2. 气体的等温变化（培优考点练）物理人教版选择性必修第三册

2.气体的等温变化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B C B C A C C C B A 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B AC AB CD AC BD AD AD AD BC 21.(1)不需要 (2)AC (3) 过原点的直线 22.(1)A (2)不能 (3)橡胶套中气体的体积 23.(1)C (2) 24.【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）由题意知气体做等温变化，则有 代入数据解得 （2）在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但气体体积减小，则单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大。 25.【答案】(1) (2) 【详解】（1）初始状态时，以气缸和椅面整体为研究对象，由平衡条件可得 代入数据解得 （2）人坐在椅面上脚悬空稳定后，设气缸内气体柱长度为，根据玻意耳定律可得 其中 代入数据解得 根据平衡条件可得 代入数据解得 26.【答案】(1) (2)， 【详解】（1）初态静置时，由活塞平衡，有 解得 （2）由玻意耳定律，有 解得 对汽缸由牛顿第二定律，有 解得 24.【答案】(1) (2) 【详解】（1）打开密封门，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，封闭气体的压强为p0，体积为V0，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，因汽缸导热且外界温度恒定，则封闭气体发生等温膨胀。 根据玻意耳定律得 解得 （2）放入待测固体A后封闭气体，再将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，封闭气体依然发生等温膨胀。 根据玻意耳定律得 联立解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.气体的等温变化 目录 题型分组练 1 题型01 玻意珥定律 1 题型02图像问题 2 题型03探究气体压强与体积的关系 4 创新拓展练 6 新题速递 8 题型分组练 题型01 玻意珥定律 1．一定质量的气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小2atm时，体积变化4L，则该气体原来的体积为（　　） A． B．2L C． D．8L 2．一个气泡由湖面下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． 3．将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C．若将试管稍上移后放手，试管会静止 D．若将试管稍上移后放手，试管会下沉 4．用打气筒给自行车胎打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来空气的压强为1atm，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（　　） A．5atm B．4atm C．3atm D．2atm 5．如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，活塞处于平衡状态。现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积不变 题型02图像问题 6．一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 7．如图所示，p-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在p-V图上的图线应为（　　） A． B． C． D． 8．（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·新疆实验中学·期末）一定质量的理想气体由状态A沿直线变到状态B的过程如图所示，A、B两点位于同一双曲线上，则此变化过程中气体（　　） A．温度一直下降 B．内能先减小后增大 C．温度先上升后下降 D．内能一直增大 9．（2025·广州·二模）如图为研究气体实验定律的装置，通过压强传感器和数据采集器获取数据，并借助计算机处理数据．用该装置探究一定质量的气体在温度不变时，其压强和体积的关系．实验得到的图像可能是（    ） A． B． C． D． 10．进行“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。过程中该同学发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是（　　） A． B． C． D． 题型03探究气体压强与体积的关系 11．夏日炎炎，甲、乙两位同学利用如图所示的装置，分别在两个实验室进行了验证玻意耳定律实验。甲同学使用了较短的胶管，但在实验时开了制冷空调，使得环境的温度骤然下降；乙同学使用了较长的胶管，没有开空调，环境温度不变；其余操作都正确，两人的实验数据都是在不断压缩气体的过程中得到的，下面图像中最有可能符合他们所做实验的是（　　） A．甲①，乙③ B．甲①，乙④ C．甲②，乙③ D．