15.7 实验：验证气体的实验定律 讲义 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理讲义围绕气体实验定律（以等温变化为例），系统整合实验原理、操作步骤、数据处理（化曲为直）及误差分析等高考核心考点，通过考点梳理（实验要点）、方法指导（图像转换）、真题训练（2023山东卷等实例）的教学流程，帮助学生构建实验探究框架，突破难点。 资料突出科学探究与科学思维培养，创新设计“p-1/V图像转换”策略分析压强与体积关系，结合真题案例（如注射器漏气误差分析）强化实验细节把控，设置分层练习（例题到作业题）。通过规范操作指导（缓慢移动活塞等）和即时反馈，高效提升学生实验能力与应考技巧，为教师精准复习提供有力支持。

§15.7实验：验证气体的实验定律 ▲以验证等温变化规律（玻意耳定律）为例 一、 实验目的：探究一定质量的气体在等温条件下压强卫与体积V的关系。 二、实验原理： 1.如图所示，利用注射器内封闭的一段空气柱为研究对象。注射器下端的 压力表 -0.5 开口用橡胶套密封。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变：另一 方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证气体温度不发生明显的变化。测量 多组数据即可研究气体压强与体积之间的关系。 2.需要读取空气柱的长度L(或体积)和空气柱的压强p: 4 4 一柱塞 (1)从注射器上读取空气柱的长度L,测出柱塞横截面直径D求出体积/ (有些注射器上直接标注了体积，可直接读出体积V),也可以不测直径，直接 一空气柱 用长度代替体积。 橡胶套 (2)空气柱的压强卫可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 等温变化实验 三、实验器材：铁架台、注射器、活塞（柱塞）、橡胶套、气压计、刻度尺等。 四、实验步骤： 1.测量注射器活塞的直径，计算其横截面积S。 2.按实验原理图安装好仪器。 3.使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封一定质量的空气。 4.待活塞稳定时，由气压计读出管内气体的压强p,从玻璃管的刻度上读出管内气体柱的长度，计 算出气体柱的体积V,并记录到设计好的表格内。 5,保持温度不变，把活塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度（计算出气体柱对应的体积） 与压强的几组数据，并记录到设计好的表格内。 6.实验完毕，整理实验仪器。 五、数据处理： 以压强卫为纵坐标，以体积V为横坐标作出 ”一”图像，如图甲所示：再以体积的倒数号为 横坐标作出p一1图像，如图乙所示。 中 甲 乙 也可以直接以被封闭的气柱长L(或）为横坐标作图像。 六.实验结论：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强卫与体积V成反比。 七、注意事项： 1.为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油（橡胶套不能涂润滑油）。 2.为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位：同时，改变体积过程 应缓慢，以免影响密闭气体的温度。 3.注射器内、外气体的压强差不宜过大（差值过大，易漏气或进气）。 4.在等温过程中，气体的卫-V图像呈现为双曲线，不便确定p与V的定量关系，要通过坐标变换， 画？一二图像，把双由线变为直线，以方便判断刀和y成反比。（化曲为直原则） 八、可能的误差来由： 1.橡胶套或柱塞密封不严，因为漏气或进气使空气柱的质量变化引起误差。 2.实验过程环境温度变化或柱塞向下压或向上拉的过程太快使空气柱的温度变化引起误差。 3.活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起误差。 1 【例1】大气压强计（托里拆利管压强计）的工作原理是：将长约1m一端封闭一端开口的玻璃管 装满水银，倒过来开口向下插入水银槽中，缓缓向上提起玻璃管使其上方形成真空，将玻璃管调成竖 直空 直，则稳定后玻璃管内外水银面的高度差反映大气压强的大小。玻璃管上标有长度刻度，测量时将0刻 度线对齐水银槽中的水银面，管上端水银面对应的数值即为大气压强的数值。 竖 20 (1)若玻璃管顶端混入了空气，则大气压强的测量值 ;(填“偏大”“偏小”或“准确”) (2)若玻璃管略有倾斜，则大气压强的测量值 ；(填“偏大”“偏小”或“准确”) 直 (3)在绕地球做圆周运动的空间站内，这种气压计」 正常使用。（填“能”或“不能"”） 【例2】用如图（α）装置验证等温状态下气体的实验定律，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。 序号 V (mL) p(×10Pa)pV(×103Paml) ≥05 203】 压力表 1 20.0 1.0010 20.020 18.0 1.0952 19.714 ( (b) 16.0 1.2313 19.701 (c) 柱塞 14.0 1.4030 19.642 0 E0 空气柱 12.0 1.6351 19.621 白橡胶塞 (1)甲同学实验中，测得的实验数据如表(b)所示，仔细观察“p”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现 象的可能原因是() A.推动活塞动作过快 B.实验中大气压强变了 C.实验中注射器漏气了 (2)乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得V-1图像为一条不过原点的直线，如图()所示，图 线不过原点的原因可能是() A.实验中气体温度升高了 B.实验中注射器漏气了 C.未考虑柱塞内导气管中气体的体积 【例3】(2023年山东卷)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，记录气体压强卫和体积”（等于注射器示数%与塑料管容积☑V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。 ◆p/(x103pa) 220 200 180 160 接计算机 140 压强传感器 120 10050 60 70 80 90 100 图甲 回答以下问题： 图乙 7x103mL) (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.p与V成正比 B.p与 成正比 (2)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为 Pa(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V,则在计算pV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p的增大而 （填“增大”或“减小”)。 2 【例4】如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系” 的实验装置示意图。