16.8探究气体等温变化规律 讲义 -2025届高考物理一轮复习三精系列

2025高考物理一轮复习三精系列 第十六章 热学 专题16.8 探究气体等温变化的规律 第一部分 知识点精讲 【目标要求】　1.学会探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系. 2.会用图像法处理实验数据． 1.实验原理：在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下（控制变量法），通过改变密闭气体的体积，由压力表读出对应气体体积的压强值，研究在恒温条件下气体的体积和压强的关系。 2．实验器材：注射器、橡胶套、压力表等 3 .实验装置：如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中，这段空气柱就是我们研究的对象。 4. 实验数据的获取 空气柱的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读出空气柱的长度与压强的几组数据． 将相关数据记录在表中： 序号 1 2 3 4 5 压强 体积 5.实验数据的处理 （1）猜想：由实验观察及记录的数据可知，空气柱的体积越小，其压强就越大，即空气柱的压强与体积成反比。 在等温过程中，气体的压强和体积的关系在p－V图像中呈现为双曲线的一支，如图甲所示． （2）检验：以压强为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点，如图所示。观察各点的位置关系，若各点位于过原点的同一直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即，也就是压强与体积成反比。若各点不在同一直线上，再尝试其他关系。 5.注意事项 （1）改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化。 （2）实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，以防止圆筒从手吸收热量，引起内部气体温度变化。 （3）实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气。 （4）本实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体体积与压强的关系时，不用测量空气柱的横截面积。 （5）本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上，由于柱塞不能与刻度尺非常靠近，故读数时视线一定要与柱塞底面相平。 （6）在作图像时，应使收集的实验数据在坐标系中均匀分布。 2．实验数据的获取 空气柱的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读出空气柱的长度与压强的几组数据． 4．实验结论 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，所以p－V图线是双曲线的一支，但不同温度下的图线是不同的．如图是一定质量的气体分别在T1、T2温度下等温变化的p－V图线，其中温度较高的是T2. 5．注意事项 (1)本实验应用控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强和体积的关系． (2)为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位．同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．为保证气体密闭，应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内、外气体的压强差不宜过大． 第二部分 最新高考题精选 1. (2023·山东卷，13)利用图3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p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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3 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.p与V成正比 B.p与成正比 (2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________Pa(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ΔV，则在计算pV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p的增大而________(选填“增大”或“减小”)。 2.(2023·江苏卷，9)在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是________。 图1 A.把柱塞快速地向下压 B.把柱塞缓慢地向上拉 C.在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D.在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 第三部分 最新模拟题精选 1. (2024年5月安徽名校联盟联考)学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体积数值，并作体积-温度图像。 （1）下列说法正确的是___________（填选项字母）。 A. 温度计位置应尽量远离空气柱 B. 柱塞上应涂上润滑油 C. 每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积 （2）某同学作出体积-热力学温标图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是__________。 （3）保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标图像得到两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为、，两次重物及柱塞的总质量分别为、，柱塞横截面积为S，重力加速度为g，则大气压强可表示为___________（使用题中所给字母表示）。 2．