卷子答案网-一个不只有答案的网站（20）探究理想气体——2024届高考物理一轮复习实验大通关
1.如图甲所示，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。
（1）完成本实验的基本要求是______。（选填选项前的字母）
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
（2）甲同学在做本实验时，缓慢推动话塞，便注射器内空气柱体积减小，且（）数值越来越小，造成这一现象的原因可能是______。（选填选项前的字母）
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
（3）乙同学实验数据用图像处理，但如图乙所示的图线不过原点，则造成这一原因的可能是______。
2.某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积.
实验步骤：
①将冰糖装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接并固定注射器；
②推动活塞，透过活塞所在的刻度读取了多组气体体积V，同时记录对应的传感器数据；
③建立直角坐标系.
（1）在实验操作中，下列说法正确的是：______.
A.活塞应用润滑油涂抹以保证空气密闭性
B.推动活塞时，可以用手握住注射器封闭空气部分
C.为快速完成实验，可快速推动活塞
（2）为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为______（选填“”或“p”）.
（3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（截距已知），若传感器和注射器连接处的软管容积为，则冰糖的体积为______.
3.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）实验时，为判断气体压强与体积的关系，___________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积；
（2）实验中空气柱体积变化缓慢，可认为________保持不变。为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出_________（选填“”或“”）图像；他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为；
（3）另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是___________。
4.如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来；
②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
（1）实验过程中，下列说法正确的_________；
A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
C.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
（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、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是_________。
A.实验过程中有漏气现象
B.实验过程中气体温度降低
C.实验过程中气体温度升高
D.实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是_________。
A. B.
C. D.
5.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）关于该实验，下列说法正确的是___________。
A.实验前应将注射器的空气完全排出 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.实验中封闭气体的量必须保持不变
（2）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，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为___________（填“>”“<”或“=”）。
（3）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___________（填“”或“”）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。
（4）另一小组根据实验数据作出的图线如图丙所示，若实验操作规范正确，则图线不过原点的原因可能是___________。
6.某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
（1）实验时，为判断气体压强与体积的关系，________（选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。
（3）实验过程中，下列操作正确的是________。
A.改变气体体积时应快速推拉活塞
B.推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C.实验前应先利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量
（4）为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器（测量压强更准确），如图丁所示。测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以为纵坐标作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差且图线仍为直线，下列措施可行的是_________。
A.选用容积较大的注射器 B.实验中气体的体积不要压缩得过小
C.改用p为纵坐标，为横坐标 D.测出软管中气体的体积
7.某同学在做“用DIS研究一定质量气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系”的实验时，主要实验装置如图所示。在某一次实验中，把气体的体积和压强值记录在表中，并用图像处理实验数据。
实验序号
1 20.0 1.0610 0.050
2 18.0 1.1730 0.056
3 16.0 1.3232 0.063
4 14.0 1.4943 0.071
5 12.0 1.7571 0.093
（1）为了减小实验误差，在完成本实验时，需注意_________。
A.实验时外界大气压强不能发生变化
B.封闭气体的注射器密封性良好
C.不能用手握住注射器的封闭气体部分
D.每次调整好气体的状态后，需立即记录的数据
（2）在本次实验中，该同学的实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点。为了查明原因，该同学决定采用图像重新处理数据，进一步探究注射器内气体压强和体积的关系，重新描绘的图线如图所示，根据该图线的截距读取的体积绝对值最有可能是图实验装置中__________的气体体积。所以，表中记录的气体体积与真实值相比________（选填“一样大”“偏大”或“偏小”）。该同学将这一结果对表中记录的原始实验数据进行修正，再重新绘制图像，得到的实验图线是一条经过坐标原点的倾斜直线，如图所示。
（3）在采取了一系列减小实验误差的措施后，又通过多次实验验证，该同学总结本实验中注射器内气体的压强和体积关系可以表述为：_________。
答案以及解析
1.答案：（1）AB
（2）D
（3）注射器与压强传感器连接部位存在部分气体体积
解析：（1）A.玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，实验要求在等温条件下操作，故A正确；
B.玻意耳定律成立的前提是等温且质量一定，实验过程中要确保容器气密性良好，故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；
故选AB。
（2）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，根据一定质量理想气体状态方程，pV乘积变大，故B错误；
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，根据一定质量理想气体状态方程，常数C与质量有关，变小，故pV乘积减小，故D正确；
故选D。
（3）根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线。在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为
说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，截距b代表：注射器与压强传感器连接部位存在部分气体体积。
2.答案：（1）A（2）（3）
解析：（1）手握住注射器封闭空气部分会改变空气温度，B错误；快速推动活塞，会改变封闭空气的温度，C错误.
