1.4 科学探究：气体压强与体积的关系 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

第4节　科学探究：气体压强与体积的关系 一、必备知识基础 1.对于一定质量的气体,下列叙述正确的是(　　) A.如果体积减小,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多 B.当温度一定时,如果压强增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多 C.如果温度升高,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多 D.如果分子数密度增大,气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数一定增多 2.关于气体的压强,下列说法正确的是(　　) A.气体的压强是由气体分子间的相互吸引产生的 B.气体的压强由分子密集程度、分子平均动能、重力共同决定 C.气体的压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的 D.当某一容器自由下落时,容器中气体的压强将变为零 3.某同学在水杯中倒入一半开水,将杯盖盖上后杯内空气(视为一定质量的理想气体)的温度约为97 ℃。一段时间后,该同学想喝水时,发现杯盖很难被打开,若此时杯中空气的温度与外部环境温度均为17 ℃,则下列说法正确的是(　　) A.17 ℃时杯内空气对杯壁单位时间内、单位面积上的碰撞次数比97 ℃时的多 B.17 ℃时杯内空气的体积比97 ℃时的大 C.17 ℃时杯内空气的密度比97 ℃时的大 D.杯盖很难被打开的原因是杯内空气的压强小于外界大气压强 4.在探究气体压强与体积的关系的实验中,下列四个因素对实验的准确性影响最小的是(　　) A.针筒封口处漏气 B.采用横截面积较大的针筒 C.针筒壁与活塞之间存在摩擦 D.实验过程中用手去握针筒 5.如图所示,金鱼吐出的气泡在温度不变的水中上升的过程中,气泡内气体的压强将　　　　;气泡受到水的浮力将　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)  6.某实验小组用如图所示装置探究气体压强与体积的关系。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。 (1)从压力表可读取空气柱的　　　,从注射器旁的刻度尺可读取空气柱的　　　　。 (2)实验过程中,下列操作正确的是　　　　。  A.推拉柱塞时,动作要快,以免气体进入或漏出 B.推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器 C.柱塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内空气柱的长度和压力表的压强值 二、关键能力提升 7.(多选)如图所示,导热的气缸固定在水平地面上,用活塞把一定质量的气体密闭在气缸中,气缸的内壁光滑。有一水平外力F作用于活塞杆,使活塞缓慢地向右移动,在此过程中如果环境保持恒温,下列说法正确的是(　　) A.每个气体分子的速率都不变 B.气体分子平均动能不变 C.水平外力F逐渐变大 D.气体的压强增大 8.(多选)在室温下用注射器探究气体压强与体积的关系中,三个实验小组根据实验数据得到如图中①②③所示的p-图线,分析可能的原因是(　　) A.①组实验中,用手握住注射器,造成气体温度升高 B.①组实验中,密闭在注射器内气体的质量太大 C.③组实验中,气体压强测量值小于实际值 D.②组实验中,没有给活塞抹润滑油而造成漏气 9.如图甲所示,用气体压强传感器探究气体压强与体积的关系中,操作步骤如下: ①把注射器活塞推至注射器中间某一位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接; ②记录显示的气体压强值p; ③推拉活塞,多次测量,重复上述步骤②; ④根据记录的数据,作出V-图线,如图乙所示。 (1)实验过程中,下列操作正确的是　　　　　(填正确答案标号)。  A.推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出 B.推拉活塞时,手可以握住整个注射器 C.压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,应立即重新接上,继续实验 D.活塞与针筒之间要保持润滑不漏气 (2)理论上,由V-图线分析可知,如果该图线为　　　　　　　,就说明气体的体积跟压强的倒数成正比,即体积与压强成反比。  (3)若其他实验操作规范正确,则图线不过原点的原因可能是　　　　　　　　　　,图乙中V0代表　　　　　　　　　　。  参考答案 1.B　气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数,是由单位体积内的分子数和分子的平均速率共同决定的,选项A和D都是单位体积内的分子数增多,但分子的平均速率如何变化却不知道;对选项C,由温度升高可知分子的平均速率增大,但单位体积内的分子数如何变化未知,所以选项A、C、D都不正确。当温度一定时,气体分子的平均速率一定,此时气体分子在单位时间内对单位面积器壁的碰撞次数正是气体压强的微观表现,所以选项B是正确的。 2.C　气体的压强是由大量气体分子频繁撞击器壁产生的,A错误,C正确;气体的压强由分子密集程度和分子平均动能决定,与重力无关,B错误;容器自由下落时,容器中气体分子的运动不受影响,气体的压强不为零,D错误。 3.D　17 ℃时与97 ℃时相比,杯内空气压强减小,对杯壁单位时间内、单位面积上的碰撞次数减少,故A错误;17 ℃时与97 ℃时相比,杯内空气的体积不变,质量不变,所以密度不变,故B、C错误;杯盖很难被打开是因为杯内空气的压强小于外界大气压强,故D正确。 4.B　该实验的前提是气体的质量和温度不变,针筒封口处漏气,则气体质量变小,存在摩擦或用手握针筒,会使气体温度升高,针筒的横截面积大,对实验不会有太大的影响,B正确。 5.答案 变小　变大 解析 金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中,水的温度保持不变,气体分子热运动的剧烈程度不变,体积增大,气体分子的密集程度减小,则气泡内气体的压强变小;气泡的体积将变大,则气泡受到水的浮力将变大。 6.答案 (1)压强　长度 (2)B 解析 (1)通过压力表可读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺可读取空气柱的长度。 (2)若急速推拉柱塞,则有可能造成等温条件的不满足,所以应缓慢推拉柱塞,A错误;推拉柱塞时,如果手握注射器会造成气体温度变化,B正确;柱塞移至某位置时,应等状态稳定后,记录此时注射器内空气柱的长度和压力表的压强值,C错误。 7.BC　一定质量的气体温度不变,分子的平均动能不变,分子的平均速率不变,但并不是每个分子的速率都不变,B正确,A错误;体积增大,单位体积内的分子数减小,单位时间内与单位面积的器壁碰撞的分子数减小,压强减小,活塞内外的压强差增大,水平拉力F增大,C正确,D错误。 8.ACD　一定质量的气体,在温度不变时p-图线的斜率应该是常数,但图线①中斜率逐渐变大,故可能是用手握住注射器,造成气体温度升高,故A正确,B错误;图线③向上平移就正常,即p偏小,故可能是气体压强测量值小于实际值,故C正确;图线②中的斜率逐渐变小,故可能是没有给活塞抹润滑油而造成漏气,故D正确。 9.答案 (1)D (2)过坐标原点的直线 (3)传感器与注射器间有气体　传感器与注射器间气体的体积 解析 (1)推拉活塞时,动作不能快,手不可以握住整个注射器,以免气体温度发生变化,故A、B错误;压强传感器与注射器之间的连接管脱落后,气体质量变化了,应该重新做实验,故C错误;活塞与针筒之间要保持润滑不漏气,故D正确。 (2)理论上,如果V-图像是过原点的倾斜直线,就说明气体的体积跟压强的倒数成正比,即体积与压强成反比。 (3)若其他实验操作规范正确,则图线不过原点的原因可能是传感器与注射器间有气体,图乙中V0代表传感器与注射器间气体的体积。 学科网（北京）股份有限公司 $