高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 气体的等温变化当堂达标检测题

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A．实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化
B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
C．为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦
D．处理数据时采用p­eq \f(1,V)图像，是因为p­eq \f(1,V)图像比p­V图像更直观
2．(多选)在“探究气体等温变化的规律”实验中，为保持温度不变，下列采取的措施合理的是( )
A．推动活塞运动时尽可能慢些
B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性
C．不要用手握住注射器封闭气体部分
D．实验时尽量在注射器中封入较多的空气
3.在“探究气体等温变化的规律”的实验中，利用注射器选取一段空气柱为研究对象，如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．
(1)在实验过程中，空气柱的体积变化不要太快的原因是____________________________；在移动柱塞的过程中，正确的操作是________________________________．
(2)在温度不变的情况下，得到压强p与体积V成反比的结论，你对这一结论的微观解释是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
4．对一定质量的气体，在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表：
(1)根据所给数据在坐标纸上(如图所示)画出p­eq \f(1,V)图线．
(2)由画出的图线可得出的结论是
_______________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
5．某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律．
(1)在实验中，下列哪些操作不是必需的________．
A.用橡胶套密封注射器的下端
B.用游标卡尺测量柱塞的直径
C.读取压力表上显示的气压值
D.读取刻度尺上显示的空气柱长度
(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________．
6．某实验小组用如图所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律．
(1)关于该实验，下列说法正确的是________．
A.实验前应将注射器内的空气完全排出
B.空气柱体积变化应尽可能的快些
C.空气柱的压强随体积的减小而减小
D.作出p­eq \f(1,V)的图像可以直观反映出p与V的关系
(2)如图是甲、乙两同学在实验中得到的p­eq \f(1,V)图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
7．在“探究气体等温变化的规律”的实验中，如图所示，导热性能良好的注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中，以这段空气柱为研究对象，实验过程中它的质量不会变化．空气柱的压强p可以从上方的压力表中读出，空气柱的体积V可以从注射器的标度上读出，用手把柱塞向下或向上拉，读出体积与压强的几组数据．
(1)关于本实验的实际操作及数据处理，以下说法正确的是________；
A.为减小实验误差，应缓慢移动柱塞
B.气体的压强和体积必须用国际单位
C.推、拉柱塞时，为了稳定，手应握住注射器筒上的空气柱部分
D.注射器下端橡胶套脱落后，应立即重新封上，继续实验并记录数据
(2)以压强p为纵坐标，以体积的倒数eq \f(1,V)为横坐标，把实验得到的各组数据在坐标系中描点．某小组在这次实验过程中，环境温度突然降低，其它操作均规范，则该小组最后得到的p­eq \f(1,V)关系图像可能是________．
8．某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律．
(1)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，他们进行了两次实验(两次注射器中封闭空气的质量相同)，得到的p­V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1________T2(选填“”).
(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出________(选填“p­V”或“p­eq \f(1,V)”)图像．对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条________________________________________________________________________线，
就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比．
(3)另一小组根据实验数据作出的V­eq \f(1,p)图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是
________________________________________________________________________．
微点4 实验：探究气体等温变化的规律
1．答案：AD
解析：本实验采用的方法是控制变量法，所以要保持被封闭气体的质量和温度不变，A正确；由于注射器的横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，B错误；涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，C错误；p与V成反比，p­eq \f(1,V)图像是一条过原点的直线，而p­V图像是双曲线的一支，所以p­eq \f(1,V)图像更直观，D正确．
2．答案：AC
解析：缓慢地推拉活塞，可以使封闭气体的温度与外界的温度保持一致，从而可以保持封闭气体的温度不变，所以A正确；在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性，这样是为了保持封闭气体的质量不发生变化，并不能保持封闭气体的温度不变，故B错误；当用手直接握住注射器封闭气体部分时，手的温度可能改变封闭气体的温度，所以不要用手直接握住注射器封闭气体部分，所以C正确；只要是封闭气体的质量不变，气体的多少不会改变实验的数据，与气体的温度是否会变化无关，所以D错误．
3．答案：(1)为保持温度不变 缓慢地向下压或向上拉 (2)温度保持不变，分子的平均动能一定；体积减小，分子的数密度增大，压强增大，反之体积变大则压强变小
解析：(1)为了使温度变化可以忽略不计，即保持温度不变，空气柱的体积变化不能太快．具体操作是缓慢地向下压或向上拉活塞．
(2)微观上，压强由分子平均动能和分子的数密度决定，则温度保持不变，分子的平均动能一定，而体积减小，分子的数密度增大，故压强增大，反之体积变大则压强变小．
4．答案：(1)见解析图 (2)一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强与体积成反比
解析：(1)作图如图所示
(2)由图可知p­eq \f(1,V)图线过原点，即一定质量的气体，在温度不变的情况下，压强p与体积的倒数eq \f(1,V)成正比，所以压强与体积成反比．
5．答案：(1)B (2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 (3)C
解析：(1)为了保证气密性，应用橡胶套密封注射器的下端，A需要；由于注射器的直径均匀恒定，根据V＝LS可知体积和空气柱长度成正比，所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度，无需测量直径，B不需要，D需要；为了得知气压的变化情况，需要读取压力表上显示的气压值，C需要．
(2)手温会影响气体的温度，且实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高，所以这样做的目的是保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变．
(3)当气体做等温变化时，p与V成反比，即p∝eq \f(1,V)，故p­eq \f(1,V)图像为直线，所以为了能直观反映p与V成反比的关系，应作p­eq \f(1,V)图像，C正确．
6．答案：(1)D (2)研究气体的质量不同(或同质量气体在不同温度下研究)
解析：(1)实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动柱塞保证气体温度不变，故B错误；气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，故C错误；p­eq \f(1,V)图像是一条倾斜的直线，作出p­eq \f(1,V)的图像可以直观反映出p与V的关系，故D正确．
(2)根据p­eq \f(1,V)图像可知，如果温度相同，则说明两次气体质量不同，如果气体质量相同则两次温度不同．
7．答案：(1)A (2)A
解析：(1)为减小实验误差，应缓慢移动柱塞，以防止柱塞移动太快时气体的温度产生变化，A正确；气体的压强和体积没必要必须用国际单位，只要单位相同即可，B错误；推、拉柱塞时，手不应握住注射器筒上的空气柱部分，以防止气体温度产生变化，C错误；注射器下端橡胶套脱落后，气体的质量产生变化，需重新做实验，D错误．故选A.
(2)由eq \f(pV,T)＝C，可知p＝CT·eq \f(1,V)，CT是p­eq \f(1,V)关系图像的斜率，如果环境温度突然降低，其它操作均规范，则该小组最后得到的p­eq \f(1,V)关系图像的斜率将减小，图像可能是A，所以A正确，BCD错误．
8．答案：(1)> (2)p­eq \f(1,V) 过原点的倾斜直线 (3)未考虑注射器前端和橡胶塞连接处的气体
解析：(1)在p­V图像中，根据eq \f(pV,T)＝C，即pV＝CT，可知离坐标原点越远的等温线温度越高，故T1>T2.
(2)由玻意耳定律可知一定质量的理想气体温度不变时，压强与体积成反比，故为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出p­eq \f(1,V)图像．
如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比．
(3)另一小组根据实验数据作出V­eq \f(1,p)图像如题图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图像不过原点的原因可能是试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验器材可知，实验时未考虑注射器前端与橡胶塞连接处的气体．V/m3
1.00
0.50
0.40
0.25
0.20
p/(×105Pa)
1.45
3.10
3.95
5.98
7.70