甲②，乙④ 12．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 13．以下实验中，说法正确的是（　　） A．图甲为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验用的变压器，实验时所用的学生电源必须选择交流电输出 B．图乙为“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中用到的油酸酒精溶液，由于配制时不小心把酒精倒多了一点，则油酸分子直径的计算结果会偏大 C．图丙为“用传感器探究气体等温变化的规律”实验装置图，根据测得数据作p−V图线时得到的是过原点的倾斜直线 D．用图丁装置“探究气体等温变化的规律”时，为保证实验的准确性，应该快速推动活塞，并快速读数 14．某实验小组用如图所示装置探究气体等温变化的规律。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压强数值。从注射器壁上的刻度可直接读出气体体积V。启动相应程序，缓慢改变注射器内气体体积，计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p。则下列说法正确的是（    ） A．必须测出封闭气体的质量 B．在注射器柱塞上涂润滑油主要目的是减小摩擦 C．应尽可能保持环境温度不变以确保气体温度不变 D．处理数据采用图像比采用图像更直观 15．某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。经过多次实验，作出图像如图乙所示，则（　　） A．若增大气体体积时拉活塞速度过快，对应的图线是b B．若推拉活塞时手握住注射器，对应的图线是a C．若实验中有漏气，对应的图线是b D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，对应的图线是c 创新拓展练 16．如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高h B．B管内水银面比管外水银面高 C．B管内水银面比管外水银面低 D．管内封闭气体的压强比大气压强小高度的汞柱 17．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． 18．对一定质量的理想气体，压强与体积倒数的关系图像如图所示，则气体从状态M到状态N，下列说法正确的是（　　） A．气体分子数密度增大 B．气体分子对容器壁单位面积上的作用力减小 C．气体做等温变化 D．气体分子的平均动能减小 19．篮球是非常受欢迎的一项运动，打篮球前需要将篮球内部气压调至标准气压1.6atm才能让篮球发挥最佳性能。体育课上某同学用气压计测得一篮球内气体压强为1.2atm，现用简易打气筒给篮球打气（如图），每次能将0.1L、1.0atm的空气打入球内，若打气过多再放出部分气体。已知篮球内部容积为7L，忽略打气和放气（或抽气）过程中篮球的容积和球内气体温度的变化，且气体温度均为室温。则下列说法正确的是（　　） A．若想让篮球的性能最佳，需要打气28次 B．若想让篮球的性能最佳，则打入的气体质量与篮球内原气体的质量之比为 C．若因打气过多，篮球内气压达到了1.8atm，使用跟打气筒容积同为0.1L的抽气筒，抽气14次可以让篮球性能达到最佳 D．在C选项中，抽出的气体质量占篮球内原有气体质量的 20．（24-25高二下·广东省华附、省实、广雅、深中·期末）某同学用注射器和压强传感器探究温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系，装置如左图所示。根据实验测得多组和，作出图像如右图所示，图像向下弯曲的原因可能是（　　） 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 新题速递 21．用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)实验中，为找到压强与体积的关系，______（选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积； (2)关于该实验的操作，下列说法正确的有______： A．柱塞上应该涂油 B．用手握住注射器推拉柱塞 C．应缓慢推拉柱塞 (3)某小组利用测量得到的数据绘制的图像如图乙所示，该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据作出____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。 22．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________。 23．“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强p与体积V关系”的实验装置如图所示。 (1)某次实验中，数据表格内第2次~第8次压强没有记录，但其他操作规范。根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是____________。 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强p/kPa 100.1 p7 179.9 体积V/cm3 18 17 16 15 14 13 12 11 10 A．128.5 kPa B．