2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修三專題2.6 實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（含答案）

2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修三專題2.6實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系（含答案）專題2.6實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1原理與操作】 【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】 【題型3器材、原理創(chuàng)新】 【題型1原理與操作】【例1】探究氣體等溫變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示?？諝庵拈L度由刻度尺讀取、氣體的壓強(qiáng)通過柱塞與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取。為得到氣體的壓強(qiáng)與體積關(guān)系，下列做法正確的是（）A．柱塞上涂油是為了減小摩擦力 B．改變氣體體積應(yīng)緩慢推拉柱塞C．推拉柱塞時(shí)可用手握住注射器 D．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)測得柱塞受到的重力【變式1-1】如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了_______；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是_______；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動(dòng)活塞（3）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_______為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)p與V的乘積值越來越小，則用上述方法作出的圖線應(yīng)為圖乙中的________（選填“①”或“②”），造成該現(xiàn)象的原因可能是________（答一種即可）?！咀兪?-2】某同學(xué)利用如圖所示的裝置做“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，先后測得5組數(shù)據(jù)列于下表。如果讀數(shù)和計(jì)算無誤，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行（）序號(hào)12345p1.051.121.231.401.63V3.83.63.32.92.2pV3.994.034.064.063.59A．有氣體泄露 B．有空氣進(jìn)入C．氣體溫度升高 D．氣體不再近似遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律【變式1-3】某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律：(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列哪些操作不是必需的________；A．用橡膠套密封注射器的下端B．用游標(biāo)卡尺測量柱塞的直徑C．讀取壓力表上顯示的氣壓值D．讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度(2)實(shí)驗(yàn)裝置用鐵架臺(tái)固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動(dòng)活塞，這些要求的目的是_______________________________________________；(3)下列圖像中，最能直觀反映氣體做等溫變化的規(guī)律的是________?！绢}型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】【例2】如圖甲所示是一種研究氣球的體積和壓強(qiáng)的變化規(guī)律的裝置。將氣球、壓強(qiáng)傳感器和大型注射器用T形管連通。初始時(shí)認(rèn)為氣球內(nèi)無空氣，注射器內(nèi)氣體體積為V0，壓強(qiáng)為p0，T形管與傳感器內(nèi)少量氣體體積可忽略不計(jì)。緩慢推動(dòng)注射器活塞，保持溫度不變，裝置密封良好。（1）將注射器內(nèi)一部分氣體推入氣球，讀出此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為V0，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1，則此時(shí)氣球體積為___________。（2）繼續(xù)推動(dòng)活塞，多次記錄注射器內(nèi)剩余氣體的體積及對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣球體積，得到如圖乙所示的“壓強(qiáng)和氣球體積”關(guān)系圖像。根據(jù)該圖像估算，若初始時(shí)注射器內(nèi)僅有體積為0.5V0、壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)氣體全部壓入氣球后，氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)開__________×p0.（結(jié)果保留3位小數(shù)）【變式2-1】在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中，以這段空氣柱為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)過程中它的質(zhì)量不會(huì)變化?？諝庵膲簭?qiáng)p可以從上方的壓力表中讀出，空氣柱的體積V可以從注射器的標(biāo)度上讀出，用手把柱塞向下或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作及數(shù)據(jù)處理，以下說法正確的是______；A．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)緩慢移動(dòng)柱塞B．氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位C．推、拉柱塞時(shí)，為了穩(wěn)定，手應(yīng)握住注射器筒上的空氣柱部分D．注射器下端橡膠套脫落后，應(yīng)立即重新封上，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，把實(shí)驗(yàn)得到的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。某小組在這次實(shí)驗(yàn)過程中，環(huán)境溫度突然降低，其它操作均規(guī)范，則該小組最后得到的關(guān)系圖象可能是______。A．B．C．D．【變式2-2】探究氣體等溫變化規(guī)律的簡易裝置圖如圖所示，表中是某小組的數(shù)據(jù)。序號(hào)V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)1201.001020.0202181.095219.7143161.231319.7014141.403019.6425121.635119.621(1)若要研究p、V之間的關(guān)系，繪制圖像時(shí)應(yīng)選用________eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(選填“p-V”或“p-\f(1,V)”))作為坐標(biāo)系。(2)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，pV的值越來越小，可能的原因是________________________________________________________________________?！咀兪?