第4节 科学探究：气体压强与体积的关系（分层作业）物理鲁科版选择性必修第三册

4．科学探究：气体压强与体积的关系 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、教材原型 1 二、拓展革新 4 【拓思维·重难突破】 8 【链高考·精准破局】 10 一、教材原型 1.如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃管与活塞之间可用石蜡密封 B. 各实验小组所封闭的气体质量都相等 C. 各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等 D. 实验过程中应缓慢地推动活塞 2.用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是________； A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动 B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 (2)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度T1 T2（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量m1 m2（填“>”、“<”或“=”）。 3.用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是______。 A．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积 B．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 C．为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦 D．处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 (2)某小组同学得到两组图线经检验均符合反比例关系，导致①、②两组数据差异的原因可能是______。 A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同 C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快 (3)采用该装置进行实验，操作过程无误，但根据测得的数据做出图像不过坐标原点如图所示，图像不过原点的可能原因是 ；图线发生弯曲的可能原因是 。 4.某实验小组用如图所示的实验装置探究“玻意耳定律”。 (1)实验操作的过程中，需要保持不变的是气体的_______。 A．压强 B．体积 C．温度 D．质量 (2)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 (3)如下图所示，缓慢拉升柱塞，使其从状态A到达状态B（体积为V1）。若此时突然拉动柱塞，使其快速到达体积V2，则此时V2对应图中的状态 （填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点） (4)在实验要求符合、规范操作的情况下，多次精确测量，绘制的图像可能是 ，理由是 。 二、拓展革新 5.某实验小组利用如图所示的装置探究一定质量气体的等温变化规律。装置由导热性能良好的注射器、压强传感器、数据采集器和计算机组成。实验时，将一定质量的气体封闭在注射器内，缓慢推动活塞改变气体体积，同时记录气体的压强和体积数据，环境温度保持不变。实验前，在活塞与注射器壁间涂抹润滑油，其主要目的是（　　） 减小活塞与注射器壁的摩擦 防止气体泄漏，保证气体质量不变 使活塞更容易推动 提高活塞的密封性，避免外界热量传入 6.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲、乙所示。 关于该实验下列说法正确的是          。 A.注射器必须水平放置 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.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 组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则图中代表的物理含义是          。 7.某同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，实验装置如图所示，实验中通过注射器示数读出气体体积V，用气压传感器记录气体压强p，研究气体压强和体积的关系。 (1)关于本实验过程中的说法正确的是________。 A．推拉活塞时，为了读数准确，动作要快 B．推拉活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据 D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 (2)某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推动活塞，使注射器内空气体积发生变化，实验数据如下表所示，请在图中作出V与的关系图像。 序号 V/mL p/（×105 Pa） /（×10－5 Pa－1） 1 18 1.038 0.963 2 16 1.160 0.862 3 14 1.311 0.763 4 12 1.512 0.661 5 10 1.784 0.561 6 8 2.178 0.459 7 6 2.793 0.358 (3)本实验中，可以由V与的关系图像验证气体等温变化时p与V的关系，其依据是V与成 （选填“正比”或“反比”）。 (4)由于在实验中未考虑软管中气体的体积，实验结果有一定的误差，此误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”）。 (5)由图像可以求得软管中气体的体积为 mL。