第一节 气体实验定律（Ⅰ）（分层作业）物理粤教版选择性必修第三册

第一节 气体实验定律（Ⅰ） 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、探究气体等温变化的规律 1 考点二、玻意耳定律 3 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 8 考点一、探究气体等温变化的规律 1．(24-25高二下·江苏镇江第一中学·期末)在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。关于该实验操作正确的是（　　） A．可以用手握住玻璃管 B．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 C．使用润滑油的目的是为了减小摩擦 D．改变空气柱体积时需缓慢移动柱塞 2. 在 “用传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系” 的实验中， 某小组使用如图甲所示的实验装置，正确操作实验获得多组注射器内封闭气体的体积 和压强 的测量值，并通过计算机拟合得到相应的图像，分析得出结论。 (1)在本实验操作的过程中，下列措施正确的是_________。 A．实验前检查实验装置， 保证气密性良好 B．改变气体体积时应快速推拉柱塞 C．不要用手直接握在注射器上 (2)在本实验操作的过程中， （选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。 (3)实验中测得多组空气柱的压强 和体积 的数据后，为了能最直观地判断二者间的函数关系，应作出 （选填 “ ” 或 “ ” ） 图像。 对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时， 其压强与体积成反比。 (4)若该小组绘出的是 图像，结果如图乙所示，则出现该图像的原因可能是_________。 A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 D．漏加了注射器与压强传感器连接处的气体体积 3．(23-24高二下·安徽A10联盟·月考)物理兴趣小组设计了用注射器和压强传感器来测量一块形状不规则矿石体积的实验。先把矿石洗干净晾干装进注射器，并将活塞推至注射器刻度线中部，再将注射器出口端与压强传感器相连接，将一部分气体封闭在注射器内，如图甲所示。推、拉活塞改变封闭气体的体积，通过注射器测量体积，利用压强传感器测量气体压强。实验过程中，环境温度保持不变且矿石不会堵住软管口。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________；（填选项前的字母） A．实验时不需要保持注射器水平以准确测量压强 B．实验时应迅速推拉活塞，并快速读数 C．若实验中不慎将活塞拔出，迅速套上后可继续实验 (2)实验中读取了多组注射器活塞所在刻度对应的体积，用传感器测得对应的压强。该小组通过描点作图，在坐标系中获得如乙图所示的图像，图像弯曲的原因可能是________；（填选项前的字母） A．注射器与传感器连接处有一部分气体 B．装置漏气使得气体分子数减少 C．手握住注射器导致温度升高 D．外界大气压强变化 (3)若图乙中为已知量，传感器和注射器连接处软管的总容积为，则这块矿石的体积为 。 4．如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在固定的导热气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，气体由状态①变化到状态②。如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②，此过程可用选项图中哪几个图像表示（　　） A． B． C． D． 考点二、玻意尔定律 5．(25-26高三上·天津宁河区芦台第二中学·月考)一定质量的气体由状态 A 变到状态 B 的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（　　） A．一直下降 B．先下降后上升 C．先上升后下降 D．一直上升 6．如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A． B． C． D． 7．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（　　） A．在过程A→C中，气体的压强不变 B．在过程C→B中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大 8．某实验小组用如图所示的装置来探究气体的等温变化规律，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变V，测出多组与V的对应值，并做出的关系图像，下列说法正确的是（   ） A．每次气体的状态调整后，不能立即记录数据 B．实验要保持环境温度和大气压强不变，可用手握住注射器快速推拉活塞来做实验 C．若实验过程中环境的温度突然升高，则图像的斜率会增大 D．若关系图像的纵截距为b，则大气的压强为 9．在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。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（    ）    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 10．一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，不考虑气泡温度的变化，它的体积约变为原来体积的（水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g＝10 m/s2，大气压强p0＝1.0×105 Pa）（　　） A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D． 11．