-3】賈同學(xué)用注射器和壓強(qiáng)傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)所遵循的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，用活塞和注射器外筒封閉一定量的氣體，其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓強(qiáng)傳感器測得。(1)有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是___________。A．實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器必須水平放置B．需用控制變量法研究氣體的變化規(guī)律C．注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)必需測出D．注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標(biāo)注單位(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不能推拉活塞過快，其原因是___________。A．防止封閉氣體的質(zhì)量發(fā)生改變B．防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變(3)賈同學(xué)首先在實(shí)驗(yàn)室Ⅰ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，下表為記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，記錄錯(cuò)誤的是___________(填錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)序號(hào))。實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345封閉氣柱長度12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱壓強(qiáng)1.001.091.201.331.90(4)賈同學(xué)利用同一裝置對(duì)同一封閉氣體在另一溫度稍高的實(shí)驗(yàn)室Ⅱ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ、Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法作出的圖像如圖乙所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應(yīng)為___________(填圖線代號(hào))?！绢}型3器材、原理創(chuàng)新】【例3】例題如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了___________；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是___________；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動(dòng)活塞（3）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_________為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是：_______（答一種即可）。（4）另一小組實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。在采集第5組數(shù)據(jù)時(shí)，壓強(qiáng)傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關(guān)系圖像應(yīng)是____________。A．B．C．D．【變式3-1】“研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器滿刻度處，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③用V-eq\f(1,p)圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖像。(1)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是______________和______________。(2)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖2所示的V-eq\f(1,p)圖像不過原點(diǎn)，則V0代表_______。(3)小明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，并記錄下每次測量的壓強(qiáng)p與注射器刻度值V。在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)壓強(qiáng)傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，其余操作無誤。V-eq\f(1,p)關(guān)系圖像應(yīng)是________?！咀兪?-2】如圖所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下：①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來；②移動(dòng)活塞至某一位置，記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1；③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的基本要求，下列說法中正確的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.移動(dòng)活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些B.封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C.必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量D.氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位(2)為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出__________(選填“p－V”或“p－eq\f(1,V)”)圖像。對(duì)圖線進(jìn)行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條__________________，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比。(3)在不同溫度環(huán)境下，另一位同學(xué)重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為T1、T2，且T1＞T2。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是__________(選填選項(xiàng)的字母)?！咀兪?-3】某同學(xué)利用圖(a)裝置驗(yàn)證玻意耳定律：粗細(xì)相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相連，管內(nèi)裝有水銀，A管上端封閉，內(nèi)有封閉氣體，B管上端開口。上、下移動(dòng)B管時(shí)，需保持____________不變，氣體體積V可以根據(jù)A管上的刻度讀出，利用刻度尺測出B管液面與A管液面的高度差h。測得一系列數(shù)據(jù)后，以h為縱坐標(biāo)，得到如圖(b)所示的函數(shù)圖像，則圖像的橫坐標(biāo)應(yīng)為________；圖線與h軸交點(diǎn)的物理含義是____________________________________________________。