（保留两位有效数字） 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和大气压强，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，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变，测出多组与的对应值，并做出的关系图像，回答下列问题。 (1)下列说法正确的是______。 A．若实验过程中注射器的气密性不好，对探究实验规律无影响 B．为了方便的拉活塞，手可握住注射器含气柱的部分 C．实验的过程要保持环境的温度和大气的压强不变 (2)做出的图像如图乙所示，若图像的纵截距为、斜率为，则大气压强 ，若实验过程中环境的温度升高，则图像的斜率会 （选填“增大”或“减小”），纵截距会 （选填“增大”或“减小”）。 9.某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定不规则小晶体的密度。 实验步骤： ①取适量小晶体，用天平测出质量； ②将小晶体装进注射器，插入活塞，再将注射器通过细软管与传感器、数据采集器等连接； ③移动活塞，通过注射器上面的刻度读出多组气体的体积V，并将体积数据输入计算机； ④结合数据采集器采集的传感器数据和输入的体积数据，在计算机上描绘y-x图像如图乙所示。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是________。 A．图甲中，传感器为压强传感器 B．在步骤②中，将注射器与传感器连接前，必须将活塞移至注射器最右端位置 C．操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变 D．若实验过程中不慎将活塞拔出，应立即将活塞插入注射器继续实验 (2)在图乙的图像中，y轴为 （填“”或“V”），x轴为 （填“”或“p”）。 (3)结合图乙，可得小晶体的密度ρ＝ （选用m、a、b表示）；该同学通过查阅资料发现测量的密度值比真实的密度值大，则可能的原因是 。 10.某同学为测量固体药物的体积，设计了如图甲所示测量装置（装置密封性良好）。 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缓慢移动活塞，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。 (1)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“p2”）。 (2)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）。 (3)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”）。 11.某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 B．空气柱体积变化应尽可能的快些 C．为保证气密性，实验前应在柱塞上涂润滑油 (2)为了探究一定质量的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 （填“<”“=”或“>”）； (3)如橡胶套内的气体不可忽略，移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为（　　） A． B． C． D． 12.某同学探究气体压强与体积的关系时，利用了如图所示的装置完成了实验，该同学将注射器与压强传感器通过细软管相连接。实验时，多次用力推动注射器的活塞，使封闭的气体压缩，读出封闭气体的体积和压强传感器的示数。 (1)为了达到实验目的，实验时应保证气体的 和 不变。 (2)为了使气体的温度不变，下列说法正确的是（　　） A．实验时，用一只手紧握注射器，另一只手推动活塞 B．实验时，用外力迅速推动活塞 C．实验时，应缓慢地推动活塞 (3)实验时，该同学在不同温度下进行了探究，第一次环境的温度为T1，第二次环境的温度为T2，已知T1>T2，下列四幅图中可能正确得是（　　） A． B． C． D． (4)如果实验时，描绘得出的图像的斜率越来越小，其原因为 （写出一条即可）。 13.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： 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    ．与成正比 若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为          保留位有效数字。 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”。 14.（2023·山东·高考真题）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”）。 15.某实验小组使用如图所示装置探究等温条件下一定质量气体的压强与体积的关系。圆筒内通过可移动的柱塞密封一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂重物，圆筒导热性良好，通过改变重物质量读取多组重物质量m、气体体积V的数值，并通过作图探究两者之间的关系。 (1)柱塞处涂抹润滑油的目的是________。（多选） A．增加导热性 B．增加气密性 C．减小柱塞与圆筒之间的摩擦 (2)该实验小组按照规范操作，通过作图探究两者之间的关系，为使图像呈直线，应描绘的是________。 A．V-m B． C． (3)该实验小组逐步增大重物质量，得到（2）中的图像的斜率为k、纵截距为b，不考虑柱塞与圆筒间的摩擦，已知柱塞的横截面积为S，当地的重力加速度为g，测得当地的大气压强为，则柱塞的质量为 （使用题中所给字母表示）。若当地的大气压强测量值偏小，则测得的柱塞的质量 （填“大于”“小于”或“等于”）真实的柱塞的质量。 16.某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系。装置如图甲所示。 (1)关于实验要点，下列说法正确的是（　　） A．活塞上要涂润滑油，以减小摩擦对压强测量的影响 B．推拉活塞时，应用手握住整个注射器，使其不要晃动 C．推拉活塞的时间越短越好 D．