（7分）（2024年4月广东茂名二模）某同学为了测量固体药物的体积，设计了如图甲所示的测量装置（装置密封性良好）． （1）主要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积． （2）在操作步骤③中，________（选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”）移动活塞． （3）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用________（选填“p”“””或“”） （4）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为________（用题目中已知量表示）． （5）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）． 3. （2024广东佛山2月质检）在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置．已知重力加速度g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦． （1）用刻度尺测得注射器刻度上到的长度为，注射器活塞的横截面积为__________； （2）取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压； （3）挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式__________；（请选用、g、S、m表示） （4）在沙桶内适量添加沙子，重复步骤（3）； （5）以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积__________，实验时当地的大气压强__________。（请选用a、b、g、S表示） 4．（6分）（2024安徽合肥一模）某实验小组探究一定质量的空气做等温变化的规律，实验装置如图甲所示。用圆柱状活塞将一定质量的空气封闭于无刻度的注射器筒内，封闭空气压强由压强传感器测出。 （1）关于该实验，下列说法正确的是___________。 A．注射器必须水平放置 B．注射器内部的横截面积不需要测量 C．固定在注射器上的刻度尺可以不标注单位 （2）该小组分别在室内外进行了实验（室内温度高于室外温度），作出的 p——图像如图乙所示，则在室内的图像是___________（选填①或②）。实验时需要___________推动活塞（选填“缓慢”或“快速”）。 5. （2024河北衡水名校协作体期末）使用如图装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，压力表通过柱塞内的细管与空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。 序号 1 3.85 1.0 3.85 2 3.17 1.2 3.81 3 2.70 1.4 3.78 4 2.25 1.6 3.60 5 1.95 1.8 3.51 （1）使用控制变量法，实验中必须保持不变的参量是________（选填“温度”、“体积”或“压强”）。 （2）某同学在实验中，测得实验数据如表中所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的主要原因是________。 A．实验时外界大气压强降低 B．实验时环境温度升高了 C．实验时装置内气体向外发生了泄漏 D．实验时装置内柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大 （3）实验过程中，下列操作正确的是_____。 A．为方便推拉柱塞，应用手握住装置外壁再推拉柱塞 B．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与装置内壁间涂上油脂 C．装置旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注具体数值 D．连接压力表和装置内空气柱的细管中的气体体积对实验没有影响 （4）为更准确地测出气体的压强，某同学用压强传感器替代压力表，得到某次实验的图如图所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化_________。 A．一直降低 B．一直升高 C．先降低后升高 D．先升高后降低 6. （2024江西1月联考）某小组探究气体在等温变化时压强随体积变化的规律．实验方案如下：在带刻度的注射器内密封一段掺入酒精蒸气的空气，然后将注射器与气体压强传感器连接管相连接。气体压强p由传感器测量，气体体积V等于注射器读数与连接管的容积之和。 （1）实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是______________。 （2）下表是小组采集的一组数据，数据真实可靠，请在图中补充描出第6至9个数据点，并画出图线____。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 99.0 110.0 120.9 135.4 154.7 181.2 223.3 291.1 330.0 21.0 19.0 17.0 15.0 13.0 11.0 9.0 7.0 5.0 0.048 0.053 0.059 0.067 0.077 0091 0.111 0.143 0.200 （3）由图可知，前8个数据点的分布情况说明：在等温变化时，气体的压强与体积关系为__________________________；第9个数据点显著偏离上述规律，小组猜想是因为气体的质量减小了，下列哪个选项支持该猜想______________。 A．部分酒精蒸气进入气体压强传感器连接管 B．在测量第9个数据点时发现注射器筒壁出现模糊，部分酒精蒸气液化 7. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞，改变注射器内气体体积，根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，实验完成后，实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。 图6 (1)关于该实验下列说法正确的是________。 A.为方便推拉活塞，可以用手握住注射器 B.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 C.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 D.实验过程中要以较快的速度推拉活塞，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变 (2)根据玻意耳定律，p－V图线理论上是一条________(选填“抛物线”“双曲线”或“倾斜直线”)，所以无法从输出的p－V图线中直观地反映出p与V的关系，但是我们可以输出p－或V－图线，下面能正确反映它们之间关系的是________(注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略)。 (3)某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积，在连接器材时，他将小石块放进注射器针筒内，然后按规范的操作完成实验，输出的V－图线如图7所示，已知注射器与压强传感器连接软管的体积为Va，则小石块的体积为________。 图7 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025高考物理一轮复习三精系列 第十六章 热学 专题16.8 探究气体等温变化的规律 第一部分 知识点精讲 【目标要求】　1.学会探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系. 2.会用图像法处理实验数据． 1.实验原理：在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下（控制变量法），通过改变密闭气体的体积，由压力表读出对应气体体积的压强值，研究在恒温条件下气体的体积和压强的关系。 2．实验器材：注射器、橡胶套、压力表等 3 .实验装置：如图所示，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中，这段空气柱就是我们研究的对象。 4. 实验数据的获取 空气柱的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读出空气柱的长度与压强的几组数据． 将相关数据记录在表中： 序号 1 2 3 4 5 压强 体积 5.实验数据的处理 （1）猜想：由实验观察及记录的数据可知，空气柱的体积越小，其压强就越大，即空气柱的压强与体积成反比。 在等温过程中，气体的压强和体积的关系在p－V图像中呈现为双曲线的一支，如图甲所示． （2）检验：以压强为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点，如图所示。观察各点的位置关系，若各点位于过原点的同一直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即，也就是压强与体积成反比。若各点不在同一直线上，再尝试其他关系。 5.注意事项 （1）改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化。 （2）实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，以防止圆筒从手吸收热量，引起内部气体温度变化。 （3）实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气。 （4）本实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体体积与压强的关系时，不用测量空气柱的横截面积。 （5）本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上，由于柱塞不能与刻度尺非常靠近，故读数时视线一定要与柱塞底面相平。 （6）在作图像时，应使收集的实验数据在坐标系中均匀分布。 2．实验数据的获取 空气柱的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V. 把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读出空气柱的长度与压强的几组数据． 4．实验结论 一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，所以p－V图线是双曲线的一支，但不同温度下的图线是不同的．如图是一定质量的气体分别在T1、T2温度下等温变化的p－V图线，其中温度较高的是T2. 5．注意事项 (1)本实验应用控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强和体积的关系． (2)为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位．同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．为保证气体密闭，应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内、外气体的压强差不宜过大． 第二部分 最新高考题精选 1. (2023·山东卷，13)利用图3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p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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3 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.p与V成正比 B.p与成正比 (2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________Pa(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ΔV，则在计算pV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p的增大而________(选填“增大”或“减小”)。 【参考答案】　(1)B　(2)2.04×105　(3)增大 【名师解析】　(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，p与成正比，故选B。 (2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，则有＝ mL－1＝100×10－3 mL－1，由图乙可读出封闭气体压强为p＝2.04×105 Pa。 (3)某组同学进行实验时，正确记录数据时为p(V0＋ΔV)，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，该数据记为pV0，则计算结果之差的绝对值为p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，由于ΔV为定值，可知随p的增大计算结果之差的绝对值会增大。 2.(2023·江苏卷，9)在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图1所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是________。 图1 A.把柱塞快速地向下压 B.把柱塞缓慢地向上拉 C.在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D.在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 【参考答案】　B 【名师解析】　本题探究的是一定质量的气体的等温变化的规律，若快速地压缩气体或者快速地使气体膨胀，气体的温度会升高或者降低，应该缓慢向下压或者向上拉柱塞，让气体有足够的时间交换热量从而使气体的温度不变，故B正确，A错误；C、D选项中气体的质量发生变化，不符合题意，故C、D错误。 第三部分 最新模拟题精选 1. (2024年5月安徽名校联盟联考)学校物理小组的同学们利用如图甲所示的实验装置探究一定质量的气体等压变化规律。注射器竖直固定在铁架台上，其中密封了一定质量的气体，柱塞上固定一重物，被密封的空气柱浸没在烧杯的液体中，液体中放置有温度计（图中未标出）。忽略柱塞与注射器之间的摩擦，通过改变烧杯内液体温度读取多组温度、体积数值，并作体积-温度图像。 （1）下列说法正确的是___________（填选项字母）。 A. 温度计位置应尽量远离空气柱 B. 柱塞上应涂上润滑油 C. 每次改变烧杯中液体的温度时，应立即读出空气柱的体积 （2）某同学作出体积-热力学温标图像如图乙所示，图像不过原点的原因可能是__________。 （3）保持密封空气柱质量不变，改变重物质量，通过两次实验作出体积-热力学温标图像得到两条直线如图丙所示。若两条直线斜率分别为、，两次重物及柱塞的总质量分别为、，柱塞横截面积为S，重力加速度为g，则大气压强可表示为___________（使用题中所给字母表示）。 【参考答案】（1）B （2）未考虑橡胶套内注射器细管的气体体积 （3） 【名师解析】 （1）A．温度计尽量靠近注射器空气柱位置，以免温度计和空气柱存在温差，A项错误； B．柱塞上涂上润滑油减小摩擦增强密封性，B项正确； C．应该等充分热交换后温度计示数才能表示空气柱温度，C项错误。 故选B。 （2）设橡胶塞内气体体积为，则有 即 所以图像不过原点的原因是未考虑橡胶塞内注射器细管的气体体积。 （3）由（2）知 ， 对柱塞及重物受力分析 ， 解得 2．（7分）（2024年4月广东茂名二模）某同学为了测量固体药物的体积，设计了如图甲所示的测量装置（装置密封性良好）． （1）主要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积． （2）在操作步骤③中，________（选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”）移动活塞． （3）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用________（选填“p”“””或“”） （4）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为________（用题目中已知量表示）． （5）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）． 【参考答案】：（2）缓慢；（3）；（4）b；（5）偏小 【名师解析】：（2）在操作步骤③中，为保持气体温度不变，应该缓慢移动活塞． （3）设药物的体积为，根据玻意耳定律，则，故横坐标要选用。 （4）结合图乙图像可知该药物的体积为=b。 （5）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值偏小。 3. （2024广东佛山2月质检）在探究气体压强与体积关系实验中，某兴趣小组设计如图实验装置．已知重力加速度g，注射器气密性和导热良好且外界环境温度保持不变，不计一切摩擦． （1）用刻度尺测得注射器刻度上到的长度为，注射器活塞的横截面积为__________； （2）取下沙桶，向右拉动活塞一段距离后，用橡胶套堵住注射孔，此时的气体压强为大气压； （3）挂上沙桶，稳定后，测出此时的气体体积V和沙桶的总质量m，则气体压强的表达式__________；（请选用、g、S、m表示） （4）在沙桶内适量添加沙子，重复步骤（3）； （5）以沙桶的总质量m为纵轴，以为横轴，绘制图像，其图像如图乙所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为b，可求得未悬挂沙桶时注射器内气体的体积__________，实验时当地的大气压强__________。（请选用a、b、g、S表示） 【参考答案】 （1） ①. 10 （3） ②. （5）③. ④. 【名师解析】 （1）[1]注射器活塞的横截面积为 （3）[2]根据受力平衡可得 解得气体压强的表达式为 （5）[3][4]根据玻意耳定律可得 整理可得 结合图像可得 ， 解得 ， 4．（6分）（2024安徽合肥一模）某实验小组探究一定质量的空气做等温变化的规律，实验装置如图甲所示。用圆柱状活塞将一定质量的空气封闭于无刻度的注射器筒内，封闭空气压强由压强传感器测出。 （1）关于该实验，下列说法正确的是___________。 A．注射器必须水平放置 B．注射器内部的横截面积不需要测量 C．固定在注射器上的刻度尺可以不标注单位 （2）该小组分别在室内外进行了实验（室内温度高于室外温度），作出的 p——图像如图乙所示，则在室内的图像是___________（选填①或②）。实验时需要___________推动活塞（选填“缓慢”或“快速”）。 【参考答案】（1）BC；（2）①；缓慢 【名师解析】（1）利用图示实验装置探究一定质量的空气做等温变化的规律，注射器不是必须水平放置，A错误；由于一定质量的空气做等温变化的规律是比例式，所以注射器内部的横截面积不需要测量，固定在注射器上的刻度尺可以不标注单位，BC正确。 （2）由于室内温度高于室外温度，将理想气体状态方程pV/T=C（常量），变化为p=CT·，对照题给的p——图像，可知室内的图像是斜率较大的①。为了保持封闭的气体温度不变，实验时需要缓慢推动活塞。 5. （2024河北衡水名校协作体期末）使用如图装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，压力表通过柱塞内的细管与空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。 序号 1 3.85 1.0 3.85 2 3.17 1.2 3.81 3 2.70 1.4 3.78 4 2.25 1.6 3.60 5 1.95 1.8 3.51 （1）使用控制变量法，实验中必须保持不变的参量是________（选填“温度”、“体积”或“压强”）。 （2）某同学在实验中，测得实验数据如表中所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的主要原因是________。 A．实验时外界大气压强降低 B．实验时环境温度升高了 C．实验时装置内气体向外发生了泄漏 D．实验时装置内柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大 （3）实验过程中，下列操作正确的是_____。 A．为方便推拉柱塞，应用手握住装置外壁再推拉柱塞 B．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与装置内壁间涂上油脂 C．装置旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注具体数值 D．