參考答案【題型1原理與操作】【例1】探究氣體等溫變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示?？諝庵拈L度由刻度尺讀取、氣體的壓強(qiáng)通過柱塞與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取。為得到氣體的壓強(qiáng)與體積關(guān)系，下列做法正確的是（）A．柱塞上涂油是為了減小摩擦力 B．改變氣體體積應(yīng)緩慢推拉柱塞C．推拉柱塞時(shí)可用手握住注射器 D．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)測得柱塞受到的重力【答案】B【解析】柱塞上涂油是為了防止漏氣，并不是為了減小摩擦力，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中為了使氣體能夠做等溫變化，改變氣體體積應(yīng)緩慢推拉柱塞，B正確；用手握住注射器，會(huì)使氣體溫度變高，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)前應(yīng)測量柱塞的橫截面積，并不是測量重力，這樣才能得到空氣柱的體積，D錯(cuò)誤。故選B?！咀兪?-1】如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了_______；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是_______；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動(dòng)活塞（3）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_______為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)p與V的乘積值越來越小，則用上述方法作出的圖線應(yīng)為圖乙中的________（選填“①”或“②”），造成該現(xiàn)象的原因可能是________（答一種即可）。【答案】

防止漏氣

C

②

漏氣【解析】(1)實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了防止漏氣。(2)為了保持封閉氣體的溫度恒定，可行的措施為緩慢推動(dòng)活塞，這樣能使注射器中氣體溫度始終與環(huán)境溫度一直，C正確。故選C。(3)由理想氣體狀態(tài)方程可得為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖。[4][5]壓縮氣體的過程V減小，增大，由于p與V的乘積減小，故壓強(qiáng)增大的越來越慢，圖線應(yīng)為圖乙中的②，造成該現(xiàn)象的原因可能是漏氣。【變式1-2】某同學(xué)利用如圖所示的裝置做“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，先后測得5組數(shù)據(jù)列于下表。如果讀數(shù)和計(jì)算無誤，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行（）序號(hào)12345p1.051.121.231.401.63V3.83.63.32.92.2pV3.994.034.064.063.59A．有氣體泄露 B．有空氣進(jìn)入C．氣體溫度升高 D．氣體不再近似遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律【答案】A【解析】因?yàn)閷?duì)于一定質(zhì)量的理想氣體滿足氣體狀態(tài)方程其中M為相對(duì)原子質(zhì)量，由表格數(shù)據(jù)可知PV的乘積變小，則可能的原因是氣體質(zhì)量減小或是溫度降低。故選A?！咀兪?-3】某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律：(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列哪些操作不是必需的________；A．用橡膠套密封注射器的下端B．用游標(biāo)卡尺測量柱塞的直徑C．讀取壓力表上顯示的氣壓值D．讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度(2)實(shí)驗(yàn)裝置用鐵架臺(tái)固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動(dòng)活塞，這些要求的目的是_______________________________________________；(3)下列圖像中，最能直觀反映氣體做等溫變化的規(guī)律的是________。解析：(1)用橡膠套密封注射器的下端，是為了封住一定量的氣體，故A是必要的；沒有必要測量柱塞的直徑，由于整個(gè)過程中，截面不變，知道長度就可以，列方程時(shí)，兩邊把截面可以消掉，故B沒必要；讀取壓力表上顯示的氣壓值，知道初末狀態(tài)的氣壓值，故C是必要的；讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度來表示空氣的體積，故D是必要的。(2)盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過程中的溫度不變。(3)圖像中直線比曲線直觀，在等溫變化中，p與eq\f(1,V)成正比，因此畫p-eq\f(1,V)圖像，應(yīng)是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案：(1)B(2)見解析(3)C【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】【例2】如圖甲所示是一種研究氣球的體積和壓強(qiáng)的變化規(guī)律的裝置。將氣球、壓強(qiáng)傳感器和大型注射器用T形管連通。初始時(shí)認(rèn)為氣球內(nèi)無空氣，注射器內(nèi)氣體體積為V0，壓強(qiáng)為p0，T形管與傳感器內(nèi)少量氣體體積可忽略不計(jì)。緩慢推動(dòng)注射器活塞，保持溫度不變，裝置密封良好。（1）將注射器內(nèi)一部分氣體推入氣球，讀出此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為V0，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1，則此時(shí)氣球體積為___________。（2）繼續(xù)推動(dòng)活塞，多次記錄注射器內(nèi)剩余氣體的體積及對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣球體積，得到如圖乙所示的“壓強(qiáng)和氣球體積”關(guān)系圖像。根據(jù)該圖像估算，若初始時(shí)注射器內(nèi)僅有體積為0.5V0、壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)氣體全部壓入氣球后，氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)開__________×p0.（結(jié)果保留3位小數(shù)）【答案】

1.027【解析】（1）將注射器內(nèi)一部分氣體推入氣球時(shí)，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1，根據(jù)玻意耳定律有所以氣體的總體積此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為，則氣球的體積為（2）若初始時(shí)注射器內(nèi)僅有體積為0.5V0、壓強(qiáng)為p0的氣體，氣體全部壓入氣球，因?yàn)闅馇騼?nèi)氣體的壓強(qiáng)略大于p0，由玻意耳定律可知?dú)馇騼?nèi)氣體的體積略小于0.5V0，由題圖乙可知，V球略小于0.5V0時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)值為1.027p0【變式2-1】在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中，以這段空氣柱為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)過程中它的質(zhì)量不會(huì)變化?？諝庵膲簭?qiáng)p可以從上方的壓力表中讀出，空氣柱的體積V可以從注射器的標(biāo)度上讀出，用手把柱塞向下或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作及數(shù)據(jù)處理，以下說法正確的是______；A．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)緩慢移動(dòng)柱塞B．氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位C．推、拉柱塞時(shí)，為了穩(wěn)定，手應(yīng)握住注射器筒上的空氣柱部分D．注射器下端橡膠套脫落后，應(yīng)立即重新封上，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，把實(shí)驗(yàn)得到的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。某小組在這次實(shí)驗(yàn)過程中，環(huán)境溫度突然降低，其它操作均規(guī)范，則該小組最后得到的關(guān)系圖象可能是______。A．B．C．D．答案