在“探究气体等温变化的规律”实验中，实验装置如图甲所示，用橡胶塞堵住注射器的下端细管部分，以注射器筒内封闭的一段空气柱为研究对象，空气柱的长度由注射器两侧的刻度尺读出，气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。实验操作后，作出的关系图像如图乙所示，关于该图像发生弯曲原因的分析正确的是（　　） A．可能是由于注射器筒内有固体异物 B．可能是漏计了细管中气体体积 C．采用了向上拉柱塞的操作，由于速度较快导致封闭气体温度降低 D．采用了向下压柱塞的操作，实验过程中有漏气现象 12．物理小组的同学们利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下： ①将注射器下端开口处套上橡胶套，和柱塞一起把一段空气柱封闭； ②已知空气柱的横截面积为S，通过刻度尺读取空气柱的长度L，可得空气的体积V＝LS； ③从与注射器内空气柱相连的压强计读取空气柱的压强p； ④把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强，获取空气柱的体积V和压强p的几组数据； ⑤将各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，得出温度不变时气体压强与体积的关系。 完成下列填空： (1)实验时要缓慢地移动柱塞，原因是________。 A．保持气体温度不变 B．保证气体质量不变 C．防止注射器晃动而不便于测体积 (2)小明同学根据测量结果，做出p－V图像，如图乙所示， （填“能”或“不能”）根据绘制的图线直接得到空气柱的压强跟体积的关系。 (3)小军同学根据测量结果，做出V－图像，如图丙所示，图线不过原点，则V0代表 。 13．实验：探究气体等温变化的规律 （1）实验目的 探究在温度不变的情况下，一定质量的某种气体其 随 变化的定量规律。 （2）实验原理 选取一段空气柱作为研究对象，在保证 、 一定的条件下，改变并且测量空气柱的体积V，同时测量在不同体积下的压强p，建立p－坐标系，将实验数据在坐标系中描点，得到p－图像，进而得出一定质量的气体在温度不变的情况下，p、V之间遵从的规律。 （3）实验设计 方案一 ①实验器材：气柱玻管、管塞、 、体积标尺，固定架、活塞。 ②物理量的测量 空气的压强p可以从仪器上方的 读出，气体的体积可以通过 读取。 方案二 如图所示，用注射器密闭一定质量的气体并接入压强传感器，压强传感器通过数据采集器与计算机相连，由此计算机获得了气体的 数值。从注射器壁上的刻度可直接读出气体的 。启动相应程序，缓慢改变注射器内气体的体积，并将其输入程序中，即可得到所需的图线。 （4）实验操作 ①按照上图所示连接装置，并仔细检查装置的 。 ②把活塞顶端置于刻度“2”处（或某一刻度处），记下管内空气的 和对应的 。 ③ 推动活塞，用同样的方法得到多组体积和压强的测量值，将这些值填入下表中（或输入计算机）。 实验次数 1 2 3 4 5 6 V/cm3 /cm－3 p/kPa ④建立p－坐标系，根据上表的记录值将所测数据在坐标系中描点，作出p－图像（或在计算机中直接读取图线）。 （5）实验结论：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成 。 （6）实验注意事项 ①改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以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玻璃管，以防止玻璃管从手上吸收热量，引起内部气体温度变化。 ③实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在活塞上涂好润滑油，以免漏气。 ④在这个实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不需要测量空气柱的横截面积。 14．(10·上海·高考)用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线。 （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 ； （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是 和 ； （3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表 。 15．(25-26高三上·北京顺义区第一中学·月考)5．某实验小组用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和 。 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的是 。 A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度 D．实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为T₁ T₂(选填“<”“=”或“>”)。 (4)实验小组同学做出 图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的 (选填“①”或“②”)所示。 16．(23·辽宁·高考)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   17．(24-25高二下·江苏扬州七校联考·月考)4．如图所示，某同学利用注射器、压强传感器、数据采集器和计算机等器材，研究“一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积的关系” (1)关于该实验下列说法正确的是（　　） A．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 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p-V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁ T₂（选填“<”“=”或“>”） (3)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （选填“”或“”图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (4)另一实验小组的成员也进行了实验，并且操作正确，根据测得的数据作图像，如图所示，则图线不过原点的原因可能是 （答出一条即可）。 