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气体压强与温度的关系

小丽在研究一定质量的气体的压强时,做了下面两个实验,请根据实验现象做答:

(一)堵住打气筒的出口,打气筒的活塞越向下压越费力。此现象表明在温度不变的条件下,一定质量气体的体积越小,气体的压强越大。

(二)小丽又想到了这样一个问题:如果保持这些气体的体积不变,它的压强会不会随着温度的变化而变化呢?

针对这一问题,她经过思考,提出了两种猜想:

(1)这些气体在体积不变时,温度越高,压强越大;

(2)这些气体在体积不变时,温度越高,压强越小。

究竟哪一种猜想是正确的呢?小丽进行了如图的实验:

在烧瓶中封入一定质量的某种气体,烧瓶的一端连接在压强计上。将烧瓶放入水中,通过温度计可以测得水的温度,也就是瓶中气体的温度。

给水槽中的水加热,通过不断调整压强计以保持瓶中的气体体积不变,并通过温度计和压强计每隔一段时间记录瓶中气体的温度值及相应的压强值。经过一段时间,实验数据记录如下:

气体的温度/℃

20

30

40

50

……

气体的压强/Pa

1.0×105

1.03×105

1.07×105

1.1×105

……

 

 

小丽对上述数据进行了归纳分析,看出了在这种情况下,气体的压强与温度的某种关系。经过进一步思考,得出了一个初步的结论,并且验证了自己其中一种猜想是正确的。

根据你刚才的阅读,请回答下列问题:

(1)在温度不变的条件下,一定质量气体的体积越小,气体的压强越______

(2)通过小丽的实验可以得出的结论是:一定质量的气体,在体积保持不变时,______

(3)在夏天,小宇将自行车车胎中的气打得足足的,准备出去游玩。路上遇到同学小周,于是他就将自行车停放在烈日下,与小周聊天。正聊在兴头上,猛听得“砰”的一声巨响,车胎爆裂!这是怎么回事?请你用刚才探究出的结论解释一下______

 

大 温度越高,压强越大 见解析 【解析】 (1)[1]堵住打气筒的出口,打气筒的活塞越向下压越费力。此现象表明在温度不变的条件下,一定质量气体的体积越小,气体的压强越大。 (2)[2]分析表格内的气体压强随温度的变化而变化的关系可知:一定质量的气体,在体积保持不变时,它的温度越高,其压强越大。 (3)[3]自行车车胎打足气后,气体的质量一定,体积不变,放在烈日下,车胎内的气体温度升高,车胎内气体的压强增大,大于大气压,因而车胎爆裂。  
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考点分析:
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实验桌上有满足实验需要的如下器材:调好的弹簧测力计、铝块、细线、两个分别装有适量水和酒精的大烧杯(水和酒精的密度已知)。小明要利用上述器材设计一个实验证明:浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。以下是他的部分实验步骤,请你帮他补充完整,并画出实验数据记录表格。

(1)将铝块用细线系好,挂在弹簧测力计下,测出此时测力计读数F0。将F0以及水和酒精的密度记在实验数据记录表格中。

(2)将步骤(1)中用细线系好的铝块浸没在烧杯内的水中,铝块不接触烧杯,记录此时测力计的示数F1,将F1记录在实验数据记录表格中。

(3)______

(4)根据F______,分别计算出2次的F,并记在实验数据记录表中。

实验数据记录表:______

 

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实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮2个。小华选用这些器材,探究“利用动滑轮提升重物时,总功与动滑轮所受的重力是否有关”。小华的主要实验步骤如下:

①用调好的弹簧测力计分别测出几个钩码和一个动滑轮所受的重力,分别用G表示。如图所示组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F,用刻度尺分别测出sh。并把测量数据记录在表格中;

②改变动滑轮下所挂钩码的数量,保证动滑轮和钩码上升的高度h不变,仿照步骤①分别测量对应的Fs,用弹簧测力计测出动滑轮下所挂钩码的重力G,并把测量数据记录在表格中;

③根据算出总功,并将记录在表格中。

根据以上叙述,回答下列问题。(滑轮的轮与轴之间的摩擦很小,可忽略不计):

(1)小华计划探究问题的自变量是:______

(2)小华的探究过程中存在的问题:______

(3)请你针对小华探究过程中存在的问题,写出改正措施:______

 

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探究性实验:为了测出普通玻璃的密度,某同学利用一个普通玻璃制成的无盖小瓶、一个量筒和适量水,作了如下实验:

(1)在量筒内倒入50cm3的水;

(2)让小瓶口朝上漂浮在量筒内的水面上(如图甲),此时水面在80cm3刻度线处。

(3)让小瓶口朝下沉没水中(如图乙),此时水面在62cm3刻度线处。

则根据以上数据可知:小空瓶的质量是m=______g;制造小瓶的玻璃的密度ρ=______kg/m3

 

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如图所示是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。

(1)按不重复操作的前提下,请你排出最科学合理的顺序是______

(2)实验中的所用圆柱体的重力为______N

(3)在情景图B中存在的错误是______

(4)纠正错误后,继续实验,在情景A中,圆柱体受到的浮力F浮=______N;圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”);圆柱体在水面下匀速下沉但未触底的过程中,弹簧测力计的示数将______(选填“变大”“不变”或“变小”)。

(5)圆柱体排开的水所受的重力G______N

(6)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力______物体排开水所受到的重力;该结论______(选填“适用”或“不适用”)于气体中。

 

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小明在探究影响滑动摩擦力大小的因素时,提出了如下猜想:

猜想一:滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小有关

猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关

猜想三:滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积有关

为了验证猜想,准备了如下器材:带有定滑轮的铁架台、弹簧测力计、平直的长木板、长方体木块(各表面粗糙程度相同)和钩码。他利用上述器材进行了实验,其主要实验步骤如下:

①将木块平放在水平长木板上组装成如图甲所示的装置。水平匀速拉长木板,当木块相对地面静止时记下弹簧测力计的示数F1

②在木块上加钩码,如图乙所示。水平匀速拉长木板,记下弹簧测力计的示数F2.请根据小明的实验操作,回答下列问题:

(1)通过实验步骤①②可验证猜想______。(选填“一”“二”或“三”)

(2)要完成对“猜想二”的验证,需在实验步骤①的基础上进一步实验,请你写出你需再增加的实验器材______和下一步的实验方案______

 

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