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值 (2)环境温度不变，该同学按正确操作先后做了两次实验，得到的两次的图像如图乙所示，两次图像斜率不同的原因是 ； (3)另一同学也用该装置做实验，根据实验测得的多组p和V，作出图像如图丙所示，图像向下弯曲的可能原因有（　　） A．实验过程中有进气现象 B．实验过程中有漏气现象 C．实验过程中气体温度降低 D．实验过程中气体温度升高 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 4．科学探究：气体压强与体积的关系 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、教材原型 1 二、拓展革新 5 【拓思维·重难突破】 11 【链高考·精准破局】 14 一、教材原型 1.如图是“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”的实验装置，关于该分组实验，下列说法正确的是（　　） A. 玻璃管与活塞之间可用石蜡密封 B. 各实验小组所封闭的气体质量都相等 C. 各实验小组计算的气体压强与体积的乘积值都相等 D. 实验过程中应缓慢地推动活塞 【答案】D 【详解】A.为防止漏气，在活塞上涂油，以保证气体质量不变，缓慢的推，拉柱塞，以保证在体积改变时温度不变，不能用石蜡密封，故A错误； 气体的状态方程的使用的条件是一定质量的气体，实验中发现各组同学的气体压强与体积的乘积值不完全相等，就是因为不同的同学做实验时封闭气体的质量是不同的，故BC错误； D.实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D正确。 故选D。 2.用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是________； A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动 B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦 D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 (2)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了图像，如图1、2所示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度T1 T2（填“>”、“<”或“=”）；若两次实验气体的温度不变，则气体质量m1 m2（填“>”、“<”或“=”）。 【答案】(1)BD (2) 【详解】（1）A．从实验要求可知，实验前将注射器固定好就可以防止实验过程中注射器晃动，用手扶住注射器外壁会导致封闭气体的温度升高，故A项错误； B．在活塞上适量涂上润滑油，可减少摩擦并保证密封性，防止漏气，故B项正确； C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止动作过快导致封闭气体的温度升高，故C项错误； D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故D项正确。故选BD。 （2）[1]若两次实验气体的质量一定，根据理想气体状态方程有整理有 所以图像的斜率为，由于图线1的斜率大于图线2的斜率，所以。 [2]两次实验气体的温度不变，气体分子对器壁的平均撞击力相同，由图可知在气体体积相同时，，说明第一次实验时气体的分子数密度更大些，所以气体的分子数更多些，所以。 3.用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。 (1)关于实验下列说法正确的是______。 A．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体体积 B．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔 C．为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦 D．处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 (2)某小组同学得到两组图线经检验均符合反比例关系，导致①、②两组数据差异的原因可能是______。 A．两组实验环境温度不同 B．两组封闭气体的质量不同 C．某组器材的气密性不佳 D．某组实验中活塞移动太快 (3)采用该装置进行实验，操作过程无误，但根据测得的数据做出图像不过坐标原点如图所示，图像不过原点的可能原因是 ；图线发生弯曲的可能原因是 。 【答案】(1)BD (2)AB(3) 实验时未考虑注射器前端与橡胶套连接处的气体（或气体实际体积比测量值大等） 气体温度升高，不满足等温条件 【详解】（1）A．该实验必须保证气体温度不变，用手紧握或快速推拉活塞会使气体的温度升高，故A错误； B．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套封闭注射器的注射孔，故B正确； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，不仅是为了减小摩擦，故C错误； D．当p与V成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线中的一支，所以图像更直观，故D正确。故选BD。 （2）AB．根据理想气体状态方程，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，可知乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，乘积不等，故AB正确； CD．若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，故CD错误。故选AB。 （3）[1]注射器前端与橡胶套连接处的气体未测量在内，所以气体实际体积比测量值大，导致测得的数据作出图像不过坐标原点； [2]图线向上弯曲的原因可能是气体温度升高，不满足等温条件。 4.某实验小组用如图所示的实验装置探究“玻意耳定律”。 (1)实验操作的过程中，需要保持不变的是气体的_______。 A．压强 B．体积 C．温度 D．