18．(23·山东·高考)利用图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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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。    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．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 （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，则在计算乘积时，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的增大而 （填“增大”或“减小”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一节 气体实验定律（Ⅰ） 目录 【攻核心·技能提升】 1 考点一、探究气体等温变化的规律 1 考点二、玻意耳定律 3 【拓思维·重难突破】 6 【链高考·精准破局】 8 考点一、探究气体等温变化的规律 1．(24-25高二下·江苏镇江第一中学·期末)在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。关于该实验操作正确的是（　　） A．可以用手握住玻璃管 B．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 C．使用润滑油的目的是为了减小摩擦 D．改变空气柱体积时需缓慢移动柱塞 【答案】D 【详解】A．为了防止注射器内气体温度变化，不能用手握住玻璃管，A错误； B．使用橡胶套的目的是防止漏气，在橡胶套处不能接另一注射器，B错误； C．使用润滑油的目的是为了防止漏气，C错误； D．改变空气柱体积时需缓慢移动柱塞，使注射器内的气体与外界有充分的时间进行热交换，保证注射器内气体温度不变，D正确。 故选D。 2. 在 “用传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系” 的实验中， 某小组使用如图甲所示的实验装置，正确操作实验获得多组注射器内封闭气体的体积 和压强 的测量值，并通过计算机拟合得到相应的图像，分析得出结论。 (1)在本实验操作的过程中，下列措施正确的是_________。 A．实验前检查实验装置， 保证气密性良好 B．改变气体体积时应快速推拉柱塞 C．不要用手直接握在注射器上 (2)在本实验操作的过程中， （选填“需要”或“不需要”）测出空气柱的横截面积。 (3)实验中测得多组空气柱的压强 和体积 的数据后，为了能最直观地判断二者间的函数关系，应作出 （选填 “ ” 或 “ ” ） 图像。 对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时， 其压强与体积成反比。 (4)若该小组绘出的是 图像，结果如图乙所示，则出现该图像的原因可能是_________。 A．实验过程中有漏气现象 B．实验过程中气体温度降低 C．实验过程中气体温度升高 D．漏加了注射器与压强传感器连接处的气体体积 【答案】(1)AC (2)不需要 (3) 过原点的倾斜直线 (4)D 【来源】广东省汕尾市2023-2024学年高二下学期期末考试物理试题 【详解】（1）A．实验应保证气体质量不变，因此保证气密性良好，故A正确； B．实验时为防止气体温度变化，应慢慢推拉柱塞，故B错误； C．实验时为防止温度发生变化，则不能用手握注射器推拉柱塞，故C正确。 故选AC。 （2）由于横截面积不变，只要知道空气柱长度之间的关系，就可以得到体积之间的关系，从而找到体积与压强之间的关系，因此不需要测出空气柱的横截面积，故填“不需要”。 （3）[1]一定质量的气体在温度不变的情况下，为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，压强p与体积的倒数成正比，故应作出“”图像。 [2]若图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。 （4）ABC．根据 可得 若实验过程中有漏气现象、气体温度降低或气体温度升高，图像会发生弯曲，故ABC错误； D．图像整体下移，可知体积偏小，即漏加了注射器与压强传感器连接处的气体体积，故D正确。 故选D。 3．(23-24高二下·安徽A10联盟·月考)物理兴趣小组设计了用注射器和压强传感器来测量一块形状不规则矿石体积的实验。先把矿石洗干净晾干装进注射器，并将活塞推至注射器刻度线中部，再将注射器出口端与压强传感器相连接，将一部分气体封闭在注射器内，如图甲所示。推、拉活塞改变封闭气体的体积，通过注射器测量体积，利用压强传感器测量气体压强。实验过程中，环境温度保持不变且矿石不会堵住软管口。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________；（填选项前的字母） A．实验时不需要保持注射器水平以准确测量压强 B．实验时应迅速推拉活塞，并快速读数 C．若实验中不慎将活塞拔出，迅速套上后可继续实验 (2)实验中读取了多组注射器活塞所在刻度对应的体积，用传感器测得对应的压强。该小组通过描点作图，在坐标系中获得如乙图所示的图像，图像弯曲的原因可能是________；（填选项前的字母） A．注射器与传感器连接处有一部分气体 B．装置漏气使得气体分子数减少 C．手握住注射器导致温度升高 D．外界大气压强变化 (3)若图乙中为已知量，传感器和注射器连接处软管的总容积为，则这块矿石的体积为 。 【答案】(1)A (2)C (3) 【详解】（1）A.