A

A解析（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)緩慢移動(dòng)柱塞，以防止柱塞移動(dòng)太快時(shí)氣體的溫度產(chǎn)生變化，A正確；氣體的壓強(qiáng)和體積沒必要必須用國際單位，只要單位相同即可，B錯(cuò)誤；推、拉柱塞時(shí)，為了穩(wěn)定，手不應(yīng)握住注射器筒上的空氣柱部分，以防止氣體溫度產(chǎn)生變化，C錯(cuò)誤；注射器下端橡膠套脫落后，氣體的質(zhì)量產(chǎn)生變化，需重新做實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。故選A。（2）由，可知，CT是關(guān)系圖象的斜率，如果環(huán)境溫度突然降低，其它操作均規(guī)范，則該小組最后得到的關(guān)系圖象的斜率將減小，圖象可能是A，所以A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A?！咀兪?-2】探究氣體等溫變化規(guī)律的簡易裝置圖如圖所示，表中是某小組的數(shù)據(jù)。序號(hào)V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)1201.001020.0202181.095219.7143161.231319.7014141.403019.6425121.635119.621(1)若要研究p、V之間的關(guān)系，繪制圖像時(shí)應(yīng)選用________eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(選填“p-V”或“p-\f(1,V)”))作為坐標(biāo)系。(2)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，pV的值越來越小，可能的原因是________________________________________________________________________。解析：(1)由理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，若是選p-V作為坐標(biāo)系，得到的是等溫曲線；若是選p-eq\f(1,V)作為坐標(biāo)系，將會(huì)得到一條延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。后者更方便且直觀，便于分析問題，所以選p-eq\f(1,V)作為坐標(biāo)系。(2)因研究的過程是等溫變化，由方程pV＝nRT(n表示物質(zhì)的量，T表示絕對(duì)溫度，R是常數(shù))可知，pV值越來越小，說明n減小，即物質(zhì)的量在減小，說明有氣體漏出。答案：(1)p-eq\f(1,V)(2)有氣體漏出【變式2-3】賈同學(xué)用注射器和壓強(qiáng)傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)所遵循的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，用活塞和注射器外筒封閉一定量的氣體，其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓強(qiáng)傳感器測得。(1)有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是___________。A．實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器必須水平放置B．需用控制變量法研究氣體的變化規(guī)律C．注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)必需測出D．注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標(biāo)注單位(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不能推拉活塞過快，其原因是___________。A．防止封閉氣體的質(zhì)量發(fā)生改變B．防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變(3)賈同學(xué)首先在實(shí)驗(yàn)室Ⅰ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，下表為記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，記錄錯(cuò)誤的是___________(填錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)序號(hào))。實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345封閉氣柱長度12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱壓強(qiáng)1.001.091.201.331.90(4)賈同學(xué)利用同一裝置對(duì)同一封閉氣體在另一溫度稍高的實(shí)驗(yàn)室Ⅱ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ、Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法作出的圖像如圖乙所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應(yīng)為___________(填圖線代號(hào))?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器不必保持水平放置，氣體壓強(qiáng)由傳感器直接讀出，A錯(cuò)誤；氣體狀態(tài)參量有p、V、T，故需用控制變量法研究氣體的變化規(guī)律，B正確；注射器內(nèi)部的橫截面積固定不變，體積與氣柱長度成正比，故具體數(shù)據(jù)不必測出，C錯(cuò)誤；注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可確定體積變化，故無須標(biāo)注單位，D正確。故選BD。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不能推拉活塞過快，其原因是防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變，B正確。故選B。由理想氣體狀態(tài)方程可得，發(fā)生等溫變化時(shí)，氣體壓強(qiáng)與體積成正比，第5組數(shù)據(jù)氣柱壓強(qiáng)偏差較大，故記錄錯(cuò)誤的是5。(4)由理想氣體狀態(tài)方程可得，實(shí)驗(yàn)室Ⅱ溫度較高，圖線斜率較大，故根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應(yīng)為①?！敬鸢浮竣貰D②B③5④①【題型3器材、原理創(chuàng)新】【例3】例題如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了___________；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是___________；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動(dòng)活塞（3）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_________為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是：_______（答一種即可）。（4）另一小組實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。在采集第5組數(shù)據(jù)時(shí)，壓強(qiáng)傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關(guān)系圖像應(yīng)是____________。A．B．C．D．答案防止漏氣C注射器內(nèi)氣體向外漏氣D解析(1)DIS研究溫度不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)保持溫度不變，研究壓強(qiáng)與體積關(guān)系，根據(jù)題意可知，還需保證封閉氣體質(zhì)量不變，為了防止漏氣，故需要在活塞上均勻涂抹潤滑油。[2]由于不是拉活塞，則注射器不一定要安裝在豎直平面內(nèi)，實(shí)驗(yàn)過程中手不能與注射器接觸，推動(dòng)活塞應(yīng)緩慢進(jìn)行，保持與外界相同溫度，故C正確，AB錯(cuò)誤。故選C。(3)當(dāng)溫度不變時(shí)有，即壓強(qiáng)p與V成反比，兩者的關(guān)系圖象不是直線，但壓強(qiáng)p與是線性關(guān)系，故應(yīng)當(dāng)以為橫坐標(biāo)。當(dāng)增大時(shí)，V減小時(shí)，p增加的程度不是線性關(guān)系，當(dāng)斜率減小，壓強(qiáng)增加程度減小，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是注射器存在向外漏氣現(xiàn)象。(4)測量時(shí)，注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部分氣體的體積V0未計(jì)入，縱軸存在截距-V0；軟管脫落后，氣體向外漏出，p的測量值偏小，相應(yīng)的橫坐標(biāo)偏大，但左側(cè)的延長線與縱軸的交點(diǎn)仍為-V0，故前后兩條線相交在此處，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D?！咀兪?-1】“研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器滿刻度處，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③用V-eq\f(1,p)圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖像。