在瓶A中封住一定质量的气体，初始时左右两管中水银面等高。 (1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将右管 (填“向上” 或“向下”)移动，直至 (填字母代号)。 A.左管中水银面回到原位置 B.右管中水银面回到原位置 C.左右两管中水银面等高 (2)实验中多次改变气体温度，用：表示气体升高的摄氏温度，用h表示左管内水银 面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是」 (填字母代号)。 *△h ◆△h ↑△h ↑△h 0 +△t A 0 D 【作业】 班次」 座次 姓名 1.(2024年上海卷)验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有 一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓 温度 慢下降，记录多组气体温度和体积的数据： 凸传感器 (1)不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 个ImL 个VWmL ↑VImL 个VImL A T/K T/K (2)下列有助于减小实验误差的操作是 A.实验前测量并记录环境温度 B.实验前测量并记录大气压强 C.待温度读数完全稳定后才记录数据 D.测量过程中保持水面高于活塞下端 2.下图为某同学“用DS研究气体等温变化规律”实验示意图，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的 过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应的压强值通过数据采集器传送给计 算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的一V图线 D (其中实线为实验所得图线，虚线为参考双曲线)。 压强 传感器 (1)在实验操作过程中，要采取以下做法： 是为 计算机 了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号） 数据采集器 A.用橡皮帽堵住注射器的小孔B.移动活塞要缓慢 C.实验时，不要用手握注射器D.在注射器活塞一周涂润滑油 (2)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 A.环境温度逐渐升高 B.环境温度逐渐降低 (3)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 上图象应是 卫- 1/ 3 3.(老版教材演示实验方法)某同学用图（α）所示装置验证玻意耳定律： 粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭， h/cm 内有封闭气体，B管上端开口。上、下移动B管时，需保持」 不变， 气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面 的高度差。测得一系列数据后，以h为纵坐标，得到如图(b)所示的函数图 像，则图像的横坐标应为；图线与h轴交点的物理含义是 图(a) 图(b) 4.某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V 的关系。如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管 上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空 气，拾高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。己知大气压强为p0,水银的密度为 P,重力加速度大小为g。 (1)实验步骤如下： ①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱 的长度1和U形管左右水银面的高度差h,此时封闭气体的压强p= ②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差，记录空气 柱长度l: ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 1 (2)正确实验后，若以p为横坐标，以 (选填“”或“二”)为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描 绘出一条过原点的直线。 (3)另一同学重复实验，计算了多组p与1的乘积，发现p与1的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一 个可能原因 5.(2026年四川卷)某兴趣小组用注射 p1×10Pa] 器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究 1.0 气体等温变化的规律，实验过程如下： 0.8 (1)如图1所示，将细线系在活塞一端， 细线 活塞 针筒 末端小管 0.6 0.4 水平固定针筒，用电子秤挂钩钩住细线，沿水 0.2 平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数，计算 橡胶管塞 0 1020 30 出活塞与针筒内壁间摩擦力大小 (2)用橡胶管塞塞满注射器末端小管，确认装置密封。 图1 图2 (3)用电子秤沿水平方向 (选填“缓慢”或“快速”)拉动活塞，活塞位于刻度30.0mL处时记录第一 次电子秤示数，此后针筒内空气柱的体积V每增加2mL记录一次示数，得到多组数据。 (4)计算针筒内空气柱压强P。己知大气压强为P0、活塞横截面积为S、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小F, 则p= (用po、大F、S表示)。 (5)绘制P一下图像如图2所示。实验加表明：质量一定的空气，在温度保持不变的情况下，压强p与体积厂成 (选填“正比”或“反比”)。 4 §15.7 实验：验证气体的实验定律 ( 等温变化实验 )▲以验证等温变化规律（玻意耳定律）为例 一、实验目的：探究一定质量的气体在等温条件下压强p与体积V的关系。 二、实验原理： 1．如图所示，利用注射器内封闭的一段空气柱为研究对象。注射器下端的 开口用橡胶套密封。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变；另一 方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证气体温度不发生明显的变化。测量 多组数据即可研究气体压强与体积之间的关系。 2．需要读取空气柱的长度L（或体积V）和空气柱的压强p： （1）从注射器上读取空气柱的长度L，测出柱塞横截面直径D求出体积V （有些注射器上直接标注了体积，可直接读出体积V），也可以不测直径，直接 用长度代替体积。 （2）空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 三、实验器材：铁架台、注射器、活塞（柱塞）、橡胶套、气压计、刻度尺等。 四、实验步骤： 1．测量注射器活塞的直径，计算其横截面积S。 2．按实验原理图安装好仪器。 3．使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封一定质量的空气。 4．待活塞稳定时，由气压计读出管内气体的压强p，从玻璃管的刻度上读出管内气体柱的长度，计算出气体柱的体积V，并记录到设计好的表格内。 5．保持温度不变，把活塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度（计算出气体柱对应的体积）与压强的几组数据，并记录到设计好的表格内。 6．实验完毕，整理实验仪器。 五、数据处理： 以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标作出 p－V图像，如图甲所示；再以体积的倒数为 横坐标作出p－图像，如图乙所示。 也可以直接以被封闭的气柱长L（或）为横坐标作图像。 六．实验结论：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 七、注意事项： 1．为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油（橡胶套不能涂润滑油）。 2．为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。 3．注射器内、外气体的压强差不宜过大（差值过大，易漏气或进气）。 4．在等温过程中，气体的p−V图像呈现为双曲线，不便确定p与V的定量关系，要通过坐标变换，画p－图像，把双曲线变为直线，以方便判断p和V成反比。（化曲为直原则） 八、可能的误差来由： 1．橡胶套或柱塞密封不严，因为漏气或进气使空气柱的质量变化引起误差。 2．实验过程环境温度变化或柱塞向下压或向上拉的过程太快使空气柱的温度变化引起误差。 3．活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起误差。 ( 0 7 0 cm 真空 竖 直 )【例1】大气压强计（托里拆利管压强计）的工作原理是：将长约1m一端封闭一端开口的玻璃管 装满水银，倒过来开口向下插入水银槽中，缓缓向上提起玻璃管使其上方形成真空，将玻璃管调成竖 直，则稳定后玻璃管内外水银面的高度差反映大气压强的大小。玻璃管上标有长度刻度，测量时将0刻 度线对齐水银槽中的水银面，管上端水银面对应的数值即为大气压强的数值。 （1）若玻璃管顶端混入了空气，则大气压强的测量值 ；（填“偏大”“偏小”或“准确”） （2）若玻璃管略有倾斜，则大气压强的测量值 ；（填“偏大”“偏小”或“准确”） （3）在绕地球做圆周运动的空间站内，这种气压计 正常使用。（填“能”或“不能”） ( （ b ） （ a ） （ c ） )【例2】用如图（a）装置验证等温状态下气体的实验定律，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）甲同学实验中，测得的实验数据如表（b）所示，仔细观察“pV”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是（ ） A．推动活塞动作过快 B．实验中大气压强变了 C．实验中注射器漏气了 （2）乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得图像为一条不过原点的直线，如图（c）所示，图线不过原点的原因可能是（ ） A．实验中气体温度升高了 B．实验中注射器漏气了 C．未考虑柱塞内导气管中气体的体积 ( 图甲 图乙 )【例3】（2023年山东卷）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p和体积V（等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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．p与V成正比 B．p与成正比 （2）若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（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ΔV，则在计算pV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p的增大而 （填“增大”或“减小”）。 【例4】如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系” 的实验装置示意图。在瓶A中封住一定质量的气体，初始时左右两管中水银面等高。 （1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将右管 （填“向上” 或“向下”）移动，直至 （填字母代号）。 A．左管中水银面回到原位置 B．右管中水银面回到原位置 C．左右两管中水银面等高 （2）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示左管内水银 面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 （填字母代号）。 ( A B C D ) 【作业】 班次 座次 姓名 1．（2024年上海卷）验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有 一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓 慢下降，记录多组气体温度和体积的数据。 ( A B C D )（1）不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 （2）下列有助于减小实验误差的操作是 A．实验前测量并记录环境温度 B．实验前测量并记录大气压强 C．待温度读数完全稳定后才记录数据 D．测量过程中保持水面高于活塞下端 2．下图为某同学“用DIS研究气体等温变化规律”实验示意图，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的p−V图线 （其中实线为实验所得图线，虚线为参考双曲线）。 （1）在实验操作过程中，要采取以下做法： 是为 了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号） A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 D．在注射器活塞一周涂润滑油 （2）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 。 A．环境温度逐渐升高 B．环境温度逐渐降低 ( A B C D )（3）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，则实验得到的图象应是 。 3．