质量 (2)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 (3)如下图所示，缓慢拉升柱塞，使其从状态A到达状态B（体积为V1）。若此时突然拉动柱塞，使其快速到达体积V2，则此时V2对应图中的状态 （填“C”、“D”、“E”、“F”）（图中A、B、E为同一等温线上的点） (4)在实验要求符合、规范操作的情况下，多次精确测量，绘制的图像可能是 ，理由是 。 【答案】(1)C (2)BD (3) F(4) C 见解析 【详解】（1）实验操作的过程中，需要保持不变的是气体的温度。故选C。 （2）AB．把柱塞缓慢地向上拉，使气体与外界有充分的时间进行热交换，保证气体的温度不变，故A错误，B正确。 CD．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞，使气体与外界有充分的时间进行热交换，保证气体的温度不变，故C错误，D正确。故选BD。 （3）若此时突然拉动柱塞，使其快速到达体积V2，气体体积增大，气体对外做功；气体体积快速增大，气体来不及与外界进行热交换，既不吸收热量也不放出热量；根据热力学第一定律，气体的内能减小，气体的温度降低；在p−V图像中，等温线离坐标原点越近温度越低，所以此时V2对应图中的状态F； （4）[1]在实验要求符合、规范操作的情况下，多次精确测量，绘制的图像可能是C； [2]设注射器内气体体积为V，压强为p，橡胶套内气体体积为V0，根据玻意耳定律得 解得，图像的斜率为，随着增大，斜率k减小，图线向下弯曲。故选C。 二、拓展革新 5.某实验小组利用如图所示的装置探究一定质量气体的等温变化规律。装置由导热性能良好的注射器、压强传感器、数据采集器和计算机组成。实验时，将一定质量的气体封闭在注射器内，缓慢推动活塞改变气体体积，同时记录气体的压强和体积数据，环境温度保持不变。实验前，在活塞与注射器壁间涂抹润滑油，其主要目的是（　　） 减小活塞与注射器壁的摩擦 防止气体泄漏，保证气体质量不变 使活塞更容易推动 提高活塞的密封性，避免外界热量传入 【答案】 【详解】在活塞与注射器壁间涂抹润滑油主要是为了防止气体泄漏，确保实验过程中封闭气体质量不变。虽然它能在一定程度上减小摩擦、使活塞推动更轻松，但这并非主要目的；由于注射器导热良好，无法依靠涂抹润滑油避免外界热量传入，故B正确，ACD错误。故选。 6.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲、乙所示。 关于该实验下列说法正确的是          。 A.注射器必须水平放置 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.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 组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。则图中代表的物理含义是          。 【答案】 胶管内气体的体积 【详解】探究气体的等温变化，研究对象为注射器内封闭的气体，注射器无需水平放置，只有保证封闭气体的温度、质量不变即可，故A错误； B.实验中需要保持气体的温度不变，则实验中在推拉柱塞时，不能够用手握住注射器，避免人体温度引起封闭气体温度的变化，故B错误； C.实验中需要保持气体的温度不变，因此在实验时需要缓慢推拉柱塞，稳定后再读取数据，故C错误； D.实验中需要保持所研究气体的质量一定，为了保证封闭气体的气密性，实验时应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，故D正确。 故选D。 图线不通过坐标原点，根据图像可知，图像中当等于时，气体压强的倒数不等于，体积测量值没有包含胶管内气体的体积，可知，纵截距的绝对值代表胶管内气体的体积。 7.某同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，实验装置如图所示，实验中通过注射器示数读出气体体积V，用气压传感器记录气体压强p，研究气体压强和体积的关系。 (1)关于本实验过程中的说法正确的是________。 A．推拉活塞时，为了读数准确，动作要快 B．推拉活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据 D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 (2)某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推动活塞，使注射器内空气体积发生变化，实验数据如下表所示，请在图中作出V与的关系图像。 序号 V/mL p/（×105 Pa） /（×10－5 Pa－1） 1 18 1.038 0.963 2 16 1.160 0.862 3 14 1.311 0.763 4 12 1.512 0.661 5 10 1.784 0.561 6 8 2.178 0.459 7 6 2.793 0.358 (3)本实验中，可以由V与的关系图像验证气体等温变化时p与V的关系，其依据是V与成 （选填“正比”或“反比”）。 (4)由于在实验中未考虑软管中气体的体积，实验结果有一定的误差，此误差属于 （选填“系统误差”或“偶然误差”）。 (5)由图像可以求得软管中气体的体积为 mL。（保留两位有效数字） 【答案】(1)D(2)见解析(3)正比(4)系统误差(5)1.2 【详解】（1）A．推拉活塞时，动作要慢，使温度与环境温度保持一致，故A错误； B．推拉活塞时，手不能握住注射器，防止对其起加热作用，故B错误； C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，气体质量变化，需重新实验，故C错误； D．活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故D正确。 故选D。 （2）将表格中的数据在坐标轴中描出来，然后用直线连接起来，连线的时候，使尽可能多的点分布在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线两侧，图像如图所示 （3）当温度不变时，一定质量的气体压强p与体积V的积是一个常数，则有pV＝C，即 可得V与成正比。 （4）由于在实验中未考虑软管中气体的体积，体积的读数值总是比实际值小，有一定的误差，此误差属于系统误差。 （5）设软管中气体的体积为V0，由图可知体积的读数值比实际值小V0，根据玻意耳定律可 得p（V＋V0）＝C则有 可知软管中气体的体积为图线的纵轴截距，由图像可得V0＝0.358×20 mL－6 mL≈1.2 mL。 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和大气压强，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，用压强传感器测出管内、外气体的压强差，多次改变，测出多组与的对应值，并做出的关系图像，回答下列问题。 (1)下列说法正确的是______。 A．若实验过程中注射器的气密性不好，对探究实验规律无影响 B．为了方便的拉活塞，手可握住注射器含气柱的部分 C．实验的过程要保持环境的温度和大气的压强不变 (2)做出的图像如图乙所示，若图像的纵截距为、斜率为，则大气压强 ，若实验过程中环境的温度升高，则图像的斜率会 （选填“增大”或“减小”），纵截距会 （选填“增大”或“减小”）。 【答案】(1)C (2) 减小 减小 【详解】（1）A．为了确保所研究气体的质量一定，实验过程需要注射器的气密性要良好，否则对探究实验规律有影响，故A错误； B．为了确保气体温度不变，实验中不能用手握住注射器的空气柱部分，故B错误； C．为了探究气体的等温变化规律，实验中要保持环境的温度和大气的压强不变，故C正确。故选C。 （2）[1]设大气压强为，根据玻意耳定律有管内、外气体的压强差解得若图像的纵截距为、斜率为，则有，解得 [2][3]根据理想气体状态方程有管内、外气体的压强差解得 可知，若实验过程中环境的温度升高，增大，则－关系图像的斜率减小，纵截距会减小。 9.某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定不规则小晶体的密度。 实验步骤： ①取适量小晶体，用天平测出质量； ②将小晶体装进注射器，插入活塞，再将注射器通过细软管与传感器、数据采集器等连接； ③移动活塞，通过注射器上面的刻度读出多组气体的体积V，并将体积数据输入计算机； ④结合数据采集器采集的传感器数据和输入的体积数据，在计算机上描绘y-x图像如图乙所示。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是________。 A．图甲中，传感器为压强传感器 B．在步骤②中，将注射器与传感器连接前，必须将活塞移至注射器最右端位置 C．操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变 D．若实验过程中不慎将活塞拔出，应立即将活塞插入注射器继续实验 (2)在图乙的图像中，y轴为 （填“”或“V”），x轴为 （填“”或“p”）。 (3)结合图乙，可得小晶体的密度ρ＝ （选用m、a、b表示）；该同学通过查阅资料发现测量的密度值比真实的密度值大，则可能的原因是 。 【答案】(1)AC (2) V (3) 未考虑细软管中气体的体积 【详解】（1）A．该气体发生等温变化，从注射器的刻度上读出体积，因此传感器为压强传感器，A正确； B．在步骤②中，将注射器与传感器连接前，应使注射器封住一定质量的气体，还需要考虑小晶体的大小，因此不能将活塞移至注射器最右端位置，故B错误； C．操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变，故C正确； D．若实验过程中不慎将活塞拔出，气体的质量发生变化，因此以上数据全部作废，应重新做实验，故D错误。故选AC。 （2）[1][2]由气体等温变化规律可知，C为定值，是小晶体的体积，可得，结合图像可得y轴是V，x轴是。 （3）由图像信息可知，，所以密度；设细软管中的气体体积为，则，小晶体真实的体积为，所以小晶体的密度的测量值比真实值大的原因就是未考虑细软管中气体的体积。 10.某同学为测量固体药物的体积，设计了如图甲所示测量装置（装置密封性良好）。 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缓慢移动活塞，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。 (1)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“p2”）。 (2)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）。 (3)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”）。 【答案】(1)(2)b(3)偏小 【详解】（1）设待测药物的体积为V0，以气体为研究对象，由玻意耳定律可得 整理得为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用。 （2）由题可知直线的延长线分别交横、纵坐标于a、b，根据可得，待测药物的体积为b。 （3）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，设该容积为V1，以气体为对象，根据玻意耳定律可得整理可得结合图乙可知造成的测量值比真实值偏小。 11.某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验，下列说法正确的是（　　） A．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 B．空气柱体积变化应尽可能的快些 C．为保证气密性，实验前应在柱塞上涂润滑油 (2)为了探究一定质量的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 （填“<”“=”或“>”）； (3)如橡胶套内的气体不可忽略，移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为（　　） A． B． C． D． 【答案】(1)C(2)>(3)C 【详解】（1）A．由于空气柱的横截面积不变，故气体的体积与空气柱长度成正比，所以只需要测量空气柱长度，就能找到压强与体积的关系，故A错误； B．空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动柱塞保证气体温度不变，故B错误； C．