气体的气压不随注射器位置改变而改变，所以实验时不需要保持注射器水平，故A正确； B．实验时应缓慢推拉活塞，待稳定后读数，故B 错误； C．若实验中不慎将活塞拔出，则必须废除之前获得的数据，重新实验，故C错误。 （2）由理想气体方程得 整理得 由图可知V与的斜率增大，图线发生弯曲的原因可能是气体温度升高，故选C。 （3）若传感器和注射器连接处软管的总容积为，则表达式应为 则由 可得石块的体积为 故填。 4．如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在固定的导热气缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，气体由状态①变化到状态②。如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度。气体从状态①变化到状态②，此过程可用选项图中哪几个图像表示（　　） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】A．双曲线的方程：恒量，是等温变化，由①变化到②温度不变，体积增大，压强减小，是可能的，故A正确； B．B图像是图像，是一条直线，温度会发生变化，故B错误； C．①到②的过程体积减小，与实际体积增大相反，故C错误； D．①到②的过程温度不变，压强减小，气体的体积增大，故D正确。 故选AD。 考点二、玻意尔定律 5．(25-26高三上·天津宁河区芦台第二中学·月考)一定质量的气体由状态 A 变到状态 B 的过程如图所示，A、B位于同一双曲线上，则此变化过程中，温度（　　） A．一直下降 B．先下降后上升 C．先上升后下降 D．一直上升 【答案】C 【详解】由数学知识可知AB直线上的点，则当p=V时pV乘积最大，可知由A到B的过程中，pV乘积的数值先增加后减小，则根据pV=CT可知，气体的温度先增大后减小。 故选C。 6．如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】初始时，被封闭气体的压强为 ， 玻璃管开口向下时，被封闭气体的压强为 由玻意耳定律得，l1 = 7cm 解得 故选B。 7．一定质量的某种气体自状态A经状态C变化到状态B，这一过程如图所示，则（　　） A．在过程A→C中，气体的压强不变 B．在过程C→B中，气体的压强不断变小 C．在状态A时，气体的压强最大 D．在状态B时，气体的压强最大 【答案】D 【详解】A．气体在过程A→C中发生等温变化，由（恒量）可知，体积减小，压强增大，故A错误； B．在C→B变化过程中，气体的体积不发生变化，即为等容变化，由（恒量）可知，温度升高，压强增大，故B错误； CD．在A→C→B过程中气体的压强始终增大，所以气体在状态B时的压强最大，故C错误，D正确。 故选D。 8．某实验小组用如图所示的装置来探究气体的等温变化规律，带有刻度的注射器内封闭了一定质量的理想气体，推动活塞来改变管内气体的体积V，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变V，测出多组与V的对应值，并做出的关系图像，下列说法正确的是（   ） A．每次气体的状态调整后，不能立即记录数据 B．实验要保持环境温度和大气压强不变，可用手握住注射器快速推拉活塞来做实验 C．若实验过程中环境的温度突然升高，则图像的斜率会增大 D．若关系图像的纵截距为b，则大气的压强为 【答案】AC 【详解】A．每次气体的状态调整后，都要隔一段时间再记录数据，其目的是为了气体的温度与环境温度达到相同值，从而保证做等温变化，A正确； B．实验的过程要保持环境的温度和大气的压强不变才能探究气体的等温变化规律，若用手握住注射器的空气柱部分，然后快速的推拉活塞来改变气体的体积，气体的温度很难做等温变化，B错误； C．设大气压强为p0，由等温变化的规律可得 结合 可得 其中C、p0是常数，做出的关系图像是一条倾斜直线，气体做等温变化，若实验过程中环境的温度突然升高，C增大，关系图像的斜率增大，C正确； D．关系图像的纵截距为 则有，D错误。 故选AC。 9．在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。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（    ）    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 【答案】B 【详解】因为该实验是要探究气体等温变化的规律；实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器。 故选B。 10．一个气泡由湖面下20 m深处缓慢上升到湖面下10 m深处，不考虑气泡温度的变化，它的体积约变为原来体积的（水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g＝10 m/s2，大气压强p0＝1.0×105 Pa）（　　） A．3倍 B．2倍 C．1.5倍 D． 【答案】C 【详解】气泡在温度不变时遵循玻意耳定律 初态（20m深处）压强： 末态（10m深处）压强： 根据玻意耳定律，体积比为 因此体积变为原来的1.5倍。故选C。 11．在“探究气体等温变化的规律”实验中，实验装置如图甲所示，用橡胶塞堵住注射器的下端细管部分，以注射器筒内封闭的一段空气柱为研究对象，空气柱的长度由注射器两侧的刻度尺读出，气体的压强通过柱塞与注射器内空气柱相连的压力表读取。实验操作后，作出的关系图像如图乙所示，关于该图像发生弯曲原因的分析正确的是（　　） A．可能是由于注射器筒内有固体异物 B．可能是漏计了细管中气体体积 C．采用了向上拉柱塞的操作，由于速度较快导致封闭气体温度降低 D．采用了向下压柱塞的操作，实验过程中有漏气现象 【答案】C 【详解】AB．由理想气体状态方程 可得 如注射器筒内有固体异物占据了一定的体积，设为，可得 即 不会影响图像的斜率；同理可知漏计了细管中气体体积也不会影响图像的斜率，AB错误； C．如采用了向上拉柱塞的操作，由于速度较快导致封闭气体温度T降低，可知随着V增大图像斜率减小，C正确； D．如果采用了向下压柱塞的操作，实验过程中有漏气，则C减小，可知随着V减小图像斜率减小，D错误。 故选C。 12．