138.4 kPa C．149.9 kPa D．163.7 kPa (2)若连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为________________。 24．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平，现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的。若测得A点压强为，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏。 (1)求液体中B点的压强； (2)从微观上解释气体压强变化的原因。 25．（2025·云南昆明·昆明一中·四模）图甲为气压式升降椅，其简化结构如图乙所示，圆柱形气缸可沿气缸杆上下滑动。气缸与椅面固定在一起，其整体质量；杆与底座固定在一起，横截面积，在气缸与杆间封闭一长的气体（视为理想气体）。当人坐在椅面上，脚悬空稳定后椅面下降高度。已知室内温度不变，气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，大气压强，重力加速度，求： (1)椅面未坐人时，气缸中的气体压强； (2)该人的质量。 26．（2025-2026·深圳深实高中园&惠东高级中学·一联）在一个电梯的轿厢中,一质量，内部横截面积的汽缸由一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在电梯的顶部，电梯以加速度a匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度g取10m/s²。求： (1)图甲静止状态下,汽缸内气体的压强； (2)图乙电梯加速运动时汽缸内气体的压强和加速度a的大小。 27．（25-26高三上学期·深圳科技中学·广东深圳·开学考）如图所示，某同学用气压计连通一个带有密封门的导热汽缸做成的装置，测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，汽缸中PQ、MN两处设有固定卡环，厚度可忽略的密封良好的活塞可在其间运动。已知卡环MN下方汽缸的容积为V0，外界温度恒定，大气压强为p0，忽略气压计管道的容积。 (1)打开密封门，将活塞放至MN卡环处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数p1=0.8p0，求活塞在PQ处时汽缸的容积V1； (2)打开密封门，将待测固体A放入汽缸中，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数p2=0.5p0，求待测固体A的体积V。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.气体的等温变化 目录 题型分组练 1 题型01 玻意珥定律 1 题型02图像问题 3 题型03探究气体压强与体积的关系 6 创新拓展练 11 新题速递 14 题型分组练 题型01 玻意珥定律 1．一定质量的气体，压强为3atm，保持温度不变，当压强减小2atm时，体积变化4L，则该气体原来的体积为（　　） A． B．2L C． D．8L 【答案】B 【详解】根据玻意耳定律，温度不变时，气体压强与体积成反比，即 初态压强，设原体积为，压强减小，末态压强，体积变化，因压强减小，体积增大，末态体积 代入数据解得 故选B。 2．一个气泡由湖面下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。 3．将空试管开口朝下竖直全部插入水中，在某一深度处放手，试管恰好处于悬浮状态，下列判断正确的是（　　） A．若将试管稍下移后放手，试管会上浮 B．若将试管稍下移后放手，试管会下沉 C．若将试管稍上移后放手，试管会静止 D．若将试管稍上移后放手，试管会下沉 【答案】B 【详解】AB．下移则水压增大，试管内气体压强增大，根据可知，试管内气体收缩，浮力小于重力，试管会下沉，故A错误，B正确； CD．上移则水压减小，试管内气体压强减小，根据可知，试管内气体膨胀，浮力大于重力，试管会上浮，故CD错误。 故选B。 4．用打气筒给自行车胎打气，设每打一次可打入压强为1atm的空气0.1L，自行车内胎的容积为2.0L，假设胎内原来空气的压强为1atm，且打气过程温度不变，那么打了40次后胎内空气压强为（　　） A．5atm B．4atm C．3atm D．2atm 【答案】C 【详解】根据玻意耳定律，总气体量的值为原气体与打入气体的pV值之和，即 解得 故选C。 5．如图甲所示，一汽缸竖直放置，汽缸内有一质量不可忽略的活塞。将一定质量的气体封闭在汽缸内，活塞与汽缸壁无摩擦，活塞处于平衡状态。现保持温度不变，把汽缸向右倾斜90°（如图乙所示），达到平衡后，与原来相比（　　） A．气体的压强变大 B．气体的压强变小 C．气体的体积变大 D．气体的体积不变 【答案】A 【详解】AB．对图甲中活塞进行分析，根据平衡条件有 解得 对图乙中活塞进行分析有 可知 即与原来相比，气体的压强变大，故A正确，B错误； CD．气体温度不变，根据玻意耳定律有 由于压强增大，则气体体积变小，故CD错误。 故选A。 题型02图像问题 6．一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。 7．