(1)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是______________和______________。(2)如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖2所示的V-eq\f(1,p)圖像不過原點(diǎn)，則V0代表_______。(3)小明同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，并記錄下每次測量的壓強(qiáng)p與注射器刻度值V。在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)壓強(qiáng)傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，其余操作無誤。V-eq\f(1,p)關(guān)系圖像應(yīng)是________。解析：(1)為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是：移動(dòng)活塞要緩慢；不能用手握住注射器封閉氣體部分。(2)體積讀數(shù)值比實(shí)際值小V0。根據(jù)p(V＋V0)＝C，C為定值，則V＝eq\f(C,p)－V0。如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如題圖2所示的V-eq\f(1,p)圖像不過原點(diǎn)，則V0代表注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部分的氣體體積。(3)根據(jù)pV＝C可知V＝eq\f(C,p)，當(dāng)質(zhì)量不變時(shí)V與eq\f(1,p)成正比，軟管脫落造成漏氣，壓強(qiáng)突然減小，則eq\f(1,p)變大，重新接好軟管時(shí)V與脫落前相等，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)時(shí)氣體質(zhì)量仍能保持不變，V與eq\f(1,p)還是成正比，但斜率比原來小，故C正確。答案：(1)見解析(2)注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部分氣體的體積(3)C【變式3-2】如圖所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，操作步驟如下：①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來；②移動(dòng)活塞至某一位置，記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1；③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；④根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的基本要求，下列說法中正確的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.移動(dòng)活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些B.封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C.必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量D.氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位(2)為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出__________(選填“p－V”或“p－eq\f(1,V)”)圖像。對(duì)圖線進(jìn)行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條__________________，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比。(3)在不同溫度環(huán)境下，另一位同學(xué)重復(fù)了上述實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為T1、T2，且T1＞T2。在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是__________(選填選項(xiàng)的字母)。答案(1)AB(2)p－eq\f(1,V)過原點(diǎn)的傾斜直線(或正比例函數(shù)直線)(3)AC解析(1)移動(dòng)活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些，以保證氣體的溫度不變，選項(xiàng)A正確；封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好，要保證氣體的質(zhì)量不變，選項(xiàng)B正確；必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的體積，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；氣體的壓強(qiáng)和體積使用同一單位制的單位即可，不必須用國際單位，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)根據(jù)pV＝C可知p＝eq\f(C,V)，則為了能最直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系，應(yīng)作出p－eq\f(1,V)圖像。對(duì)圖線進(jìn)行分析，如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條過原點(diǎn)的傾斜直線(或正比例函數(shù)直線)，就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比。(3)在p－V圖像中，若畫出一條平行p軸的等容線，可看出p1＞p2，由eq\f(pV,T)＝C可知T1＞T2，則選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由eq\f(pV,T)＝C可知，p＝CTeq\f(1,V)，則p－eq\f(1,V)圖像的斜率越大，溫度越高，因T1＞T2，則選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。【變式3-3】某同學(xué)利用圖(a)裝置驗(yàn)證玻意耳定律：粗細(xì)相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相連，管內(nèi)裝有水銀，A管上端封閉，內(nèi)有封閉氣體，B管上端開口。上、下移動(dòng)B管時(shí)，需保持____________不變，氣體體積V可以根據(jù)A管上的刻度讀出，利用刻度尺測出B管液面與A管液面的高度差h。測得一系列數(shù)據(jù)后，以h為縱坐標(biāo)，得到如圖(b)所示的函數(shù)圖像，則圖像的橫坐標(biāo)應(yīng)為________；圖線與h軸交點(diǎn)的物理含義是____________________________________________________。解析：由于要驗(yàn)證玻意耳定律，則上、下移動(dòng)B管時(shí)，需保持溫度不變；對(duì)A中的氣體，若滿足玻意耳定律，則(p0＋h)V＝C，解得h＝C·eq\f(1,V)－p0，則以h為縱坐標(biāo)，得到如題圖(b)所示的函數(shù)圖像，則圖像的橫坐標(biāo)為eq\f(1,V)；圖線與h軸交點(diǎn)的物理含義是－p0，即大氣壓強(qiáng)p0的相反數(shù)。答案：溫度eq\f(1,V)大氣壓強(qiáng)p0的相反數(shù)專題2.6實(shí)驗(yàn)：探究氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1原理與操作】 【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】 【題型3器材、原理創(chuàng)新】 【題型1原理與操作】【例1】探究氣體等溫變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖所示?？諝庵拈L度由刻度尺讀取、氣體的壓強(qiáng)通過柱塞與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取。為得到氣體的壓強(qiáng)與體積關(guān)系，下列做法正確的是（）A．柱塞上涂油是為了減小摩擦力 B．改變氣體體積應(yīng)緩慢推拉柱塞C．推拉柱塞時(shí)可用手握住注射器 D．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)測得柱塞受到的重力【答案】B【解析】柱塞上涂油是為了防止漏氣，并不是為了減小摩擦力，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中為了使氣體能夠做等溫變化，改變氣體體積應(yīng)緩慢推拉柱塞，B正確；用手握住注射器，會(huì)使氣體溫度變高，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)前應(yīng)測量柱塞的橫截面積，并不是測量重力，這樣才能得到空氣柱的體積，D錯(cuò)誤。故選B。【變式1-1】如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了_______；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是_______；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動(dòng)活塞（3）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_______為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)p與V的乘積值越來越小，則用上述方法作出的圖線應(yīng)為圖乙中的________（選填“①”或“②”），造成該現(xiàn)象的原因可能是________（答一種即可）?！敬鸢浮?/p>