（2）作出的图像为一条直线，根据玻意耳定律有
可得
可知x轴应为.
（3）设石子体积为，对一定量的气体，根据玻意耳定律可得
整理得
可知
解得石块的体积为
3.答案：（1）不需要
（2）温度；
（3）实验时未考虑注射器前端与橡胶套连接处的气体体积
解析：（1）设气体初状态压强为，空气柱的长度为，气体末状态的压强为，空气柱长度为，空气柱的横截面积为S，由玻意耳定律得
实验需要验证
实验不需要测量空气柱的横截面积。
（2）实验中空气柱体积变化缓慢，可认为温度保持不变。为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出图像。
（3）另一小组根据实验数据作出图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点可能的原因是试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体。
4.答案：（1）B
（2）CD
（3）AC
解析：（1）A.推拉活塞时动作过快，实验过程中会使气体的温度发生变化，故A错误；
B.推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以保证气体的温度不变，故B正确;
C.活塞移至某位置时，要等稳定后记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误。
故选B。
（2）图像发生了弯曲，因图像向上弯曲，故可能是气体的温度升高了，或者质量变大了，故AB错误，CD正确。
故选CD。
（3）AB.由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是对应的图线，故A正确，B错误;
CD.因为相同体积下，即相同分子数密度情况下，温度越高，气体压强越大，则斜率越大的对应的温度越高，故C正确，D错误。
故选AC。
5.答案：（1）D（2）>（3）（4）连接压力表的橡胶塞和注射器前端接口之间有气体
解析：（1）A.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；
B.空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误；
C.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；
D.根据可知在实验过程中，应保持气体的质量不变，故D正确。
故选D。
（2）在图像中，根据
即
可知离坐标原点越远的等温线温度越高，故
（3）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，应作出图像。
（4）另一小组根据实验数据作出像如题图丙所示，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。
6.答案：（1）不需要
（2）（或体积的倒数）
（3）B
（4）ABD
解析：（1）由于注射器的截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测体积；
（2）反比例函数是曲线，正比例函数是过原点的直线，所以要画，则应以为横坐标。
（3）A.若急速推拉活塞，则有可能造成漏气和等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，故A错误；
B.推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，若手握着含有气体的部分，会造成温度变化，故B正确；
C.因压强由压力表测量，不是由平衡条件计算，所以实验前不需要利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量，故C错误。
故选B。
（4）略
7.答案：（1）BC
（2）压强传感器和注射器连接部分;偏小
（3）在误差允许的范围内，一定质量的气体，在保持气体温度不变时，气体的压强p与体积V成反比
解析：（1）A错：外界大气压强对注射器内气体压强没有影响。B、C对：因为研究对象是一定质量气体在温度不变时的压强和体积关系，所以必须保证气体质量不变，不能漏气，封闭气体的注射器密封性必须良好，注射器温度不能变化。D错：每次调整好气体的状态后，等气体稳定后再记录的数据。
（2）图线的横轴截距不为零，说明注射器中没有气体时，压强传感器有示数，只能是注射器与压强传感器连接部分中有气体，所以，表中记录的气体体积与真实值相比偏小。
（3）由图可知是定值，即在误差允许的范围内，一定质量的气体，在保持气体温度不变时，气体的压强p与体积V成反比。
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