如图所示，p-T图上的图线abc表示一定质量的理想气体的状态变化过程，此过程在p-V图上的图线应为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】气体从a到b为等容变化，b到c为等温变化，则p-V图像中，a到b对应V不变，且压强增大，p-V图像中的双曲线为等温线，故bc为双曲线。 故选C。 8．（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·新疆实验中学·期末）一定质量的理想气体由状态A沿直线变到状态B的过程如图所示，A、B两点位于同一双曲线上，则此变化过程中气体（　　） A．温度一直下降 B．内能先减小后增大 C．温度先上升后下降 D．内能一直增大 【答案】C 【详解】A、B位于同一双曲线上，由图示图像可知，A、B两点在同一条等温线上，在直线AB上取一点C（可以取中点），过C点的等温曲线如图所示 由理想气体状态方程可知，两等温线的温度关系为 则有 由此可知，一定质量的理想气体由状态A变到状态B的过程中，温度先上升后下降，则气体内能先增大后减小。 故选C。 9．（2025·广州·二模）如图为研究气体实验定律的装置，通过压强传感器和数据采集器获取数据，并借助计算机处理数据．用该装置探究一定质量的气体在温度不变时，其压强和体积的关系．实验得到的图像可能是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由玻意耳定律可知一定质量的气体在温度不变，满足 故 B正确。 故选B。 10．进行“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小。过程中该同学发现，环境温度逐渐降低，则实验得到的图像应是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据理想气体状态方程 变形可得 因此，在中，其斜率 当环境温度降低时，值减小，即图像的斜率变小。 故选A。 题型03探究气体压强与体积的关系 11．夏日炎炎，甲、乙两位同学利用如图所示的装置，分别在两个实验室进行了验证玻意耳定律实验。甲同学使用了较短的胶管，但在实验时开了制冷空调，使得环境的温度骤然下降；乙同学使用了较长的胶管，没有开空调，环境温度不变；其余操作都正确，两人的实验数据都是在不断压缩气体的过程中得到的，下面图像中最有可能符合他们所做实验的是（　　） A．甲①，乙③ B．甲①，乙④ C．甲②，乙③ D．甲②，乙④ 【答案】B 【详解】对甲同学用短管，根据可知 若温度降低，则图像的斜率减小，则图像为①； 对乙同学用长管，则根据，可得 因温度不变，可知图像的斜率不变，纵截距为负值，则图像为④。 故选B。 12．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。 13．以下实验中，说法正确的是（　　） A．图甲为“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验用的变压器，实验时所用的学生电源必须选择交流电输出 B．图乙为“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中用到的油酸酒精溶液，由于配制时不小心把酒精倒多了一点，则油酸分子直径的计算结果会偏大 C．图丙为“用传感器探究气体等温变化的规律”实验装置图，根据测得数据作p−V图线时得到的是过原点的倾斜直线 D．用图丁装置“探究气体等温变化的规律”时，为保证实验的准确性，应该快速推动活塞，并快速读数 【答案】AB 【详解】A．变压器是根据电磁感应原理工作的，只有通入交流电，才能在原线圈中产生变化的磁场，从而在副线圈中感应出电压，故A正确； B．配制油酸酒精溶液时不小心把酒精倒多了一点，会使油酸酒精溶液所含油酸的浓度变小，而计算纯油酸体积时仍按原来的浓度计算，则所得到一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积偏大，根据 油酸分子直径的计算结果会偏大，故B正确； C．一定质量的气体做等温变化时遵循玻意耳定律，故p与V成反比，其p−V图线为反比例函数图线，不是过原点的倾斜直线，故C错误； D．用图丁装置“探究气体等温变化的规律”时，为保证实验的准确性，应使气体温度保持不变，应缓慢推动活塞，使气体有足够时间与外界进行热交换，并过段时间再读数，故D错误。 故选AB。 14．某实验小组用如图所示装置探究气体等温变化的规律。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压强数值。从注射器壁上的刻度可直接读出气体体积V。启动相应程序，缓慢改变注射器内气体体积，计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p。则下列说法正确的是（    ） A．必须测出封闭气体的质量 B．在注射器柱塞上涂润滑油主要目的是减小摩擦 C．应尽可能保持环境温度不变以确保气体温度不变 D．处理数据采用图像比采用图像更直观 【答案】CD 【详解】A．本实验探究的是一定质量的气体在等温变化时压强与体积的关系， 只要保证封闭气体质量不变即可，不需要测出封闭气体的质量，故A错误； B．在注射器柱塞上涂润滑油主要目的是增强气密性，防止漏气，保证封闭气体的质量不变，并非减小摩擦，故B错误； C．本实验要探究气体等温变化的规律，所以要尽可能保持环境温度不变，确保气体温度不变，故C正确； D．根据玻意耳定律有 整理得 可知图像是一条过原点的倾斜的直线，而图像是曲线，故处理数据采用图像比采用图像更直观，故D正确。 故选CD。 15．某同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。