课时跟踪检测(八) 实验探究气体等温变化的规律（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（教科版）

课时跟踪检测(八)　实验:探究气体等温变化的规律 (网阅作业,选择题请在答题区内作答) 1.关于气体的体积,下列说法正确的是 (　 ) A.气体的体积就是所有气体分子体积的总和 B.气体的体积与气体的质量成正比 C.气体的体积与气体的密度成反比 D.气体的体积等于气体所在容器的容积 2.(多选)如图所示,p表示压强,V表示体积,T为热力学温度,下图中能正确描述一定质量的气体发生等温变化的是 (　 ) 3.如图所示,由导热材料制成的汽缸和活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体。将一细管插入液体,由于虹吸现象,活塞上方液体缓慢流出,在此过程中,大气压强与外界的温度保持不变。下列各个描述气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是 (　 ) 4.如图所示,一个横截面积为S的圆桶形容器竖直放置,金属圆板的上表面是水平的,下表面是倾斜的,下表面与水平面的夹角为θ,圆板的质量为m,不计圆板与容器内壁的摩擦。若大气压强为p0,则被圆板封闭在容器中的气体的压强p等于 (　 ) A.p0+　　　　 B.+ C.p0+　　　　 D.p0+ 5.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 6.(多选)关于“探究气体等温变化的规律”实验,下列说法正确的是 (　 ) A.实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化 B.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 C.为了减小实验误差,可以在柱塞上涂润滑油,不仅减小摩擦还可以防止漏气 D.处理数据时采用p -图像,是因为p-图像比p-V 图像更直观 7.(多选)如图所示,两端开口的均匀玻璃管竖直插入水银槽中,管中有一段高为h1的水银柱封闭一定质量的气体,这时管下端开口处内、外水银面高度差为h2,若保持环境温度不变,当外界压强增大时,下列分析正确的是 (　 ) A.h2变长　　　　　　 B.h2不变 C.水银柱上升 D.水银柱下降 8.(2025·成都高二调研)(多选)如图所示为一定质量的某种气体的两条p-V 图线,两曲线均为双曲线的一部分,则下列关于各状态温度的关系式正确的是(A、B、C、D为四个状态) (　 ) A.TA=TB B.TB=TC C.TC>TD D.TD>TA 9.如图所示,a、b、c三根完全相同的玻璃管,一端封闭,管内分别用相同长度的一段水根柱封闭了质量相等的空气,a管竖直向下做自由落体运动,b管竖直向上做加速度为g的匀加速运动,c管沿倾角为45°的光滑斜面下滑,若空气温度始终不变,当水银柱相对管壁静止时,a、b、c三管内的空气柱长度La、Lb、Lc间的关系为 (　 ) A.La=Lb=Lc B.Lb<Lc<La C.Lb>Lc<La D.Lb<La=Lc 10.(多选)如图所示,汽缸内用厚度不计、质量为m的活塞封闭一定质量的气体,活塞横截面积为S,到汽缸底部的距离为L,活塞与汽缸壁间的摩擦不计,汽缸导热性能良好。现缓慢地在活塞上加一定质量的细沙,活塞下移达到稳定,环境温度保持不变,大气压强为p0,重力加速度为g,则 (　 ) A.细沙质量为 B.汽缸内分子的平均动能增大 C.汽缸内气体分子的数密度不变 D.单位时间内撞击到单位面积汽缸壁上的分子数增多 11.(10分)如图甲是“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。 主要步骤如下: ①将压强传感器调零; ②在活塞上均匀涂抹润滑油,把活塞移至针筒满刻度处; ③逐一连接针筒、压强传感器、数据采集器、计算机; ④推动活塞,记录多组针筒内气体的体积V,以及相应的压强传感器示数p。 (1)实验操作中,活塞上均匀涂抹润滑油,主要目的是　　　　。(2分)  (2)为了保持封闭气体的温度恒定,下列措施可行的是　　　　。(2分)  A.针筒必须固定在竖直平面内 B.用手握针筒推拉活塞 C.缓慢推动活塞 (3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,为直观反映压强与体积之间的关系,若以p为纵坐标,则应以　　　　为横坐标在坐标系中描点作图;小明所在的小组不断压缩气体,由测得数据发现p与V的乘积值越来越小,则用上述方法作出的图线应为图乙中的　　　　(填“①”或“②”),造成该现象的原因可能是　　　　(回答一种情况即可)。(6分)  12.(10分)为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示。某种药瓶的容积为0.9 mL,内装有0.5 mL的药液,瓶内气体压强为1.0×105 Pa。护士把注射器内横截面积为0.3 cm2、长度为0.4 cm、压强为1.0×105 Pa的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强。 13.(12分)如图,竖直放置的封闭玻璃管由管径不同、长度均为20 cm的A、B两段细管组成,A管的内径是B管的2倍,B管在上方。管内空气被一段水银柱隔开,水银柱在两管中的长度均为10 cm。现将玻璃管倒置使A管在上方,平衡后,A管内的空气柱长度改变1 cm。求B管在上方时,玻璃管内两部分气体的压强。