《其他热学实验》一、实验题1.某小组同学利用如图(a)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(a)(1)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p−t图象分别如图(b)中的a、b、c所示，其中三条线不重合的原因是______；(2)如果图中p1为已知量，则图线a的函数表达式为______；(3)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：①将注射器活塞移动到体积适中的V0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V0与压强p0．②用手握住注射器前端，开始缓慢推拉活塞改变气体体积．③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．④重复②③两步，记录5组数据．作p−1图．V(1)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)．(2)若软管内容积不可忽略，按该同学的操作，最后拟合出的p−1直线应是图a中的______.(填V写编号)(3)由相关数学知识可知，在软管内气体体积△V不可忽略时，p−1图象为双曲线，试用玻意耳V定律分析，该双曲线的渐近线(图b中的虚线)方程是p=______.(用V0、p0、△V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0℃和30℃刻度线间的距离正好是30cm．(1)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；(2)该测温装置的刻度应刻在______管(填“A”或“B”)；(3)由于天气的原因会导致大气压发生变化，当实际温度为16℃时，该温度计的读数为17℃，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V0，压强p0.T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．(1)该装置可用于验证______定律．(填写气体实验定律名称)V0，压强传感器读数(2)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23为p1，则此时气球体积为______．(3)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0.5V0、压强为p0的气体．当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______p0.(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：(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出。
(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M。
(3)用游标卡尺测出活塞直径d。
(4)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V1，如图所示。
(5)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V2。
试用以上的直接测量数据，写出大气压强的最终表达式р0=________，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(a)。
(1)实验中，不能用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持______；(2)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：实验次序123456p(105Pa) 1.545 1.308 1.133 1.0000.8950.810V(ml)1012141618201/p(10−5Pa−1)0.6470.7650.882 1.000 1.118 1.235pV(105Pa⋅ml)15.45015.69615.86216.00016.11016.200观察发现pV(×10Pa⋅ml)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(b)中画出V−1/p图象；(3)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．序号V(m l)p(×105Pa)pV(×105Pa⋅ml)120.0 1.001020.020218.0 1.095219.714316.0 1.231319.701414.0 1.403019.642512.0 1.635119.621(1)(单选题)造成上述实验结果的可能原因是在实验过程中______(A)注射器中有异物(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)实验时注射器内的空气向外发生了泄漏．(2)由此可推断，该同学的实验结果可能为上图______(选填“a”或“b”)．(3)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V−1p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：环境温度t(℃)−270275481100汞柱高x(cm)25.820.4159.6 4.20.4温度刻度t(℃)−270275481100该同学将上表中环境温度t(℃)和汞柱高x(cm)的数据输入图形计算器，绘制出x−T图象，如图2所示。
(1)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：______。
(2)根据图象和测温装置推断出实验时的大气压强值p0=______cmHg，玻璃泡A内气体压强p和气体温度T的比例常量C=______cmHg/K。
(假设实验过程中p0值是不变的)(3)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p0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(a)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．(1)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______；(2)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p−t图象分别如图(b)中的①、②、③所示，其中p1为已知量，则图线①的函数表达式为______；(3)图(c)中可能符合上述气体变化过程的图线是______．10.如图(甲)所示容积未知的烧瓶内有一个大气压的空气，瓶口塞子上方竖直插入注射器，它的活塞质量不计，截面积为S，开始时注射器和容器内封闭一定质量空气，注射器内气体体积为V1，当活塞上加质量为m的砝码后，活塞下降，读得减少的体积为△V.依次更换不同质量的砝码，重复多次刚才的实验并记录数据(每次更换的砝码质量比前一次大).已知重力加速度为g，大气．压强P0远大于mgs(1)通过多组数据画出△V−m图象，如图(乙)，得到图线的斜率为K，则烧瓶的容积为______ ．(2)若实验过程中由于摩擦生热，导致后一组实验数据对应的温度都比前一组有所提升，则通过线性拟合得出的图线斜率求烧瓶容积与真实的烧瓶容积相比______ .(填“偏大”“偏小”或“不变”)11.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，分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p；(4)根据记录的数据，作出(l/p)−V图线，推测出不规则物体体积。
①根据图线，可求得不规则物体的体积约为_________ml(即cm3)。
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。
12.“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。
(1)保持温度不变，封闭气体的压强用______传感器测量，记作p，其体积由______读出，记作V。
(2)(单选)某次实验中，数据表格内第2次∼第8次压强没有点击记录，但其它操作规范。
根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p 7，其最接近的值是A.128.5kPaB.138.4kPaC.149.9kPaD.163.7kPa(3)(单选)若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积V 0不可忽略，则封闭气体的真实体积为。
从理论上讲p−1/V图像可能正确的是13.如图所示为“研究一定质量的气体在温度不变的情况下，压强与体积的关系”实验装置，实验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器满刻度处，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；③用V−1/p图像处理实验数据，得出如图2所示图线。