Question

15．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，某同学最后得到如图所示的V-$\frac{1}{p}$图线．
（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器的活塞上涂上润滑油．
（2）若大气压强为P₀，注射器内气体初始体积为10cm³，实验过程中，注射器内气体体积在4cm³到20cm³范围内变化，则注射器内部与外界压强差的最大值为1.5p₀．
（3）图线弯曲的可能原因是在V增大过程中C．
（A）注射器中有异物
（B）连接软管中存在气体
（C）注射器内气体温度升高
（D）注射器内气体温度降低．

Answer 1

分析 （1）能够运用控制变量法研究两个物理量变化时的关系时，注意实验中的操作步骤和一些注意事项；
（2）由玻意尔定律分析气体的压强；
（3）在实验过程中随时间延长，导致注射器内气体温度升高，故V--$\frac{1}{P}$图象的斜率逐渐增大．

解答 解：（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是在注射器活塞上涂润滑油．这样可以保持气密性．
（2）注射器内气体初始体积为10cm³，注射器内气体体积在4cm³到20cm³范围内变化，则最小体积为4cm³，由玻意尔定律：P₁V₁=P₂V₂
所以：${P}_{2}=\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{V}_{2}}=\frac{10}{4}×{P}_{0}=2.5{P}_{0}$
则注射器内部与外界压强差的最大值为：△P_m=P₂-P₁=2.5P₀-P₀=1.5P₀
（3）A、注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误．
B、连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误．
C、D、注射器内气体温度升高，由克拉柏龙方程知$\frac{PV}{T}$=C，当T增大时，PV会增大，故C正确，D错误．
故答案为：（1）在注射器活塞上涂润滑油；（2）1.5；（3）C

点评 在语言表达的时候我们要准确把问题表达清楚．如第一问中：为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_____．　　该问的准确答案应是“在注射器的活塞上涂上润滑油”，如填“保持气密性、加润滑油等”答案就很模糊，没有答到位．
另外，在实验的过程中，为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢；不能用手握住注射器封闭气体部分．这样能保证装置与外界温度一样．