物理小组的同学们利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。实验步骤如下： ①将注射器下端开口处套上橡胶套，和柱塞一起把一段空气柱封闭； ②已知空气柱的横截面积为S，通过刻度尺读取空气柱的长度L，可得空气的体积V＝LS； ③从与注射器内空气柱相连的压强计读取空气柱的压强p； ④把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强，获取空气柱的体积V和压强p的几组数据； ⑤将各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，得出温度不变时气体压强与体积的关系。 完成下列填空： (1)实验时要缓慢地移动柱塞，原因是________。 A．保持气体温度不变 B．保证气体质量不变 C．防止注射器晃动而不便于测体积 (2)小明同学根据测量结果，做出p－V图像，如图乙所示， （填“能”或“不能”）根据绘制的图线直接得到空气柱的压强跟体积的关系。 (3)小军同学根据测量结果，做出V－图像，如图丙所示，图线不过原点，则V0代表 。 【答案】(1)A (2)不能 (3)注射器与压强计连接部分的气体体积 【详解】（1）实验时要缓慢地移动柱塞，目的是为了使系统有足够的时间与外界进行热交换，保证温度不变，确保等温变化。所以选A。 （2）不能，无法直接从曲线上直观得到压强与体积的定量关系，可以更换坐标轴，以做进一步探究。 （3）但本题中图像不过原点，说明存在 “额外体积” 未被计入。结合实验装置（注射器的橡胶套、压强计连接管等），这些部件中会残留少量气体或占据一定体积，导致实际研究的气体体积应为 “空气柱体积 LS” 加上这部分额外的 “死体积”，图像的截距 代表注射器与压强计连接部分的气体体积。 13．实验：探究气体等温变化的规律 （1）实验目的 探究在温度不变的情况下，一定质量的某种气体其 随 变化的定量规律。 （2）实验原理 选取一段空气柱作为研究对象，在保证 、 一定的条件下，改变并且测量空气柱的体积V，同时测量在不同体积下的压强p，建立p－坐标系，将实验数据在坐标系中描点，得到p－图像，进而得出一定质量的气体在温度不变的情况下，p、V之间遵从的规律。 （3）实验设计 方案一 ①实验器材：气柱玻管、管塞、 、体积标尺，固定架、活塞。 ②物理量的测量 空气的压强p可以从仪器上方的 读出，气体的体积可以通过 读取。 方案二 如图所示，用注射器密闭一定质量的气体并接入压强传感器，压强传感器通过数据采集器与计算机相连，由此计算机获得了气体的 数值。从注射器壁上的刻度可直接读出气体的 。启动相应程序，缓慢改变注射器内气体的体积，并将其输入程序中，即可得到所需的图线。 （4）实验操作 ①按照上图所示连接装置，并仔细检查装置的 。 ②把活塞顶端置于刻度“2”处（或某一刻度处），记下管内空气的 和对应的 。 ③ 推动活塞，用同样的方法得到多组体积和压强的测量值，将这些值填入下表中（或输入计算机）。 实验次数 1 2 3 4 5 6 V/cm3 /cm－3 p/kPa ④建立p－坐标系，根据上表的记录值将所测数据在坐标系中描点，作出p－图像（或在计算机中直接读取图线）。 （5）实验结论：一定质量的某种气体，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成 。 （6）实验注意事项 ①改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以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玻璃管，以防止玻璃管从手上吸收热量，引起内部气体温度变化。 ③实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在活塞上涂好润滑油，以免漏气。 ④在这个实验中，由于气体体积与长度成正比，因此研究气体的体积与压强的关系时，不需要测量空气柱的横截面积。 【答案】 压强 体积 质量 温度 压强计 压强计 体积标尺 压强 体积 气密性 压强 体积 缓慢 反比 14．用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下： ①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接； ②移动活塞，记录注射器的刻度值，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值； ③用图像处理实验数据，得出如图2所示图线。 （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 ； （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是 和 ； （3）如果实验操作规范正确，但如图所示的图线不过原点，则代表 。 【答案】 在注射器活塞上涂润滑油 移动活塞要缓慢 不能用手握住注射器封闭气体部分 注射器与压强传感器连接部位的气体体积 【来源】2010年全国普通高等学校招生统一考试（上海卷）物理试题 【详解】（1）[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）[2][3]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。 （3）[4]根据图2可得 如果实验操作规范正确，由于注射器与压强传感器连接部位有气体 ，从而使图线不过原点，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 15．(25-26高三上·北京顺义区第一中学·月考)5．某实验小组用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和 。 (2)关于该实验的操作，下列说法正确的是 。 A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B．实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度 D．