为了保证气体质量不变，实验前应在柱塞上涂适量润滑油以保证气密性，故C正确。 故选C。 （2）根据理想气体状态方程即可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有 （3）如果橡胶套内的气体不可忽略，设橡胶套内的气体体积为V0，则有 可得可知图像上点与原点连线的斜率为故随着的增大，图像上斜率逐渐减小。故选C。 12.某同学探究气体压强与体积的关系时，利用了如图所示的装置完成了实验，该同学将注射器与压强传感器通过细软管相连接。实验时，多次用力推动注射器的活塞，使封闭的气体压缩，读出封闭气体的体积和压强传感器的示数。 (1)为了达到实验目的，实验时应保证气体的 和 不变。 (2)为了使气体的温度不变，下列说法正确的是（　　） A．实验时，用一只手紧握注射器，另一只手推动活塞 B．实验时，用外力迅速推动活塞 C．实验时，应缓慢地推动活塞 (3)实验时，该同学在不同温度下进行了探究，第一次环境的温度为T1，第二次环境的温度为T2，已知T1>T2，下列四幅图中可能正确得是（　　） A． B． C． D． (4)如果实验时，描绘得出的图像的斜率越来越小，其原因为 （写出一条即可）。 【答案】(1) 质量 温度(2)C(3)AD(4)注射器内的气体发生了泄露 【详解】（1）[1][2]实验的目的是探究气体压强与体积的关系，可知，在操作的过程中，需要保持不变的量是气体的质量和温度。 （2）为了保证封闭气体的温度不变，实验时，不能用手握住注射器，且操作时应缓慢地推动活塞。 故选C。 （3）AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV乘积较大的是T1，故A正确，B错误； CD．根据理想气体状态方程有 解得， 显然对于一定值质量的气体，温度越高图像以及图像的斜率越大，即图像斜率大的时T1，故C错误，D正确； 故选AD。 （4）图像的斜率越来越小，则pV乘积越来越小，根据 可知，n减少，pV就会减少，即实验时注射器内的气体发生了泄漏。 13.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： 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    ．与成正比 若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为          保留位有效数字。 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】 增大 【详解】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，由图像横纵坐标可知在等温情况下，一定质量的气体，  与  成正比。 故选B。 若气体被压缩到  ，则有 由图乙可读出封闭气体压强为 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。 14.（2023·山东·高考真题）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 【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。 15.某实验小组使用如图所示装置探究等温条件下一定质量气体的压强与体积的关系。圆筒内通过可移动的柱塞密封一定质量的气体，柱塞下使用细绳悬挂重物，圆筒导热性良好，通过改变重物质量读取多组重物质量m、气体体积V的数值，并通过作图探究两者之间的关系。 (1)柱塞处涂抹润滑油的目的是________。（多选） A．增加导热性 B．增加气密性 C．减小柱塞与圆筒之间的摩擦 (2)该实验小组按照规范操作，通过作图探究两者之间的关系，为使图像呈直线，应描绘的是________。 A．V-m B． C． (3)该实验小组逐步增大重物质量，得到（2）中的图像的斜率为k、纵截距为b，不考虑柱塞与圆筒间的摩擦，已知柱塞的横截面积为S，当地的重力加速度为g，测得当地的大气压强为，则柱塞的质量为 （使用题中所给字母表示）。若当地的大气压强测量值偏小，则测得的柱塞的质量 （填“大于”“小于”或“等于”）真实的柱塞的质量。 【答案】(1)BC(2)B(3) 小于 【详解】（1）柱塞处涂抹润滑油的目的是为了密封气体，保证空气柱密闭性良好，同时减小柱塞与圆筒之间的摩擦，故BC正确。 （2）设开始时圆筒内气体体积为，有 整理得 为使图像呈直线，应描绘图像。 故选B。 （3）[1]由上述分析 结合图像的斜率和截距，可得， 解得 [2]若当地的大气压强测量值偏小，则测得的结果偏小。 16.某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气体的压强和体积关系。装置如图甲所示。 (1)关于实验要点，下列说法正确的是（　　） A．活塞上要涂润滑油，以减小摩擦对压强测量的影响 B．推拉活塞时，应用手握住整个注射器，使其不要晃动 C．推拉活塞的时间越短越好 D．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值 (2)环境温度不变，该同学按正确操作先后做了两次实验，得到的两次的图像如图乙所示，两次图像斜率不同的原因是 ； (3)另一同学也用该装置做实验，根据实验测得的多组p和V，作出图像如图丙所示，图像向下弯曲的可能原因有（　　） A．实验过程中有进气现象 B．实验过程中有漏气现象 C．实验过程中气体温度降低 D．实验过程中气体温度升高 【答案】(1)D(2)气体质量不同(3)BC 【详解】（1）A．活塞上要涂润滑油，是为了防止漏气，气体压强由压强传感器测量，活塞与筒壁的摩擦对压强无影响，故A错误； BC．推拉活塞时，不能用手握住整个注射器，要缓慢推拉活塞，以防止气体温度发生改变，故BC错误； D．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值，故D正确。 故选D。 （2）由于温度不变，由可知，图像的斜率不同是因为气体的质量不同。 （3）由可知，图像向下弯曲斜率变小，则有可能是温度降低或发生了漏气现象。 故选BC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $