鲁科版高考物理一轮总复习实验21探究气体压强与体积的关系练习题含答案

实验二十一　探究气体压强与体积的关系

(建议用时：40分钟)

1．用注射器做“探究气体等温变化规律”的实验中，取几组p、V值后，用p作纵坐标， 作横坐标，画出的p­ 图线是一条直线，把这条直线延长后未通过坐标原点，而与横轴相交，如图所示，可能的原因是(　　)

A．各组的取值范围太小

B．堵塞注射器小孔的橡胶套漏气

C．在实验中用手握住注射器而没能保持温度不变

D．压强的测量值偏小

D　解析：因p­ 图线为一直线，故气体的质量一定、温度不变的条件得到满足，B、C错误；取值范围大小对实验无太大影响，A错误；如图所示，先将图线反向延长并和纵坐标交于－p，然后将  轴向下平移到－p，图线过原点，可见压强的测量值偏小，D正确。

2．如图所示为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，气体的压强可从仪表上读出，一段空气柱被橡胶套和活塞封闭在玻璃管内，从刻度尺上可读出空气柱的长度。实验过程中气体压缩太快会使气体温度______(选填“升高”“不变”或“降低”)。实验中气体向外漏气，测得气体的体积与压强的乘积______(选填“变大”“不变”或“变小”)。

解析：实验过程中气体压缩太快，外界对气体做功，会使气体温度升高。实验中气体向外漏气，质量减小，测得气体的体积与压强的乘积变小。

答案：升高　变小

3．在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，实验装置如图所示，完成下列问题。

(1)实验中的研究对象是封闭在注射器内的气体，实验中应保持不变的参量是温度和质量，它的体积由注射器直接读出，它的压强由压强传感器等计算机辅助系统得到。

(2)某同学在实验中测得的数据在计算机屏幕上显示如表所示，仔细观察“pV”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的原因可能是D。

A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大

B．实验时环境温度升高了

C．实验时外界大气压强发生了变化

D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏

(3)在一次实验中，计算机屏幕显示如图所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的D。

A．热力学温度T 

B．摄氏温度t

C．体积V 

D．体积的倒数

(4)实验过程中，下列操作有误的是C。

A．推拉活塞时，动作要慢

B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分

C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验

D．活塞与针筒之间要保持气密性

4．为了测量某不规则小物体的体积，一位同学进行了如下实验：

①将不规则物体装入注射器内。

②将注射器和压强传感器相连，然后推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p。

③重复上述步骤，分别记录活塞在其他位置的刻度V和记录相应的气体的压强p。

④根据记录的数据，作出  ­V图像，推测出不规则物体的体积。

(1)根据图像，可求得不规则物体的体积约为________mL。

(2)如果在上述实验过程中，由于注射器内气体的温度升高，那么，所测不规则物体体积值________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3)为提高实验的准确性，操作过程中要注意的事项有__________________________________________________________。

解析：(1)实验测得的体积实际上是不规则物体体积与气体体积之和，对于被封闭的气体，根据理想气体状态方程可知 ＝C，得 ＝。当T保持不变， 趋向于0时，则气体体积趋向于0，从 ­V 图像知，横轴截距表示不规则物体的体积为 5.0 mL。

(2)当注射器内的气体温度升高，气体的体积趋于膨胀，更难被压缩，所作的  ­V图线与横轴的交点将向右平移，所测不规则物体的体积偏大。

(3)由图像可知， V与p成反比，只有一定质量的气体温度保持不变时，体积与压强成反比，所以完成本实验的基本要求是封闭气体的质量和温度不变。

答案：(1)5.0　(2)偏大　(3)封闭气体的质量和温度不变

5．有同学在做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”的实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值。缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上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，计算机屏幕上显示出如图所示的p­V图线(其中实线是实验所得图线，虚线为一支参考双曲线)。

(1)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：________。

(2)根据(1)中的回答，说明减小误差应采取的措施：______________________________________。

(3)由于此图无法说明p与V的确切关系，所以改画p­ 图像。根据上述误差的图像画出的p­ 图像应当与哪个图像最接近________。

　　　　         　　A　　　　　　　　　B

　　　　    　　     C　　　　　　　　　D

解析：(1)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是：实验时注射器内的空气向外泄漏或实验时环境温度降低了。

(2)增加密封性或者保持恒温。

(3)由于题图无法说明p与V的确切关系，所以改画p­ 图像。 由于实验时环境温度降低了，所以p­ 图像的图形向下弯曲，所以画出的p­ 图像应当是A。

答案：(1)实验时环境温度降低了或实验时注射器内的空气向外泄漏　(2)保持实验环境不变 或 给活塞涂润滑油，增加密闭性

(3)A