新教材高中物理選擇性課時(shí)作業(yè)3科學(xué)探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系

課時(shí)分層作業(yè)(三)科學(xué)探究：氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系(建議用時(shí)：25分鐘)◎考點(diǎn)一氣體壓強(qiáng)的微觀意義1．氣體對(duì)器壁有壓強(qiáng)的原因是()A．單個(gè)分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生壓力B．幾個(gè)分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生壓力C．大量分子對(duì)器壁碰撞產(chǎn)生壓力D．以上說(shuō)法都不對(duì)C[由于大量的氣體分子對(duì)容器器壁頻繁的碰撞作用，從而產(chǎn)生了對(duì)器壁的壓力，從而產(chǎn)生了氣體的壓強(qiáng)．故選C．]2．(多選)下列關(guān)于攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的說(shuō)法正確的是()A．用攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)表示溫度是兩種不同的表示方法B．用兩種溫標(biāo)表示溫度的變化時(shí)，兩者的數(shù)值相等C．1K就是1℃D．當(dāng)溫度變化1℃時(shí)，也可說(shuō)成溫度變化274.15KAB[中學(xué)常用的兩種表示溫度的方法就是攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)，A正確；兩者關(guān)系是：T＝t＋273.15K，所以用兩者表示溫度的變化時(shí)，兩者的數(shù)值相等，B正確；當(dāng)溫度變化1℃時(shí)，也可說(shuō)成溫度變化1K，不能說(shuō)1K就是1℃，只能是1開(kāi)爾文的溫差等于1攝氏度的溫差，C、D錯(cuò)誤．]3．關(guān)于一定質(zhì)量的氣體，下列敘述正確的是()A．如果體積減小，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)一定增多B．如果壓強(qiáng)增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)一定增多C．如果溫度升高，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)一定增多D．如果分子密度增大，氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)一定增多B[氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)，是由單位體積內(nèi)的分子數(shù)和分子的平均速率共同決定的．選項(xiàng)A和D都是單位體積內(nèi)的分子數(shù)增大，但分子的平均速率如何變化卻不知道；選項(xiàng)C由溫度升高可知分子的平均速率增大，但單位體積內(nèi)的分子數(shù)如何變化未知，所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤．氣體分子在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)器壁單位面積的碰撞次數(shù)正是氣體壓強(qiáng)的微觀表現(xiàn)，所以選項(xiàng)B是正確的．]◎考點(diǎn)二封閉氣體壓強(qiáng)的計(jì)算4．一端封閉的玻璃管倒插入水銀槽中，管豎直放置時(shí)，管內(nèi)水銀面比管外高h(yuǎn)(cm)，上端空氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)(cm)，如圖所示，已知大氣壓強(qiáng)為HcmHg，下列說(shuō)法正確的是()A．此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是(L＋h)cmHgB．此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是(H－h(huán))cmHgC．此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是(H＋h)cmHgD．此時(shí)封閉氣體的壓強(qiáng)是(H－L)cmHgB[利用等壓面法，選管外水銀面為等壓面，則封閉氣體壓強(qiáng)p＋ph＝p0，得p＝p0－ph，即p＝(H－h(huán))cmHg，故B項(xiàng)正確．]5．如圖所示，豎直放置的彎曲管A端開(kāi)口，B端封閉，密度為ρ的液體將兩段空氣封閉在管內(nèi)，管內(nèi)液面高度差分別為h1、h2和h3，則B端氣體的壓強(qiáng)為(已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g)()A．p0－ρg(h1＋h2－h(huán)3)B．p0－ρg(h1＋h3)C．p0－ρg(h1＋h3－h(huán)2)D．p0－ρg(h1＋h2)B[需要從管口依次向左分析，中間氣室壓強(qiáng)比管口低ρgh3，B端氣體壓強(qiáng)比中間氣室低ρgh1，所以B端氣體壓強(qiáng)為p0－ρgh3－ρgh1，選項(xiàng)B正確．]6．如圖所示，活塞的質(zhì)量為m，缸套的質(zhì)量為M，通過(guò)彈簧吊在天花板上，汽缸內(nèi)封住一定質(zhì)量的氣體，缸套和活塞間無(wú)摩擦，活塞面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g，則封閉氣體的壓強(qiáng)為()A．p＝p0＋eq\f(Mg,S)B．p＝p0＋eq\f(M＋mg,S)C．p＝p0－eq\f(Mg,S)D．p＝eq\f(mg,S)C[以缸套為研究對(duì)象，有pS＋Mg＝p0S，所以封閉氣體的壓強(qiáng)p＝p0－eq\f(Mg,S)，故應(yīng)選C．]7．如圖所示，一圓筒形汽缸靜置于地面上，汽缸筒的質(zhì)量為M，活塞(連同手柄)的質(zhì)量為m，汽缸內(nèi)部的橫截面積為S，大氣壓強(qiáng)為p0．現(xiàn)用手握住活塞手柄緩慢向上提，不計(jì)汽缸內(nèi)氣體的重量及活塞與汽缸壁間的摩擦，若將汽缸剛提離地面時(shí)汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為p、手對(duì)活塞手柄豎直向上的作用力為F，則()A．p＝p0＋eq\f(mg,S)，F(xiàn)＝mgB．p＝p0＋eq\f(mg,S)，F(xiàn)＝p0S＋(m＋M)gC．p＝p0－eq\f(Mg,S)，F(xiàn)＝(m＋M)gD．p＝p0－eq\f(Mg,S)，F(xiàn)＝MgC[對(duì)整體F＝(M＋m)g，對(duì)汽缸Mg＋pS＝p0S，解得：p＝p0－eq\f(Mg,S)，C選項(xiàng)正確．]◎考點(diǎn)三探究氣體實(shí)驗(yàn)定律8．在“探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，封閉的空氣如圖所示，U形管粗細(xì)均勻，右端開(kāi)口，已知外界大氣壓為76cm汞柱高，圖中給出了氣體的兩個(gè)不同的狀態(tài)．甲乙(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)甲圖氣體的壓強(qiáng)為_(kāi)_______cmHg；乙圖氣體壓強(qiáng)為_(kāi)_______cmHg．(2)測(cè)量完后再用圖像法處理數(shù)據(jù)時(shí)，某同學(xué)以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積V(或空氣柱長(zhǎng)度)為橫坐標(biāo)來(lái)作圖，你認(rèn)為他這樣做能方便地看出p與V間的關(guān)系嗎？答：___________________________________________________．[解析](1)由連通器原理可知，甲圖中氣體壓強(qiáng)為p0＝76cmHg，乙圖中氣體壓強(qiáng)為p0＋4cmHg＝80cmHg．(2)以p為縱坐標(biāo)，以V為橫坐標(biāo)，作出p-V圖像是一條曲線，但曲線未必表示反比關(guān)系，所以應(yīng)再作出p-eq\f(1,V)圖像，看其是不是一條過(guò)原點(diǎn)的直線，才能最終確定p與V是否成反比．[答案](1)7680(2)不能9．用注射器做“探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，如圖所示．(1)若測(cè)得注射器的全部刻度長(zhǎng)為l，由注射器的刻度直接讀出其容積為V，由天平測(cè)得注射器的活塞和鉤碼框架的總質(zhì)量為m1，由氣壓計(jì)讀出大氣壓強(qiáng)為p0．當(dāng)框架兩側(cè)對(duì)稱懸掛鉤碼總質(zhì)量為m2時(shí)，則氣體壓強(qiáng)為_(kāi)_________________________________________________________________；去掉鉤碼，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上拉框架，測(cè)得拉力為F，則氣體壓強(qiáng)為_(kāi)_______．(2)某同學(xué)測(cè)出了注射器內(nèi)封閉氣體的幾組壓強(qiáng)p和體積V的值后，用p作縱軸、eq\f(1,V)作橫軸，畫(huà)出p-eq\f(1,V)圖像如圖甲、乙、丙，則甲產(chǎn)生的可能原因是________；乙產(chǎn)生的可能原因是________；丙產(chǎn)生的可能原因是________．甲乙丙A．各組的p、eq\f(1,V)取值范圍太小B．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有漏氣現(xiàn)象C．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氣體溫度升高D．在計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，沒(méi)有計(jì)入由于活塞和框架的重力引起的壓強(qiáng)[解析](1)兩邊加砝碼時(shí)，對(duì)活塞受力分析可知：pS＝p0S＋m1g＋m2g，，可得氣體壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(m1g＋m2g,S)；向上加力F時(shí)，對(duì)活塞受力分析可知：pS＋F＝p0S＋m1g，可得氣體壓強(qiáng)為p＝p0＋eq\f(m1g－F,S)．(2)甲圖中圖像的交點(diǎn)在橫軸上，即測(cè)量的壓強(qiáng)為0時(shí)就有一定的體積，因此在測(cè)量過(guò)程中壓強(qiáng)測(cè)小了，可能是在計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，沒(méi)有計(jì)入由于活塞和框架的重力引起的壓強(qiáng)，故選D；乙圖中圖像向上彎曲，可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中氣體溫度升高，故選C；丙圖圖像向下彎曲，可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有漏氣現(xiàn)象，導(dǎo)致pV乘積減小，故選B．[答案](1)p0＋eq\f(m1g＋m2g,S)p0＋eq\f(m1g－F,S)(2)DCB(建議用時(shí)：15分鐘)10．(多選)在室溫下用注射器做驗(yàn)證玻意耳定律的實(shí)驗(yàn)，三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到圖像分別為圖中①②③所示的p-eq\f(1,V)圖，分析可能的原因是()A．①組實(shí)驗(yàn)中，用手握住注射器，造成氣體溫度升高B．①組實(shí)驗(yàn)中，封閉在注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量太大C．②組實(shí)驗(yàn)中，氣體壓強(qiáng)測(cè)量值小于實(shí)際值D．③組實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有給活塞抹油而造成漏氣ACD[p-eq\f(1,V)圖的斜率是CT，應(yīng)該是常數(shù)，但①圖中斜率變大，是T變大，故可能是用手握住注射器，造成氣體溫度升高，故A正確，B錯(cuò)誤；圖線②不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，由圖像可知p偏小，故可能是氣體壓強(qiáng)測(cè)量值小于實(shí)際值，故C正確；圖線③中的斜率變小，p-eq\f(1,V)圖的斜率是CT，故可能是沒(méi)有給活塞抹油而造成漏氣，導(dǎo)致p減小，從而CT減小，故D正確．]11．如圖所示，開(kāi)口向下插入水銀槽的玻璃管內(nèi)封閉著長(zhǎng)為H的空氣柱，管內(nèi)外水銀高度差為h．若緩慢向上提起玻璃管(管口未離開(kāi)槽內(nèi)水銀面)，H和h的變化情況是()A．h和H都增大 B．h和H都減小C．h增大，H減小 D．h減小，H增大A[假設(shè)上提玻璃管時(shí)水銀柱不動(dòng)，則封閉氣體壓強(qiáng)減小，在大氣壓的作用下水銀柱上升．由大氣壓＝玻璃管中水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)＋封閉氣體的壓強(qiáng)知，封閉氣體的壓強(qiáng)減小，體積增大．]12．某同學(xué)利用如圖所示傳感器裝置做“探究氣體等壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，按如下操作步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：a．將注射器活塞移動(dòng)到體積適中的V0位置，接上軟管和壓強(qiáng)傳感器，通過(guò)DIS系統(tǒng)記錄下此時(shí)的體積V0與壓強(qiáng)p0；b．用手握住注射器前端，開(kāi)始緩慢推拉活塞改變氣體體積；c．讀出注射器刻度表示的氣體體積V，通過(guò)DIS系統(tǒng)記錄下此時(shí)的V與壓強(qiáng)p；d．重復(fù)b、c兩步操作，記錄6組數(shù)據(jù)，作p-V圖。結(jié)合上述步驟，請(qǐng)你完成下列題目：(1)該同學(xué)對(duì)器材操作錯(cuò)誤的是________，因?yàn)樵摬僮魍ǔ?huì)影響氣體的________(選填“溫度”“壓強(qiáng)”或“體積”)．(2)我們?cè)谔骄恳欢ㄙ|(zhì)量氣體壓強(qiáng)跟體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，一定質(zhì)量氣體等溫變化的p-V圖線如圖甲所示，圖線的形狀為雙曲線。一定質(zhì)量的氣體，不同溫度下的等溫線是不同的，如圖乙所