(气体温度保持不变,以cmHg为压强单位) 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(八) 1.选D　气体的体积就是所有气体分子运动占据的空间的体积的总和,选项A错误;只有当气体的密度一定时,气体的体积才与气体的质量成正比,选项B错误;只有当气体的质量一定时,气体的体积才与气体的密度成反比,选项C错误;气体总是充满整个容器,则气体的体积等于气体所在容器的容积,选项D正确。 2.选AB　A图中可以直接看出温度不变;B图说明p∝,即pV=常量,是等温过程;C图是双曲线的一支,但横坐标是温度,温度在变化,故不是等温线;D图的p-V图线不是双曲线,故也不是等温线,故选项A、B正确,C、D错误。 3.选D　由题意知,封闭气体做的是等温变化,只有D图线是等温线,故D正确。 4.选D　设桶内气体的压强为p,以金属圆板为研究对象,分析受力情况,圆板受重力mg、外界大气压力p0S、容器壁的压力N和容器内气体的压力,如图所示。金属圆板处于平衡状态,其所受合力为零,根据共点力平衡条件得·cos θ=p0S+mg,解得p=p0+,故选D。　 5.选B　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柱塞,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。 6.选ACD　本实验探究采用的方法是控制变量法,所以要保持被封闭气体的质量和温度不变,故A正确;由于注射器是圆柱形的,横截面积不变,所以只需测出空气柱的长度即可,故B错误;涂润滑油可以防止漏气,使被封闭气体的质量不发生变化,也可以减小摩擦,故C正确;当p与V成反比时,p-图像是一条过原点的直线,而p -V图像是曲线,所以p-图像更直观,故D正确。 7.选BD　以管中高h1的水银柱为研究对象,可得管内封闭气体的压强为p=p0+ρgh1,取管下端开口处液面为研究对象,有p=p0+ρgh2,则h1=h2,h1不变,则h2不变,故A错误,B正确;当外界压强增大时,管内封闭气体的压强p增大,根据玻意耳定律pV=C可知气体的体积减小,则水银柱下降,故C错误,D正确。 8.选AD　p-V图像上任意一点横、纵坐标的乘积为一定值,温度越高,压强与体积的乘积就越大,等温线离原点越远。由题图知A、B两个状态在同一条等温线上,所以这两个状态的温度相同,TA=TB,同理可得TC=TD,A正确,C错误;B和C两个状态分别在两条等温线上,所以B和C的温度不相等,B错误;越靠近坐标原点的等温线表示的温度越低,故有TA<TD,D正确。 9.选D　根据题意pa=p0,pb>p0,pc=p0,所以三管内的空气柱长度的关系为:Lb<La=Lc。 10.选AD　在初状态有p1S=mg+p0S,在末状态有p2S=mg+m沙g+p0S,气体发生等温变化,由玻意耳定律有p1SL=p2S×L,联立解得m沙=,故A正确。由于汽缸导热性能良好且环境温度保持不变,即气体温度不变,则分子的平均动能不变,故B错误。汽缸内封闭气体被压缩,体积减小,则汽缸内气体分子的数密度增大,故C错误。由于温度不变,则气体分子的平均动能不变,平均速率不变;在等温压缩时压强增大,则单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多,故D正确。 11.解析:(1)实验操作中,活塞上均匀涂抹润滑油,主要目的是防止漏气。 (2)为了保持封闭气体的温度恒定,可行的措施为缓慢推动活塞,这样可以认为针筒中气体温度始终与环境温度保持一致,C正确。 (3)由玻意耳定律pV=C可知,为直观反映压强与体积之间的关系,若以p为纵坐标,则应以为横坐标在坐标系中描点作图。压缩气体的过程V减小,增大,实验发现p与V的乘积减小,故压强随的增大而增大得越来越慢,图线应为图乙中的②,造成该现象的原因可能是漏气。 答案:(1)防止漏气　(2)C　(3)　②　漏气 12.解析:以注入后的所有气体为研究对象,由题意可知瓶内气体发生等温变化,设瓶内气体体积为V1,有V1=0.9 mL-0.5 mL=0.4 mL=0.4 cm3,注射器内气体体积为V2,有V2=0.3×0.4 cm3=0.12 cm3,根据玻意耳定律有p0=p1V1,代入数据解得p1=1.3×105 Pa。 答案:1.3×105 Pa 13.解析:设B管的横截面积为S,由题意可知,A管的内径是B管的2倍,由S=得,A管的横截面积为4S,B管在上方时,两管内气柱长度为l=10 cm=0.1 m 设B管内气体压强为pB1,体积为VB1=lS=0.1S 设A管内气体压强为pA1, 体积为VA1=l·4S=0.1×4S=0.4S 由题意得:pA1=pB1+20 cmHg A管在上方时,A管内空气柱长度改变Δl=1 cm=0.01 m 所以A管中水银柱长度减小Δl,A管中气柱体积增大ΔV=Δl·4S=0.01×4S=0.04S 设A管内气体压强为pA2,体积为VA2=VA1+ΔV=0.4S+0.04S=0.44S B管内气柱体积减小ΔV,设气体压强为pB2,体积为VB2=VB1-ΔV=0.1S-0.04S=0.06S 水银柱长度增大Δl'===0.04 m=4 cm 则pB2=pA2+20 cmHg+4 cmHg-1 cmHg= pA2+23 cmHg 由玻意耳定律,对A中气体:pA1VA1=pA2VA2 对B中气体:pB1VB1=pB2VB2 代入数据联立解得: pB1=54.36 cmHg,pB2=90.6 cmHg pA1=74.36 cmHg,pA2=67.6 cmHg。 答案:A管气体压强为74.36 cmHg　B管气体压强为54.36 cmHg $