经过多次实验，作出图像如图乙所示，则（　　） A．若增大气体体积时拉活塞速度过快，对应的图线是b B．若推拉活塞时手握住注射器，对应的图线是a C．若实验中有漏气，对应的图线是b D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，对应的图线是c 【答案】AC 【详解】A．根据理想气体状态方程 可得 若增大气体体积时拉活塞速度过快，由于气体对外做功，气体温度将降低，图线的斜率将增大，则对应的图线是b，故A正确； B．若推拉活塞时手握住注射器含有气体的部分，则气体温度升高，图线的斜率将变小，则对应的图线是c，故B错误； C．若实验中有漏气，根据 可知图线的斜率将增大，则对应的图线是b，故C正确； D．若没有考虑注射器和传感器连接细管中的气体，设注射器和传感器连接细管中的气体体积为，则有 解得 则对应的图线是a，故D错误。 故AC。 创新拓展练 16．如图所示，内径均匀、两端开口的V形管，B支管竖直插入水银槽中，A支管与B支管之间的夹角为，A支管中有一段长为h的水银柱保持静止，下列说法中正确的是（　　） A．B管内水银面比管外水银面高h B．B管内水银面比管外水银面高 C．B管内水银面比管外水银面低 D．管内封闭气体的压强比大气压强小高度的汞柱 【答案】BD 【详解】D．以A管中的水银为研究对象，则有 可得 可得 可知B管内封闭气体的压强比大气压强小高汞柱，故D正确； ABC．B管内气体压强 显然，B管内水银面要比槽内水银面高出，故AC错误，B正确。 故选BD。 17．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。 18．对一定质量的理想气体，压强与体积倒数的关系图像如图所示，则气体从状态M到状态N，下列说法正确的是（　　） A．气体分子数密度增大 B．气体分子对容器壁单位面积上的作用力减小 C．气体做等温变化 D．气体分子的平均动能减小 【答案】AD 【详解】A．从状态M到状态N，体积的倒数增大，说明气体体积减小，则气体分子数密度增大，故A正确； B．压强增大，则气体分子对容器壁单位面积上的作用力也增大，故B错误； CD．在图像上某点做与坐标原点的连线，从状态M到状态N，此连线的斜率越来越小，即 越来越小，由气体实验定律可知，温度与斜率成正比，则温度越来越低，气体分子的平均动能减小，而由于图像的延长线不过坐标原点，不是等温线，不做等温变化，故C错误，D正确。 故选AD。 19．篮球是非常受欢迎的一项运动，打篮球前需要将篮球内部气压调至标准气压1.6atm才能让篮球发挥最佳性能。体育课上某同学用气压计测得一篮球内气体压强为1.2atm，现用简易打气筒给篮球打气（如图），每次能将0.1L、1.0atm的空气打入球内，若打气过多再放出部分气体。已知篮球内部容积为7L，忽略打气和放气（或抽气）过程中篮球的容积和球内气体温度的变化，且气体温度均为室温。则下列说法正确的是（　　） A．若想让篮球的性能最佳，需要打气28次 B．若想让篮球的性能最佳，则打入的气体质量与篮球内原气体的质量之比为 C．若因打气过多，篮球内气压达到了1.8atm，使用跟打气筒容积同为0.1L的抽气筒，抽气14次可以让篮球性能达到最佳 D．在C选项中，抽出的气体质量占篮球内原有气体质量的 【答案】AD 【详解】A．由题意可知，打气过程中温度不变，由玻意耳定律可得 解得N=28，故A正确。 B．对打入的气体 得 由，故B错误。 C．根据，，……， 则抽气n次后， ，，计算得n大约为8次，故C错误。 D．以篮球内空气为研究对象，设放出的气体体积为，由玻意耳定律可得、 联立解得，故D正确。 故选AD。 20．（24-25高二下·广东省华附、省实、广雅、深中·期末）某同学用注射器和压强传感器探究温度不变时，一定质量气体的压强与体积的关系，装置如左图所示。根据实验测得多组和，作出图像如右图所示，图像向下弯曲的原因可能是（　　） 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】BC 【详解】AB．由可知，图像向下弯曲，斜率变小，可能是n（物质的量）变小，发生了漏气现象，A错误，B正确； CD．由可知，图像向下弯曲，斜率变小，也可能是T（温度）变小，所以可能是温度降低，C正确，D错误。 故选BC。 新题速递 21．用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)实验中，为找到压强与体积的关系，______（选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积； (2)关于该实验的操作，下列说法正确的有______： A．柱塞上应该涂油 B．用手握住注射器推拉柱塞 C．应缓慢推拉柱塞 (3)某小组利用测量得到的数据绘制的图像如图乙所示，该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据作出____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。 【答案】(1)不需要 (2)AC (3) 过原点的直线 【详解】（1）由于注射器的横截面积相等，所以在此可用长度关系来代替体积关系，故不需要测空气柱的横截面积。 （2）A．柱塞上涂油，既减小摩擦，又防止漏气，A正确； B．手握活塞造成温度变化，B错误； C．若急速推拉活塞，则有可能造成漏气或等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，C正确。 故选AC。 （3）[1][2]该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理，应当利用实验数据作出图像，若该图像是一条过原点的直线，则结论成立。 22．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)橡胶套中气体的体积 【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 代表橡胶套中气体的体积。 23．“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强p与体积V关系”的实验装置如图所示。 (1)某次实验中，数据表格内第2次~第8次压强没有记录，但其他操作规范。根据表格中第1次和第9次数据，推测出第7次的压强p7，其最接近的值是____________。 次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 压强p/kPa 100.1 p7 179.9 体积V/cm3 18 17 16 15 14 13 12 11 10 A．128.5 kPa B．138.4 kPa C．149.9 kPa D．163.7 kPa (2)若连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，则封闭气体的真实体积为________________。 【答案】(1)C (2) 【详解】（1）根据玻意耳定律，一定质量气体，压强与体积成反比，而实验数据，第1次和第9次数据，它们的压强与体积乘积，也正好近似相等，因此第7次的压强 故选C。 （2）若连接注射器与传感器的软管内气体体积V0不可忽略，根据玻意耳定律可得 其中，，， 解得 24．有一空的薄金属筒开口向下静止于恒温透明液体中，筒中液面与A点齐平，现缓慢将其压到更深处，筒中液面与B点齐平，此时筒中气体长度减为原来的。若测得A点压强为，不计气体分子间相互作用，且筒内气体无泄漏。 (1)求液体中B点的压强； (2)从微观上解释气体压强变化的原因。 【答案】(1) (2)见解析 【详解】（1）由题意知气体做等温变化，则有 代入数据解得 （2）在缓慢下压过程中，温度不变，气体分子的平均动能不变；但气体体积减小，则单位体积内的气体分子数增多，单位时间内气体分子碰撞器壁的次数增多，气体的压强变大。 25．（2025·云南昆明·昆明一中·四模）图甲为气压式升降椅，其简化结构如图乙所示，圆柱形气缸可沿气缸杆上下滑动。气缸与椅面固定在一起，其整体质量；杆与底座固定在一起，横截面积，在气缸与杆间封闭一长的气体（视为理想气体）。当人坐在椅面上，脚悬空稳定后椅面下降高度。已知室内温度不变，气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，大气压强，重力加速度，求： (1)椅面未坐人时，气缸中的气体压强； (2)该人的质量。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）初始状态时，以气缸和椅面整体为研究对象，由平衡条件可得 代入数据解得 （2）人坐在椅面上脚悬空稳定后，设气缸内气体柱长度为，根据玻意耳定律可得 其中 代入数据解得 根据平衡条件可得 代入数据解得 26．（2025-2026·深圳深实高中园&惠东高级中学·一联）在一个电梯的轿厢中,一质量，内部横截面积的汽缸由一个质量的活塞封闭了一定质量的理想气体。初始时，汽缸静置在轿厢底部，气柱高度，如图甲所示。若用绳子连接活塞将汽缸悬挂在电梯的顶部，电梯以加速度a匀加速上升达到稳定时气柱高度，如图乙所示。已知大气压强，轿厢内温度不变，汽缸导热性能良好且不计活塞与汽缸壁间的摩擦，重力加速度g取10m/s²。求： (1)图甲静止状态下,汽缸内气体的压强； (2)图乙电梯加速运动时汽缸内气体的压强和加速度a的大小。 【答案】(1) (2)， 【详解】（1）初态静置时，由活塞平衡，有 解得 （2）由玻意耳定律，有 解得 对汽缸由牛顿第二定律，有 解得 27．（25-26高三上学期·深圳科技中学·广东深圳·开学考）如图所示，某同学用气压计连通一个带有密封门的导热汽缸做成的装置，测量一些形状不规则而又不便浸入液体的固体体积，汽缸中PQ、MN两处设有固定卡环，厚度可忽略的密封良好的活塞可在其间运动。已知卡环MN下方汽缸的容积为V0，外界温度恒定，大气压强为p0，忽略气压计管道的容积。 (1)打开密封门，将活塞放至MN卡环处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数p1=0.8p0，求活塞在PQ处时汽缸的容积V1； (2)打开密封门，将待测固体A放入汽缸中，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，此时气压计的示数p2=0.5p0，求待测固体A的体积V。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）打开密封门，将活塞放至卡环MN处，然后关闭密封门，封闭气体的压强为p0，体积为V0，将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，因汽缸导热且外界温度恒定，则封闭气体发生等温膨胀。 根据玻意耳定律得 解得 （2）放入待测固体A后封闭气体，再将活塞从卡环MN处缓慢拉至卡环PQ处，封闭气体依然发生等温膨胀。 根据玻意耳定律得 联立解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $