备战2020年高考物理实验专题复习《其他热学实验》(解析版)

《其他热学实验》

一、实验题

1.某小组同学利用如图所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系．他们

在与压强传感器相连的试管中封闭了一定质量的气体，将温度传感器的热敏元件伸入到试管内部，通过数据采集器和计算机测得试管内气体的压强和温度．实验中，把试管浸在烧杯的冷水中，通过在烧杯中逐次加入热水来改变试管内气体的温度．温度传感器压强传感器试管热敏元件

该组同学在先后三次实验中获得了三组实验数据，通过计算机绘出的图象分别如图中的a、b、c所示，其中三条线不重合的原因是______；

如果图中为已知量，则图线a的函数表达式为______；

如果某次实验中，加入热水后没有充分搅拌，就立即记录压强和温度的数值，则测量的气体温度和该时刻气体实际温度相比将______填“偏高”“偏低”“一致”

2.在“研究一定质量理想气体在温度不变时，压强和体积的关系”实验中．某同学按

如下步骤进行实验：

将注射器活塞移动到体积适中的位置，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积与压强．

用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积．

读出注射器刻度表示的体积V，通过DIS系统记录下此时的V与压强p．

重复两步，记录5组数据．作图．

在上述步骤中，该同学对器材操作的错误是：______因为该操作通常会影响气体的______填写状态参量．

若软管内容积不可忽略，按该同学的操作，最后拟合出的直线应是图a中的______填写编号

由相关数学知识可知，在软管内气体体积不可忽略时，图象为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线图b中的虚线方程是______用、、表示

3.如图为一个测温装置，图中C为测温泡，装入水银的U

形管B管开口向上，A管通过细玻璃管与测温泡C相通，

U形管的下端通过软管相连．测温时，调节B管的高度，

使A管中的液面保持在a处，此时根据U形管A、B两管

水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度．假设该

测温装置在制定刻度时的大气压为76cmHg，该温度计的

和刻度线间的距离正好是30cm．

当测温泡中气体温度升高时，为使A管中的液面保持在a处，则B管应向______填“上”或“下”移动；

该测温装置的刻度应刻在______管填“A”或“B”；

由于天气的原因会导致大气压发生变化，当实际温度为时，该温度计的读数为，则此时大气压为______cmHg．

4.如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置．将气球、压强传感器

和大型注射器用T型管连通．初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强型管与传感器内少量气体体积可忽略不计．缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好．

该装置可用于验证______定律．填写气体实验定律名称

将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强

传感器读数为，则此时气球体积为______．

继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图．根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体．当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______保留3位小数

5.采用验证玻马定律实验的主要器材针管及其附件，来测定大气压强的值，实验步骤

如下：

将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出。

用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M。

用游标卡尺测出活塞直径d。

再将活塞插入针管中，保持针管中有一定质量的气体，

并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为，如图所示。

将弹簧秤挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到一定位置，此时，弹簧秤示数为F，气柱体积为。试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式

________，本实验中第________实验步骤是多余的。

6.用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图。

实验中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持______；

移动活塞，输入气体体积V，同时计算机记录对应的气体压强值p，实验数据如下表所示：

观察发现一栏中的数值越来越大，为了研究造成这一现象的可能原因，在图中画出图象；

如果实验操作规范正确，从图象中可以判断表格中哪一栏数据记录有误，并说明如何修正：______。

7.在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同

学将注射器活塞置于中间刻度20ml处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每减小2ml测一次压强p，实验数据记录在下表中最后得到p和V的乘积逐渐减小．

单选题造成上述实验结果的可能原因是在实验过程中______

注射器中有异物

实验时环境温度增大了．

实验时外界大气压强发生了变化．

实验时注射器内的空气向外发生了泄漏．

由此可推断，该同学的实验结果可能为上图______选填“a”或“b”．

若另一同学用较大的注射器在同一实验室里温度不变做同一个实验，实验仪器完好，操作规范，也从中间刻度开始实验，则得出的图象的斜率比上一同学直线部分的斜率相比______选填“增大”、“减小”或“相同”．

8.某同学设计了一种测温装置，其结构如图1所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，

与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出，设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计。

该同学在某大气压下提供不同的环境温度对B管进行温度刻度，测量获得的数据及B管上的温度刻度如下表所示：

该同学将上表中环境温度和汞柱高的数据输入图形计算器，绘制出图象，如图2所示。

请根据图象提供的信息写出汞柱高度x随环境热力学温度T变化的函数关系式：______。

根据图象和测温装置推断出实验时的大气压强值______cmHg，玻璃泡A内气体压强p和气体温度T的比例常量______。假设实验过程中值是不变的

由于大气压要随季节和天气的变化，所以用这种测温装置来测量温度不可避免地会产生误差，若有一次测量时大气压比上述大气压低了1cmHg，那么此次测出的温度测量值与其实际的真实值相比是______填“偏大”或“偏小”

9.某小组同学利用如图所示的装置研究一定质量气体的压强与温度的关系．他们

在试管中封闭了一定质量的气体，将压强传感器和温度传感器的压敏元件和热敏元件伸入到试管内部，通过数据采集器和计算机测得试管内气体的压强和温度．实验中，他们把试管浸在烧杯的冷水中，通过在烧杯中逐次加入热水来改变试管内气体的温度，每次加入热水后就立即记录一次压强和温度的数值，最后得到一组气体的压强和温度的数值．上述操作中错误的是______；

采取了正确的操作后，他们针对同一部分气体在三个不同体积的情况下记录了相关数据，计算机绘出的图象分别如图中的、、所示，其中为已知量，则图线的函数表达式为______；