（老版教材演示实验方法）某同学用图（a）所示装置验证玻意耳定律： 粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭， 内有封闭气体，B管上端开口。上、下移动B管时，需保持 不变， 气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面 的高度差h。测得一系列数据后，以h为纵坐标，得到如图（b）所示的函数图 像，则图像的横坐标应为 ；图线与h轴交点的物理含义是 。 4．某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V 的关系。如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管 上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空 气，抬高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为p0，水银的密度为 ρ，重力加速度大小为g。 （1）实验步骤如下： ①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱 的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p＝ ； ②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差h，记录空气 柱长度l； ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 （2）正确实验后，若以p为横坐标，以 （选填“l”或“”）为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描绘出一条过原点的直线。 （3）另一同学重复实验，计算了多组p与l的乘积，发现p与l的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一个可能原因 。 5．（2026年四川卷）某兴趣小组用注射 器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究 气体等温变化的规律，实验过程如下： （1）如图1所示，将细线系在活塞一端， 水平固定针筒，用电子秤挂钩钩住细线，沿水 平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数，计算 出活塞与针筒内壁间摩擦力大小f。 （2）用橡胶管塞塞满注射器末端小管，确认装置密封。 （3）用电子秤沿水平方向 （选填“缓慢”或“快速”）拉动活塞，活塞位于刻度30.0mL处时记录第一次电子秤示数，此后针筒内空气柱的体积V每增加2mL记录一次示数，得到多组数据。 （4）计算针筒内空气柱压强p。已知大气压强为p0、活塞横截面积为S、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小F，则p＝ （用p0、f、F、S表示）。 （5）绘制图像如图2所示。实验p0表明：质量一定的空气，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成 （选填“正比”或“反比”）。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ §15.7 实验：验证气体的实验定律 ( 等温变化实验 )▲以验证等温变化规律（玻意耳定律）为例 一、实验目的：探究一定质量的气体在等温条件下压强p与体积V的关系。 二、实验原理： 1．如图所示，利用注射器内封闭的一段空气柱为研究对象。注射器下端的 开口用橡胶套密封。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变；另一 方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证气体温度不发生明显的变化。测量 多组数据即可研究气体压强与体积之间的关系。 2．需要读取空气柱的长度L（或体积V）和空气柱的压强p： （1）从注射器上读取空气柱的长度L，测出柱塞横截面直径D求出体积V （有些注射器上直接标注了体积，可直接读出体积V），也可以不测直径，直接 用长度代替体积。 （2）空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 三、实验器材：铁架台、注射器、活塞（柱塞）、橡胶套、气压计、刻度尺等。 四、实验步骤： 1．测量注射器活塞的直径，计算其横截面积S。 2．按实验原理图安装好仪器。 3．使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封一定质量的空气。 4．待活塞稳定时，由气压计读出管内气体的压强p，从玻璃管的刻度上读出管内气体柱的长度，计算出气体柱的体积V，并记录到设计好的表格内。 5．保持温度不变，把活塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度（计算出气体柱对应的体积）与压强的几组数据，并记录到设计好的表格内。 6．实验完毕，整理实验仪器。 五、数据处理： 以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标作出 p－V图像，如图甲所示；再以体积的倒数为 横坐标作出p－图像，如图乙所示。 也可以直接以被封闭的气柱长L（或）为横坐标作图像。 六．实验结论：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。 七、注意事项： 1．为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油（橡胶套不能涂润滑油）。 2．为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度。 3．注射器内、外气体的压强差不宜过大（差值过大，易漏气或进气）。 4．在等温过程中，气体的p−V图像呈现为双曲线，不便确定p与V的定量关系，要通过坐标变换，画p－图像，把双曲线变为直线，以方便判断p和V成反比。（化曲为直原则） 八、可能的误差来由： 1．橡胶套或柱塞密封不严，因为漏气或进气使空气柱的质量变化引起误差。 2．实验过程环境温度变化或柱塞向下压或向上拉的过程太快使空气柱的温度变化引起误差。 3．活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起误差。 ( 0 7 0 cm 真空 竖 直 )【例1】大气压强计（托里拆利管压强计）的工作原理是：将长约1m一端封闭一端开口的玻璃管 装满水银，倒过来开口向下插入水银槽中，缓缓向上提起玻璃管使其上方形成真空，将玻璃管调成竖 直，则稳定后玻璃管内外水银面的高度差反映大气压强的大小。玻璃管上标有长度刻度，测量时将0刻 度线对齐水银槽中的水银面，管上端水银面对应的数值即为大气压强的数值。 （1）若玻璃管顶端混入了空气，则大气压强的测量值 ；（填“偏大”“偏小”或“准确”） （2）若玻璃管略有倾斜，则大气压强的测量值 ；（填“偏大”“偏小”或“准确”） （3）在绕地球做圆周运动的空间站内，这种气压计 正常使用。