连接压力表和装置内空气柱的细管中的气体体积对实验没有影响 （4）为更准确地测出气体的压强，某同学用压强传感器替代压力表，得到某次实验的图如图所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化_________。 A．一直降低 B．一直升高 C．先降低后升高 D．先升高后降低 【参考答案】 ①. 温度 ②. C ③. BC##CB ④. D 【名师解析】 （1）[1]该实验为“探究气体压强与体积的关系”的实验，使用控制变量法，实验中必须保持不变的参量是温度。 （2）[2]A．封闭气体的压强与外界大气压无关，故A错误； B．实验时若环境温度升高了，则根据一定质量的理想气体的状态方程 可知，乘积应该变大，故B错误； C．实验时装置内的气体向外发生了泄漏，根据一定质量的理想气体的状态方程 式中常数C是一个与质量有关的常数，当实验时装置内的气体向外发生了泄漏，的乘积将减小，故C正确； D．实验时装置内柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大并不会影响气体的压强和体积，故D错误。 故选C。 （3）[3]A．若用手握住装置外壁再推拉柱塞，则会应人体的温度与装置内气体发生热传递而改变气体的温度，因此不能用手握住装置外壁再推拉柱塞，故A错误； B．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与装置内壁间涂上油脂，故B正确； C．由于注射器横截面积一定，初、末状态的体积比就等于空气柱的长度之比，因此装置旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注具体数值，对实验的可靠度不会产生影响，故C正确； D．设细管中气体的体积为，则随着压强的变化，细管中压强与体积的乘积将发生改变，而在温度一定的情况下，根据 可得 由此可知，当压强越大，细管中进入的气体的质量就越大，从而造成在实验中气体的质量发生改变，因此会对实验结果产生影响，故D错误。 故选BC。 （4）[4]根据一定质量的理想气体的状态方程可得 则有 可知压强与体积的乘积越大则气体的温度越高。设图线的方程为 将坐标（1，2）和（4，0.5）代入可得图线的方程为 当时代入方程可得，显然坐标（1，2）和（4，0.5）的乘积相等，而坐标（2，1.5）的乘积相对坐标（1，2）和（4，0.5）的乘积更大，因此可确定气体的温度先升高后降低。故选D。 6. （2024江西1月联考）某小组探究气体在等温变化时压强随体积变化的规律．实验方案如下：在带刻度的注射器内密封一段掺入酒精蒸气的空气，然后将注射器与气体压强传感器连接管相连接。气体压强p由传感器测量，气体体积V等于注射器读数与连接管的容积之和。 （1）实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是______________。 （2）下表是小组采集的一组数据，数据真实可靠，请在图中补充描出第6至9个数据点，并画出图线____。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 99.0 110.0 120.9 135.4 154.7 181.2 223.3 291.1 330.0 21.0 19.0 17.0 15.0 13.0 11.0 9.0 7.0 5.0 0.048 0.053 0.059 0.067 0.077 0091 0.111 0.143 0.200 （3）由图可知，前8个数据点的分布情况说明：在等温变化时，气体的压强与体积关系为__________________________；第9个数据点显著偏离上述规律，小组猜想是因为气体的质量减小了，下列哪个选项支持该猜想______________。 A．部分酒精蒸气进入气体压强传感器连接管 B．在测量第9个数据点时发现注射器筒壁出现模糊，部分酒精蒸气液化 【参考答案】 ①. 减小热传递和做功对气体温度的影响 ②. ③. 成反比 ④. B 【名师解析】 （1）[1]实验时手不要握注射器筒，且应缓慢推动注射器活塞，其目的是减小热传递和做功对气体温度的影响。 （2）描点如图所示 （3）[3]由图可知，前8个数据点的分布情况说明：在等温变化时，气体的压强与体积成反比； [4]由图可知，第9个数据点显著偏离上述规律，可能是在测量第9个数据点时部分酒精蒸气遇冷液化使注射器筒壁出现模糊。 7. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞，改变注射器内气体体积，根据注射器针筒上的刻度读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机，实验完成后，实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。 图6 (1)关于该实验下列说法正确的是________。 A.为方便推拉活塞，可以用手握住注射器 B.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 C.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 D.实验过程中要以较快的速度推拉活塞，以免操作动作慢使空气柱的质量发生改变 (2)根据玻意耳定律，p－V图线理论上是一条________(选填“抛物线”“双曲线”或“倾斜直线”)，所以无法从输出的p－V图线中直观地反映出p与V的关系，但是我们可以输出p－或V－图线，下面能正确反映它们之间关系的是________(注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略)。 (3)某同学想利用该装置测量出一个不规则形状小石块的体积，在连接器材时，他将小石块放进注射器针筒内，然后按规范的操作完成实验，输出的V－图线如图7所示，已知注射器与压强传感器连接软管的体积为Va，则小石块的体积为________。 图7 【参考答案】　(1)C　(2)双曲线　BD　(3)Va＋Vb 【名师解析】　(1)为避免温度发生变化，不能用手握住注射器，故A错误；实验中气体体积不是通过数据采集器获得的，故B错误；为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，故C正确；为避免温度发生变化，实验过程中不能以较快的速度推拉活塞，故D错误。 (2)根据玻意耳定律pV＝C，可知p－V图线理论上是一条双曲线；根据p(V＋V0)＝C，可得p＝<，由于在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，压强增加，但实际增加的偏小，所以p－图像的图形向下弯曲，所以画出的p－图像应当是D；注射器与压强传感器连接处软管的体积不能忽略，根据V＝C－V0，所以V－的图像应为B。 (3)根据玻意耳定律有p(V＋Va－V石)＝C 变形可得V＝C＋V石－Va 根据图像可知石头的体积为V石＝Va＋Vb。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$