Question

11．如圖為“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置圖．
①圖中，實(shí)驗(yàn)器材A是壓強(qiáng)傳感器．氣體體積由注射器上的刻度讀出．
②（多項(xiàng)選擇）完成本實(shí)驗(yàn)的基本要求是AB
（A）在等溫條件下操作
（B）封閉氣體的容器的密封性要好
（C）必須弄清所封閉氣體的質(zhì)量
（D）氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國(guó)際單位
③若大氣壓強(qiáng)為p₀，注射器內(nèi)氣體的初始體積為10cm³．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，注射器內(nèi)氣體體積在4cm³至20cm³的范圍內(nèi)變化，注射器內(nèi)部與外界壓強(qiáng)差的最大值為1.5 p₀．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，用針筒封閉一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，研究其壓強(qiáng)和體積的關(guān)系，從而確定傳感器的類型；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理和實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)，即可完成實(shí)驗(yàn)的基本要求；
（3）在誤差范圍內(nèi)，一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，PV乘積為一定值，即壓強(qiáng)與體積成正比

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)的目的 是驗(yàn)證玻意耳定律，即用針筒封閉一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的條件下，研究其壓強(qiáng)和體積的關(guān)系，所以實(shí)驗(yàn)所使用的傳感器是壓強(qiáng)傳感器；氣體的體積由注射器上的刻度即可讀出．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)的目的 是驗(yàn)證玻意耳定律，所以要在等溫條件下操作．故A正確；
（B）實(shí)驗(yàn)的基本要求是氣體的質(zhì)量要保持不變，所以封閉氣體的容器的密封性要好．故B正確；
（C）實(shí)驗(yàn)的基本要求是氣體的質(zhì)量要保持不變，不一定必須弄清所封閉氣體的質(zhì)量．故C錯(cuò)誤；
（D）該實(shí)驗(yàn)的目的 是驗(yàn)證玻意耳定律，即PV=C，在溫度不變的條件下，氣體的壓強(qiáng)和體積各自的單位統(tǒng)一即可，不必須用國(guó)際單位．故D錯(cuò)誤．
故選：AB
（3）根據(jù)玻意耳定律，即PV=C可知，氣體的體積越大，則壓強(qiáng)越小，所以注射器內(nèi)氣體體積在4cm³至20cm³的范圍內(nèi)變化時(shí)的兩個(gè)極值中，必定有一個(gè)符合題意．
當(dāng)V′=4cm³時(shí)，氣體的壓強(qiáng)：$P′=\frac{PV}{V′}=\frac{{P}_{0}×10}{4}=2.5{P}_{0}$
壓強(qiáng)差：△P₁=P′-P₀=1.5P₀＞P₀
而氣體的體積增大時(shí)，壓強(qiáng)始終大于0，所以氣體的體積最大時(shí)與開(kāi)始時(shí)的壓強(qiáng)相比不會(huì)達(dá)到P₀，即△P₂＜P₀
所以注射器內(nèi)部與外界壓強(qiáng)差的最大值為1.5P₀
故答案為：①壓強(qiáng)傳感器，注射器上的刻度；②AB；③1.5

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究氣體的壓強(qiáng)和體積關(guān)系實(shí)驗(yàn)的原理、誤差來(lái)源和數(shù)據(jù)采集方法，最好親手做實(shí)驗(yàn)，體會(huì)一些實(shí)際問(wèn)題．