（填“能”或“不能”） 【答案】（1）偏小；（2）偏大；（3）不能 【解析】 设稳定时管中水银柱高度为h （1）正常使用时，大气压强的测量值 ( h L 0 0 )混入空气后，设管内顶部混入的空气的压强为p，稳定时 所以测量值偏小 （2）气压计测量时，稳定时管内水银柱的高度反映测量值 若玻璃管略有倾斜，在高度确定的情况下，管内水银柱的长度 所以测量值偏大 （3）气压计的测量原理，是利用管内水银柱由于重力产生的压强与外面环境中的 气体产生的压强达到平衡来工作的 空间站绕地球飞行时，水银处于完全失重状态，其重力将不再产生压强 所以气压计不能正常使用 ( （ b ） （ a ） （ c ） )【例2】用如图（a）装置验证等温状态下气体的实验定律，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）甲同学实验中，测得的实验数据如表（b）所示，仔细观察“pV”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是（ ） A．推动活塞动作过快 B．实验中大气压强变了 C．实验中注射器漏气了 （2）乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得图像为一条不过原点的直线，如图（c）所示，图线不过原点的原因可能是（ ） A．实验中气体温度升高了 B．实验中注射器漏气了 C．未考虑柱塞内导气管中气体的体积 【答案】（1）C；（2）C 【解析】 （1）根据克拉珀龙方程可知 A：若推活塞动作过快，压缩气体升温后来不及散热，气体温度T升高，，选项A正确 B：只要n和T不变，就不变，选项B错误 实验的目的，就是要研究压强变化时体积如何变化的，就是要让压强p变化 C：如果漏气了，n减少，，选项C正确 （2）先假设选项C正确，并设柱塞内导气管内气体体积为V0 根据克拉珀龙方程可得 得到的函数关系式与题中函数图像完全一致，所以选项C正确，选项A与B错误 ( 图甲 图乙 )【例3】（2023年山东卷）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p和体积V（等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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．p与V成正比 B．p与成正比 （2）若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（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ΔV，则在计算pV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p的增大而 （填“增大”或“减小”）。 【答案】（1）B；（2）2.04×105；（3）增大 【解析】 （1）图乙中的图像为一条过原点的直线，过原点的直线为正比例函数图像，所以选项B正确 （2）若气体被压缩到，则 由图乙可读出封闭气体压强 （3）若漏掉了，则乘积之差 这个差值会随的增大而增大 【例4】如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系” 的实验装置示意图。在瓶A中封住一定质量的气体，初始时左右两管中水银面等高。 （1）若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将右管 （填“向上” 或“向下”）移动，直至 （填字母代号）。 A．左管中水银面回到原位置 B．右管中水银面回到原位置 C．左右两管中水银面等高 （2）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示左管内水银 面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 （填字母代号）。 ( A B C D ) 【答案】（1）向下，C；（2）A 【解析】 （1）气体温度升高，压强增大，左管中水银面下降，右管中水银面上升。为保证气体压强不变，应将右管向下移动，直到左右两管中水银面等高 （2）实验中多次改变气体温度，用Δt表示气体升高的摄氏温度，用Δh表示左管内水银面高度的改变量，压强不变时，体积变化与温度变化成正比，图像为过原点的直线，A对 【作业】 班次 座次 姓名 1．（2024年上海卷）验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有 一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓 慢下降，记录多组气体温度和体积的数据。 ( A B C D )（1）不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 （2）下列有助于减小实验误差的操作是 A．实验前测量并记录环境温度 B．实验前测量并记录大气压强 C．待温度读数完全稳定后才记录数据 D．测量过程中保持水面高于活塞下端 【答案】（1）A；（2）D 【解析】 （1）要验证体积随温度变化关系，需要保持压强不变，让气体做等压变化 此时，即， ，正比例函数，图像为过原点的直线，选项A正确，B错误 ，有常数项的一次函数，图像为不过原点的直线，选项C与D错误 （2） A：本实验只需要记录注射器内被封闭气体的温度，与环境温度无关，测量并记录环境温度不能减小误差，选项A错误 B：本实验是让气体做等压变化，不需要压强的数据，更不需要大气压强的数据，测量大气压强不能减小误差，B错误 C：本实验用温水控制被研究气体的温度，温水缓慢温，传感器的读数不会稳定下来，选项C错误 D：测量过程中应让被研究气体完全浸没在水中，以保证气体温度总是与水温相同，这样有利于减小误差，选项D正确 2．下图为某同学“用DIS研究气体等温变化规律”实验示意图，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应的压强值通过数据采集器传送给计算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的p−V图线 （其中实线为实验所得图线，虚线为参考双曲线）。 （1）在实验操作过程中，要采取以下做法： 是为 了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号） A．用橡皮帽堵住注射器的小孔 B．移动活塞要缓慢 C．实验时，不要用手握注射器 D．在注射器活塞一周涂润滑油 （2）仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 。 A．环境温度逐渐升高 B．环境温度逐渐降低 ( A B C D )（3）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，则实验得到的图象应是 。 【答案】（1）BC；（2）B；（3）A 【解析】 A：本实验是用压力传感器通过注射器的针孔连接内部气体测压强，不要用橡皮帽堵住注射器的小孔，选项A错误 B：缓慢移动活塞，是为了让里面的气体与外界大气有足够的时间进行热交换达到热平衡，保证恒温 （因为外面大气的温度在做实验的短时间内不会发生明显改变），选项B正确 C：若用手握住注射器，人体温度会影响注射器内气体温度，气体可能就不是等温变化了，选项C正确 D：涂润滑油一是减小摩擦，二是起密封作用，这与保持恒温无关，选项D错误 3．（老版教材演示实验方法）某同学用图（a）所示装置验证玻意耳定律： 粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭， 内有封闭气体，B管上端开口。上、下移动B管时，需保持 不变， 气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面 的高度差h。测得一系列数据后，以h为纵坐标，得到如图（b）所示的函数图 像，则图像的横坐标应为 ；图线与h轴交点的物理含义是 。 【答案】温度；；（p0为大气压强） 【答案】 玻意耳定律用来描述等温变化规律，所以应保持温度不变 被封闭气体进行等温变化时 图像为过原点的直线，所以应以作为横坐标 此时纵轴截距，即图线与h轴的交点表示 若直接用液柱长为单位表示压强，则图线与h轴的交点的纵坐标绝对值表示大气压强p0 4．某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V 的关系。如图所示，U形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管 上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空 气，抬高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为p0，水银的密度为 ρ，重力加速度大小为g。 （1）实验步骤如下： ①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱 的长度l和U形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p＝ ； ②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差h，记录空气 柱长度l； ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 （2）正确实验后，若以p为横坐标，以 （选填“l”或“”）为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描绘出一条过原点的直线。 （3）另一同学重复实验，计算了多组p与l的乘积，发现p与l的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一个可能原因 。 【答案】（1）p0+ρgh；（2）；（3）气体温度发生了变化（温度降低了） 【解析】 （1）用推移法，易得管内被封闭气体压强 （2）根据克拉珀龙方程可得 若以作为横坐标，则图像为过原点的直线 （3）根据克拉珀龙方程可得 乘积变小有两个可能原因，一是漏气使得气体的摩尔数n变小，二是温度T降低 但从实验装置与操作过程来看，漏气一般是不可能的，所以可能原因应该是温度降低了 5．（2026年四川卷）某兴趣小组用注射 器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究 气体等温变化的规律，实验过程如下： （1）如图1所示，将细线系在活塞一端， 水平固定针筒，用电子秤挂钩钩住细线，沿水 平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数，计算 出活塞与针筒内壁间摩擦力大小f。 （2）用橡胶管塞塞满注射器末端小管，确认装置密封。 （3）用电子秤沿水平方向 （选填“缓慢”或“快速”）拉动活塞，活塞位于刻度30.0mL处时记录第一次电子秤示数，此后针筒内空气柱的体积V每增加2mL记录一次示数，得到多组数据。 （4）计算针筒内空气柱压强p。已知大气压强为p0、活塞横截面积为S、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小F，则p＝ （用p0、f、F、S表示）。 （5）绘制图像如图2所示。实验p0表明：质量一定的空气，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成 （选填“正比”或“反比”）。 【答案】（3）缓慢；（4）；（5）反比 【解析】 （3）为保持气体温度不变，应该缓慢拉动活塞，以便注射器内的气体有充足的时间与外界发生热交换达到热平衡 ( F P 0 S PS f )（4）活塞受力平衡，有 （5）图像为过原点的直线，则，压强p与体积V成反比 （正比例函数图像为过原点的直线） ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $§15.7实验：验证气体的实验定律 ▲以验证等温变化规律（玻意耳定律）为例 一、 实验目的：探究一定质量的气体在等温条件下压强卫与体积V的关系。 二、实验原理： 1.如图所示，利用注射器内封闭的一段空气柱为研究对象。注射器下端的 压力表 -0.5 开口用橡胶套密封。在实验过程中，一方面让空气柱内气体的质量不变：另一 方面，让空气柱的体积变化不要太快，保证气体温度不发生明显的变化。测量 多组数据即可研究气体压强与体积之间的关系。 2.需要读取空气柱的长度L(或体积)和空气柱的压强p: 4 4 一柱塞 (1)从注射器上读取空气柱的长度L,测出柱塞横截面直径D求出体积/ (有些注射器上直接标注了体积，可直接读出体积V),也可以不测直径，直接 一空气柱 用长度代替体积。 橡胶套 (2)空气柱的压强卫可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 等温变化实验 三、实验器材：铁架台、注射器、活塞（柱塞）、橡胶套、气压计、刻度尺等。 四、实验步骤： 1.测量注射器活塞的直径，计算其横截面积S。 2.按实验原理图安装好仪器。 3.使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封一定质量的空气。 4.待活塞稳定时，由气压计读出管内气体的压强p,从玻璃管的刻度上读出管内气体柱的长度，计 算出气体柱的体积V,并记录到设计好的表格内。 5,保持温度不变，把活塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度（计算出气体柱对应的体积） 与压强的几组数据，并记录到设计好的表格内。 6.实验完毕，整理实验仪器。 五、数据处理： 以压强卫为纵坐标，以体积V为横坐标作出 ”一”图像，如图甲所示：再以体积的倒数号为 横坐标作出p一1图像，如图乙所示。 中 甲 乙 也可以直接以被封闭的气柱长L(或）为横坐标作图像。 六.实验结论：一定质量的某种气体在温度不变的情况下，压强卫与体积V成反比。 七、注意事项： 1.为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油（橡胶套不能涂润滑油）。 