V2=dS，T2；
根据盖•吕萨克定律：
由于T3=400K＜T2，故有p3=p0，V3=l3S，T3=400K；
由
（2）T4=660K＞T2，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化．
所以：l4=d
此时有：p4，V4=dS，T4=600K；
由理想气体状态方程：
解得
答：（1）气体温度达到127℃，活塞离底部的高度为
（2）气体温度达到387℃时，活塞离底部的高度为d，气体的压强为1.1×105Pa．
（1）取适量的大米，用天平测出其质量，然后将大米装入注射器内；
（2）缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V1，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强P1；
（3）重复步骤（2），记录活塞在另一位置的刻度V2和读取相应的气体的压强P2；
（4）根据记录的数据，算出大米的密度．
①如果测得这些大米的质量为6.46×10-3kg，则大米的密度为______kg/m3．
（结果取二位有效数字）．
②为了减小实验误差，在上述实验过程中，应做怎样改进？
③请设想可能影响实验结果的一个问题．
正确答案
解：（1）设大米的体积为V，以注射器内封闭的气体为研究对象，
由玻意耳定律可得：P1（V1-V）=P2（V2-V），
解得V=
大米的密度为：
ρ=
（2）可以改变气体的体积，测出若干个压强值，然后作出V-
（3）大米含水量多少影响其密度、连接传感器的管子影响体积的测量、气体温度发生了变化（压缩气体速度太快）、放入的大米量太少影响测量精度等等．
故答案为：（1）1.7×103
（2）可以改变气体的体积，测出若干个压强值，然后作出V-
（3）大米含水量多少影响其密度、连接传感器的管子影响体积的测量、气体温度发生了变化（压缩气体速度太快）、放入的大米量太少影响测量精度等等．
解析
解：（1）设大米的体积为V，以注射器内封闭的气体为研究对象，
由玻意耳定律可得：P1（V1-V）=P2（V2-V），
解得V=
大米的密度为：
ρ=
（2）可以改变气体的体积，测出若干个压强值，然后作出V-
（3）大米含水量多少影响其密度、连接传感器的管子影响体积的测量、气体温度发生了变化（压缩气体速度太快）、放入的大米量太少影响测量精度等等．
故答案为：（1）1.7×103
（2）可以改变气体的体积，测出若干个压强值，然后作出V-
（3）大米含水量多少影响其密度、连接传感器的管子影响体积的测量、气体温度发生了变化（压缩气体速度太快）、放入的大米量太少影响测量精度等等．
实验桌上有满足要求的细绳若干，钩码足够多（每个重0.5N），弹簧测力计一只（量程为10N、分度值为0.2N），细沙足量，小桶、烧杯各一个，光滑玻璃板一块，面积为2cm2带有挂钩的小吸盘一个．请你利用上述器材设计出两种粗略测量大气压强的实验方案．
（1）实验原理是______；
（2）要求写出：两种方案的实验步骤及需测量的物理量；
（3）对两种方案的可操作性和误差进行简单评估，写出一条即可．
正确答案
解：（1）测量大气压强的实验原理：P=
故答案为：P=
（2）方法一：①将蘸水的面积为2cm2带有挂钩的小吸盘压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内的空气；
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上；
③轻轻地向小桶内加沙，直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板，用弹簧测力计测出这时小桶和沙的总重力G．
方法二：①将蘸水的面积为2cm2带有挂钩的小吸盘压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内的空气；
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面；
③记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数F，这就是大气对吸盘的压力；
（3）第二种方案中，当吸盘刚刚拉脱时，由于弹簧测力计不稳定，所以读数时，容易出错．
解析
解：（1）测量大气压强的实验原理：P=
故答案为：P=
（2）方法一：①将蘸水的面积为2cm2带有挂钩的小吸盘压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内的空气；
②将装有适量细砂的小桶轻轻地挂在吸盘的塑料挂钩上；
③轻轻地向小桶内加沙，直到塑料吸盘刚好脱离玻璃板，用弹簧测力计测出这时小桶和沙的总重力G．
方法二：①将蘸水的面积为2cm2带有挂钩的小吸盘压在光滑水平的玻璃板上，挤出塑料吸盘内的空气；
②用弹簧测力计钩着吸盘挂钩缓慢往上拉，直到吸盘脱离板面；
③记录刚刚拉脱时弹簧测力计的读数F，这就是大气对吸盘的压力；
（3）第二种方案中，当吸盘刚刚拉脱时，由于弹簧测力计不稳定，所以读数时，容易出错．
某小组同学利用如图（a）所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系．他们在试管中封闭了一定质量的气体，将压强传感器和温度传感器的压敏元件和热敏元件伸入到试管内部，通过数据采集器和计算机测得试管内气体的压强和温度．
（1）实验中，他们把试管浸在烧杯的冷水中，通过在烧杯中逐次加入热水来改变试管内气体的温度，每次加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值，最后得到一组气体的压强和温度的数值．上述操作中错误的是______；
（2）采取了正确的操作后，他们针对同一部分气体在三个不同体积的情况下记录了相关数据，计算机绘出的p-t图象分别如图（b）中的①、②、③所示，其中p1为已知量，则图线①的函数表达式为______；
（3）图（c）中可能符合上述气体变化过程的图线是______．
正确答案
解：（1））“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的，应该是“加入热水后，在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”；
（2）斜率为：k=
纵轴截距为：P1；
故图线①的函数表达式为：P=kt+P1=
（3）同一部分气体在三个不同体积的情况下的P-t图象中，0摄氏度时图线①压强最大，说明体积最小；
A、B、三条图线都是等容变化，且图线①对应体积最小，故A错误，B正确；
C、D、三条图线都是等容变化，且图线①对应体积最小，故C错误，D错误；
故选B；
故答案为：（1）“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的，应该是“加入热水后，在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”；（2）p=
解析
解：（1））“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的，应该是“加入热水后，在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”；
（2）斜率为：k=
纵轴截距为：P1；
故图线①的函数表达式为：P=kt+P1=
（3）同一部分气体在三个不同体积的情况下的P-t图象中，0摄氏度时图线①压强最大，说明体积最小；
A、B、三条图线都是等容变化，且图线①对应体积最小，故A错误，B正确；
C、D、三条图线都是等容变化，且图线①对应体积最小，故C错误，D错误；
故选B；
故答案为：（1）“加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值”是错误的，应该是“加入热水后，在气体状态稳定后再记录压强和温度的数值”；（2）p=
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