实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积 (3)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的p-V图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为T₁ T₂(选填“<”“=”或“>”)。 (4)实验小组同学做出 图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的 (选填“①”或“②”)所示。 【答案】(1)质量 (2)AC (3)< (4)② 【详解】（1）在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。 （2）A．在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，故A正确； B．实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，故B错误； C．推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度，故C正确； D. 实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，选项D错误。 故选AC。 （3）因T2对应的图像的pV值较大，可知温度较高，即这两次实验气体的温度大小关系为T1<T2 （4）根据可知若漏气，则C减小，即图像的斜率减小，则图像为②； 16．“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　）    A．   B．   C．   D．   【答案】B 【来源】2023年高考辽宁卷物理真题 【详解】根据 可得 从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。 故选B。 17．(24-25高二下·江苏扬州七校联考·月考)4．如图所示，某同学利用注射器、压强传感器、数据采集器和计算机等器材，研究“一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积的关系” (1)关于该实验下列说法正确的是（　　） A．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 B．为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C．为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 D．实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p-V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T₁ T₂（选填“<”“=”或“>”） (3)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出 （选填“”或“”图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 (4)另一实验小组的成员也进行了实验，并且操作正确，根据测得的数据作图像，如图所示，则图线不过原点的原因可能是 （答出一条即可）。 【答案】(1)A (2)> (3) 过原点的倾斜直线 (4)连接注射器与传感器的软管内有气体 【详解】（1）A．为保证封闭气体的气密性，确保气体质量不变，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，故A正确； B．为保证气体温度不变，不能用手握住注射器，故B错误； C．为保证气体温度不变，实验时应缓慢推动柱塞，待示数稳定后读取数据，故C错误； D．实验中气体的压强可以通过数据采集器获得，体积通过注射器外部的刻度读取，故D错误。 故选A。 （2）根据 可得 可得离原点越远的等温线温度越高，故 （3）[1]气体发生等温变化，根据波意耳定律有 整理得 能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出图像。 [2]如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。 （4）设连接注射器与传感器的软管内气体体积为，则封闭气体的真实体积为，根据 整理得 根据图像可得，则图线不过原点的原因可能是连接注射器与传感器的软管内有气体。 18．利用图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，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），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。    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．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 （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，则在计算乘积时，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的增大而 （填“增大”或“减小”）。 【答案】 B 增大 【来源】2023年高考山东卷物理真题 【详解】（1）[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，与成正比。 故选B。 （2）[2]若气体被压缩到，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 （3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，根据 可知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的增大而增大。 / 学科网（北京）股份有限公司 $