2.为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位：同时，改变体积过程 应缓慢，以免影响密闭气体的温度。 3.注射器内、外气体的压强差不宜过大（差值过大，易漏气或进气）。 4.在等温过程中，气体的卫-V图像呈现为双曲线，不便确定p与V的定量关系，要通过坐标变换， 画？一二图像，把双由线变为直线，以方便判断刀和y成反比。（化曲为直原则） 八、可能的误差来由： 1.橡胶套或柱塞密封不严，因为漏气或进气使空气柱的质量变化引起误差。 2.实验过程环境温度变化或柱塞向下压或向上拉的过程太快使空气柱的温度变化引起误差。 3.活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起误差。 1 【例1】大气压强计（托里拆利管压强计）的工作原理是：将长约1m一端封闭一端开口的玻璃管 真空 装满水银，倒过来开口向下插入水银槽中，缓缓向上提起玻璃管使其上方形成真空，将玻璃管调成竖 直，则稳定后玻璃管内外水银面的高度差反映大气压强的大小。玻璃管上标有长度刻度，测量时将0刻 70 度线对齐水银槽中的水银面，管上端水银面对应的数值即为大气压强的数值。 竖 (1)若玻璃管顶端混入了空气，则大气压强的测量值 ；(填“偏大”“偏小”或“准确”) 直 (2)若玻璃管略有倾斜，则大气压强的测量值 ；(填“偏大”“偏小”或“准确”) (3)在绕地球做圆周运动的空间站内，这种气压计 正常使用。（填“能”或“不能”） 【答案】(1)偏小：(2)偏大：(3)不能 【解析】 设稳定时管中水银柱高度为 (1)正常使用时，大气压强的测量值P测=Pg=P0 混入空气后，设管内项部混入的空气的压强为，稳定时 P=p+Pgh→P=Pgh=P-p<P 所以测量值偏小 (2)气压计测量时，稳定时管内水银柱的高度h反映测量值 若玻璃管略有倾斜，在高度确定的情况下，管内水银柱的长度L> 所以测量值偏大 (3)气压计的测量原理，是利用管内水银柱由于重力产生的压强与外面环境中的 气体产生的压强达到平衡来工作的 空间站绕地球飞行时，水银处于完全失重状态，其重力将不再产生压强 所以气压计不能正常使用 【例2】用如图（α）装置验证等温状态下气体的实验定律，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。 序号 V (mL) p(×10Pa)pP(×10PamL) -05 A2压力表 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 (a) (b) 3 16.0 1.2313 19.701 (c) 柱塞 4 14.0 1.4030 19.642 03 空气柱 12.0 1.6351 19.621 上二橡胶塞 (1)甲同学实验中，测得的实验数据如表(b)所示，仔细观察“pV”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现 象的可能原因是( A.推动活塞动作过快 B.实验中大气压强变了 C.实验中注射器漏气了 (2)乙同学在实验中操作规范，读数正确，经描点连线得V-上图像为一条不过原点的直线，如图（©）所示，图 线不过原点的原因可能是() A.实验中气体温度升高了B.实验中注射器漏气了 C.未考虑柱塞内导气管中气体的体积 【答案】(1)C:(2)C 【解析】 (1)根据克拉珀龙方程pV=nRT可知 2 A:若推活塞动作过快，压缩气体升温后来不及散热，气体温度T升高，(pV个=R·T个，选项A正确 B:只要n和T不变，pV=RT就不变，选项B错误 实验的目的，就是要研究压强变化时体积如何变化的，就是要让压强P变化 C:如果漏气了，n减少，（(pV)=↓RT,选项C正确 (2)先假设选项C正确，并设柱塞内导气管内气体体积为V。 根据克拉珀龙方程pV=RT可得 pp+)=Rr→V=RT.1- D 希到的？-上函数关系武与题中V-】函数图像完全一致所以选项C正确，选项A与B错误 1 p 【例3】(2023年山东卷)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，记录气体压强卫和体积V(等于注射器示数%与塑料管容积☑V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。 ↑p/(x10pa) 220 200 180 接计算机 160 140 压强传感器 120 片女 图甲 10050 60 70 80 90 100 1 图乙 (10mL-) 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.p与V成正比 B.p与 成正比 (2)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为 Pa（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1V,则在计算pV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p的增大而 （填“增大”或“减小”)。 【答案】(1)B;(2)2.04X10:(3)增大 【解析】 (1)图乙中的图像为一条过原点的直线，过原点的直线为正比例函数图像，所以选项B正确 (2)若气体被压缩到V=10.0mL,则二=100×10~3mL 由图乙可读出封闭气体压强p=2.04×10Pa 3 (3)若漏掉了△V,则乘积pV之差pV。+△V)-pV,=p·△V 这个差值会随卫的增大而增大 【例4】如图为“研究一定质量气体在压强不变的条件下，体积变化与温度变化的关系” 的实验装置示意图。在瓶A中封住一定质量的气体，初始时左右两管中水银面等高。 (1)若气体温度升高，为使瓶内气体的压强不变，应将右管」 （填“向上” 或“向下”)移动，直至 (填字母代号)。 A.左管中水银面回到原位置 B.右管中水银面回到原位置 C.左右两管中水银面等高 (2)实验中多次改变气体温度，用：表示气体升高的摄氏温度，用h表示左管内水银 面高度的改变量。根据测量数据作出的图线是 (填字母代号)。 △h △h ↑△h ↑△h 0 +△i *△t A B 0 D 【答案】(1)向下，C;(2)A 【解析】 (1)气体温度升高，压强增大，左管中水银面下降，右管中水银面上升。为保证气体压强不变，应将右管向下移动，直 到左右两管中水银面等高 (2)实验中多次改变气体温度，用t表示气体升高的摄氏温度，用4h表示左管内水银面高度的改变量，压强不变时， 体积变化与温度变化成正比，图像为过原点的直线，A对 【作业】 班次 座次 姓名 1.(2024年上海卷)验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有 一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓 温度 慢下降，记录多组气体温度和体积的数据。 凸传感器 (1)不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 个VImL ◆mL 个VmL 个VmL A T/K B 7/K D (2)下列有助于减小实验误差的操作是 A.