利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。…——2023 高考物理第 13 题答案解析

2023_省自主命题(山东)

2023 山东 第 13 题 解答题 区分题
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13. 利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气,下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气体压强<sup>p</sup> 和体积V (等于注射器示数 $V _ { 0 }$ 与塑料管容积 $\Delta V$ 之和),逐次增加砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。


图甲

回答以下问题:

(1)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体 。

A.<sup>p</sup> 与V 成正比 B.<sup>p</sup> 与 $\frac { 1 } { V }$ 成正比

(2)若气体被压缩到 $V = 1 0 . 0 \mathrm { m L }$ ,由图乙可读出封闭气体压强为 $\mathrm { P a }$ (保留3位有效数字)。

(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了 $\Delta V$ ,则在计算 $p V$ 乘积时,他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随<sup>p</sup> 的增大而 (填“增大”或“减小”)。【答案】 ①. B ②. $2 0 4 \times 1 0 ^ { 3 }$ ③. 增大

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【解析】

【详解】(1)[1]在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体,<sup>p</sup> 与 $\frac { 1 } { V }$ 成正比。故选 B。

(2)[2]若气体被压缩到 $V = 1 0 . 0 \mathrm { m L }$ ,则有

$$ \frac {1}{V} = \frac {1}{1 0 . 0} \mathrm{mL} ^ {- 1} = 1 0 0 \times 1 0 ^ {- 3} \mathrm{mL} ^ {- 1} $$

由图乙可读出封闭气体压强为

$$ p = 2 0 4 \times 1 0 ^ {3} \mathrm{Pa} $$

(3)[3]某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了DV,则在计算 $p V$ 乘积时,根据

$$ p (V _ {0} + \Delta V) - p V _ {0} = p \Delta V $$

可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随<sup>p</sup> 的增大而增大。

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