Question

7．小剛做了如下實驗：

（1）向容積為50ml的注射器內(nèi)注入少量酒精，并在注射器小孔內(nèi)放一小段牙簽，用橡皮帽堵住小孔使注射器內(nèi)封閉一段氣體，如圖a．推動活塞壓縮這段氣體，拔掉橡皮帽，看到牙簽飛出，同時注射器內(nèi)出現(xiàn)大量“白氣”，如圖b．“白氣”是酒精蒸氣液化形成的，這說明此過程中氣體的內(nèi)能減小（選填“增大”、“減小”或“不變”）．牙簽飛出這一過程的能量轉(zhuǎn)化情況與四沖程汽油機(jī)做功沖程相同．
（2）小剛覺得牙簽飛出是因為氣體被壓縮后壓強(qiáng)增大了，由此他猜想氣體壓強(qiáng)的大小可能與氣體的體積有關(guān)；他又想起自行車輪胎在夏季烈日暴曬下會爆胎，他猜想氣體壓強(qiáng)的大小可能還與溫度有關(guān)．在老師的幫助下，他用圖乙的實驗裝置去探究“一定質(zhì)量的氣體，壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”，實驗中保持環(huán)境溫度不變且注射器管壁導(dǎo)熱性能良好，緩慢推動活塞到某一位置，從注射器的刻度上讀出體積值，待壓強(qiáng)傳感器示數(shù)穩(wěn)定后讀出壓強(qiáng)值．繼續(xù)緩慢推動活塞，得到多組實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗序號	1	2	3	4	5
氣體的體積V（ml）	50	40	34	30	26
氣體的壓強(qiáng)P（105 Pa）	1.01	1.26	1.49	1.68	1.94
壓強(qiáng)與體積的乘積PV （105 Pa•ml）	50.5	50.4	50.66	50.4	50.44

①實驗中緩慢推動注射器活塞，主要目的是使注射器內(nèi)的氣體溫度保持不變；
②（2分）分析表中實驗數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論是一定質(zhì)量的氣體，在溫度一定時，壓強(qiáng)與體積成反比．

Answer 1

分析 （1）酒精蒸氣遇冷液化成“白氣”，汽油機(jī)的四個沖程中，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）根據(jù)自行車輪胎在夏季烈日暴曬下會爆胎，猜想影響氣體壓強(qiáng)的大小的因素；
①緩慢的推拉活塞，可以使氣體的溫度保持與外界的溫度保持一致，從而可以保持封閉氣體的溫度不變；
②根據(jù)表中氣體的體積和壓強(qiáng)的實驗數(shù)據(jù)可得出結(jié)論．

解答 解：（1）由圖甲可知，注射器內(nèi)出現(xiàn)大量“白氣”，“白氣”是酒精蒸氣遇冷液化形成的；
試管內(nèi)的酒精加熱一定程度時，酒精蒸氣會對塞子做功，將酒精蒸氣的內(nèi)能會轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，內(nèi)能減小，溫度降低；此過程與汽油機(jī)的做功沖程類似，在做功沖程中也是燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；
（2）自行車輪胎在夏季烈日暴曬下會爆胎，爆破的原因也是內(nèi)部壓強(qiáng)變大造成的，即是由于溫度升高導(dǎo)致的，所以氣體壓強(qiáng)的大小還與溫度有關(guān)．
①氣體的實驗規(guī)律的使用的條件是一定質(zhì)量的氣體，研究溫度不變時，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系時氣體的溫度一定不能變化．因此實驗中緩慢推動注射器活塞，主要目的是使注射器內(nèi)的氣體溫度保持不變；
②分析表中實驗數(shù)據(jù)，可以初步得出的結(jié)論：一定質(zhì)量的氣體，在溫度一定時，壓強(qiáng)與體積成反比．
故答案為：（1）液化；減��；做功；（2）溫度；①使注射器內(nèi)的氣體溫度保持不變；
②一定質(zhì)量的氣體，在溫度一定時，壓強(qiáng)與體積成反比．

點評 該題考查了同學(xué)們對上述材料的分析和理解能力，以實驗題的情景考查了氣體壓強(qiáng)大小的影響因素，是一道綜合題，還考查學(xué)生對一些常用的物理學(xué)方法的了解和掌握，平時學(xué)習(xí)時要注意這些方法的掌握和應(yīng)用．難度較大．