实验前测量并记录环境温度 B.实验前测量并记录大气压强 C.待温度读数完全稳定后才记录数据 D.测量过程中保持水面高于活塞下端 【答案】(1)A;(2)D 【解析】 (1)要验证体积随温度变化关系，需要保持压强不变，让气体做等压变化 时71+373=C,pp-S,v-Sh+273 此时、V V_CT,正比例函数，V-T图像为过原点的直线，选项A正确，B错误 V=C+273),有常数项的一次函数，V-1图像为不过原点的直线，选项C与D错误 4 (2) A:本实验只需要记录注射器内被封闭气体的温度，与环境温度无关，测量并记录环境温度不能减小误差，选项A错误 B:本实验是让气体做等压变化，不需要压强的数据，更不需要大气压强的数据，测量大气压强不能减小误差，B错误 C:本实验用温水控制被研究气体的温度，温水缓慢温，传感器的读数不会稳定下来，选项℃错误 D:测量过程中应让被研究气体完全浸没在水中，以保证气体温度总是与水温相同，这样有利于减小误差，选项D正确 2.下图为某同学“用DS研究气体等温变化规律”实验示意图，缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的 过程中，多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机，同时由压强传感器将对应的压强值通过数据采集器传送给计 算机。实验完成后，计算机屏幕上显示出如图所示的一V图线 压强 P (其中实线为实验所得图线，虚线为参考双曲线)。 传感器 (1)在实验操作过程中，要采取以下做法： 是为 计算机 了保证实验的恒温条件。（填入相应的字母代号） 数据采集器 A.用橡皮帽堵住注射器的小孔B.移动活塞要缓慢 C.实验时，不要用手握注射器 D.在注射器活塞一周涂润滑油 (2)仔细观察不难发现，该图线与玻意耳定律不够吻合，造成这一现象的可能原因是 A.环境温度逐渐升高 B.环境温度逐渐降低 (3)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 【答案】(1)BC;(2)B:(3)A 【解析】 A:本实验是用压力传感器通过注射器的针孔连接内部气体测压强，不要用橡皮帽堵住注射器的小孔，选项A错误 B:缓慢移动活塞，是为了让里面的气体与外界大气有足够的时间进行热交换达到热平衡，保证恒温 (因为外面大气的温度在做实验的短时间内不会发生明显改变)，选项B正确 C:若用手握住注射器，人体温度会影响注射器内气体温度，气体可能就不是等温变化了，选项C正确 D:涂润滑油一是减小摩擦，二是起密封作用，这与保持恒温无关，选项D错误 3.(老版教材演示实验方法)某同学用图（α）所示装置验证玻意耳定律： 粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭， 内有封闭气体，B管上端开口。上、下移动B管时，需保持」 不变 气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面 的高度差。测得一系列数据后，以1为纵坐标，得到如图(b)所示的函数图 像，则图像的横坐标应为；图线与h轴交点的物理含义是 图(a) 图(b) 【答案】温度： 1,-(n为大气压强) i pg 【答案】 玻意耳定律用来描述等温变化规律，所以应保持温度不变 5 被封闭气体进行等温变化时（口+Pg业=C→h=C.】_凸 pg v pg 1 h一二图像为过原点的直线，所以应以二作为横坐标 此时纵轴截距，即图线与h轴的交点表示-P山 pg 若直接用液柱长为单位表示压强，则图线与轴的交点的纵坐标绝对值表示大气压强m 4.某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强p与体积V 的关系。如图所示，形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃管 上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空 气，抬高U形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为p,水银的密度为 20 P,重力加速度大小为g。 (1)实验步骤如下： 40 ①用两铁架台竖直固定U形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱 的长度l和U形管左右水银面的高度差h,此时封闭气体的压强p=」 ②缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差h,记录空气 柱长度1： ③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。 (2)正确实验后，若以p为横坐标，以 (选填“”或“ :”)为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描 绘出一条过原点的直线。 (3)另一同学重复实验，计算了多组p与1的乘积，发现p与！的乘积随压强p增大而变小，写出导致该现象的一 个可能原因 【答案】(1)ptpg:(2)方 (3)气体温度发生了变化（温度降低了） 【解析】 (1)用推移法，易得管内被封闭气体压强卫=P0+Pg (2)根据克拉珀龙方程pV=nRT可得 nRT 1 plS=nRT→p= 1 若以作为横坐标，则卫-图像为过原点的直线 (3)根据克拉珀龙方程pV=nRT可得 pS=nRT→pl=nRT S 乘积pl变小有两个可能原因，一是漏气使得气体的摩尔数n变小，二是温度T降低 但从实验装置与操作过程来看，漏气一般是不可能的，所以可能原因应该是温度降低了 6 5.(2026年四川卷)某兴趣小组用注射 p1×l03Pa] 器、挂钩式电子秤、橡胶管塞、细线等探究 1.0T 气体等温变化的规律，实验过程如下： 0.8 (1)如图1所示，将细线系在活塞一端， 细线 活塞 针筒 末端小管 0.6 0.4 水平固定针筒，用电子秤挂钩钩住细线，沿水 0.2 平方向匀速拉动活塞。记录电子秤示数，计算 ● 橡胶管塞 10 出活塞与针筒内壁间摩擦力大小。 (2)用橡胶管塞塞满注射器末端小管，确认装置密封。 图1 图2 (3)用电子秤沿水平方向 (选填“缓慢”或“快速”)拉动活塞，活塞位于刻度30.0mL处时记录第一 次电子秤示数，此后针筒内空气柱的体积V每增加2mL记录一次示数，得到多组数据。 (4)计算针筒内空气柱压强p。已知大气压强为p0、活塞横截面积为S、由电子秤示数计算出活塞所受拉力大小F, 则p= (用p0、天F、S表示)。 (5)绘制卫-了 图像如图2所示。实验p如表明：质量一定的空气，在温度保持不变的情况下，压强p与体积V成 (选填“正比”或“反比”")。 【答案】3)煲慢：④)P+-F, 了15)反比 【解析】 (3)为保持气体温度不变，应该缓慢拉动活塞，以便注射器内的气体有充足的时间与外界发生热交换达到热平衡 4)活塞受力平衡，有PS+f=F+pS→P=P,t-卫 细线活塞 针筒 末端小管 )p图像为过原点的直线，则p心立，压强p与体积V成反比 PoS 橡胶管塞 (正比例函数图像为过原点的直线)