實(shí)驗(yàn)二十一探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系(分值:40分)溫馨提示:此系列題卡,非選擇題每空2分,分值不同題空另行標(biāo)注1.(8分)用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí),壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,實(shí)驗(yàn)步驟如下:①把注射器活塞移至注射器中間位置,將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一鏈接;②移動(dòng)活塞,記錄注射器的刻度值V,同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p;③用V-1p圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是。

(2)為了保持封閉氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是和。

(3)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確,但如圖乙所示的V-1p圖線不過(guò)原點(diǎn),則V0代表。2.(8分)(2024·上海卷,一-2)如圖所示,注射器內(nèi)裝有封閉的空氣,與溫度傳感器一起浸在裝有熱水的燒杯中。在水自然冷卻的過(guò)程中,每隔一定時(shí)間記錄一組體積與溫度的值,得到氣體體積與溫度的關(guān)系圖像。①(4分)不考慮漏氣因素,符合理論預(yù)期的圖線是()②(4分)下列有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的操作是()A.實(shí)驗(yàn)前測(cè)量并記錄大氣壓強(qiáng)B.實(shí)驗(yàn)前測(cè)量并記錄環(huán)境溫度C.待溫度傳感器示數(shù)穩(wěn)定后讀數(shù)D.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持液面時(shí)刻處于活塞以上3.(6分)(2025·河北石家莊月考)某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律,注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。(1)該同學(xué)測(cè)得封閉氣體的壓強(qiáng)p和體積V的多組數(shù)據(jù),在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖,作出的圖線如圖乙所示,由圖可知該同學(xué)選用的橫軸為。圖線后半段向上彎曲可能的原因是。

A.改變氣體體積時(shí)推拉柱塞速度過(guò)快B.推拉柱塞時(shí),手握住注射器含有氣體的部分C.實(shí)驗(yàn)中有漏氣現(xiàn)象D.環(huán)境溫度降低(2)該小組改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)操作,避免了上述問(wèn)題,同時(shí)為能更準(zhǔn)確地測(cè)出氣體的壓強(qiáng),直接用軟管連通注射器和壓強(qiáng)傳感器,測(cè)得多組封閉氣體的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后。作出1p-V圖像如圖丙所示。圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是(寫(xiě)出一條即可)。4.(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置來(lái)探究“氣體溫度不變時(shí)壓強(qiáng)隨體積變化規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),注射器導(dǎo)熱性能良好,用橡皮帽和活塞在注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體。質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩跨過(guò)滑輪,一端系到活塞上,調(diào)節(jié)滑輪的高度,使左側(cè)細(xì)繩拉直時(shí)能保持水平,另一端可以掛鉤碼。實(shí)驗(yàn)時(shí),在細(xì)繩的下端依次掛上質(zhì)量相等的鉤碼1、2、3、…,穩(wěn)定后通過(guò)注射器的標(biāo)度讀出對(duì)應(yīng)空氣柱的體積V,并能求出對(duì)應(yīng)氣體的壓強(qiáng)p。已知注射器的最大體積為Vm,刻度全長(zhǎng)為L(zhǎng),大氣壓強(qiáng)為p0,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m,重力加速度為g。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作,下列說(shuō)法正確的是。

A.為減小誤差,每掛上一個(gè)鉤碼后,應(yīng)平衡后再讀出體積B.掛鉤碼時(shí),為了防止注射器脫落,應(yīng)用手緊緊握住注射器C.實(shí)驗(yàn)前,應(yīng)在活塞上涂上潤(rùn)滑油,并來(lái)回拉動(dòng)幾次D.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須測(cè)出封閉氣體的溫度(2)若在某次實(shí)驗(yàn)中細(xì)繩上所掛鉤碼個(gè)數(shù)為n,則平衡后對(duì)應(yīng)氣體的壓強(qiáng)為(用題目中已知量表示)。

(3)該同學(xué)根據(jù)測(cè)得氣體的體積和對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng),作出了V-1p圖像,如圖乙所示,圖線不過(guò)原點(diǎn),則縱坐標(biāo)b代表;體積增大到一定值后,圖線開(kāi)始偏離直線,可能是由于氣體溫度(1分)(選填“升高”或“降低”);也可能是由于裝置氣密性不好導(dǎo)致氣體質(zhì)量(1分)(選填“增大”或“減小”)。

5.(10分)如圖為“研究一定質(zhì)量氣體在體積不變的條件下,壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。粗細(xì)均勻的彎曲玻璃管A管插入燒瓶中,B管與玻璃管C下部用橡膠管連接,C管開(kāi)口向上,一定質(zhì)量的氣體被水銀封閉于燒瓶?jī)?nèi)。開(kāi)始時(shí),B、C內(nèi)的水銀面等高。(1)此實(shí)驗(yàn)中作為研究對(duì)象的氣體是(選填①燒瓶中的氣體;②燒瓶和A、B管中的氣體;③B、C下面橡膠管中的氣體)。若氣體溫度升高,為使瓶?jī)?nèi)氣體的體積不變,應(yīng)將C管(選填“向上”或“向下”)移動(dòng),直至B內(nèi)的水銀面回到原位置。

(2)實(shí)驗(yàn)中使所研究氣體的體積不變,多次改變氣體溫度,用Δt表示氣體升高的攝氏溫度,用p表示氣體壓強(qiáng)。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的圖線是。

(3)某同學(xué)還想用此實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證玻意耳定律,在保證溫度不變的情況下,尋找體積和壓強(qiáng)滿足的關(guān)系,現(xiàn)在不知道大氣壓強(qiáng)的具體數(shù)值,但大氣壓強(qiáng)可視為不變,也無(wú)法直接測(cè)出氣體的體積和B管的內(nèi)徑,但該同學(xué)通過(guò)分析還是可以驗(yàn)證玻意耳定律。①保證溫度不變的方法是(選填“保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度不變”“移動(dòng)C管要迅速”或“測(cè)量數(shù)據(jù)要快”)。

②初始時(shí),B、C管中