防止漏氣

C

②

漏氣【解析】(1)實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了防止漏氣。(2)為了保持封閉氣體的溫度恒定，可行的措施為緩慢推動(dòng)活塞，這樣能使注射器中氣體溫度始終與環(huán)境溫度一直，C正確。故選C。(3)由理想氣體狀態(tài)方程可得為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖。[4][5]壓縮氣體的過程V減小，增大，由于p與V的乘積減小，故壓強(qiáng)增大的越來越慢，圖線應(yīng)為圖乙中的②，造成該現(xiàn)象的原因可能是漏氣。【變式1-2】某同學(xué)利用如圖所示的裝置做“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，先后測得5組數(shù)據(jù)列于下表。如果讀數(shù)和計(jì)算無誤，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行（）序號(hào)12345p1.051.121.231.401.63V3.83.63.32.92.2pV3.994.034.064.063.59A．有氣體泄露 B．有空氣進(jìn)入C．氣體溫度升高 D．氣體不再近似遵守氣體實(shí)驗(yàn)定律【答案】A【解析】因?yàn)閷?duì)于一定質(zhì)量的理想氣體滿足氣體狀態(tài)方程其中M為相對(duì)原子質(zhì)量，由表格數(shù)據(jù)可知PV的乘積變小，則可能的原因是氣體質(zhì)量減小或是溫度降低。故選A?！咀兪?-3】某同學(xué)用如圖所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律：(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列哪些操作不是必需的________；A．用橡膠套密封注射器的下端B．用游標(biāo)卡尺測量柱塞的直徑C．讀取壓力表上顯示的氣壓值D．讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度(2)實(shí)驗(yàn)裝置用鐵架臺(tái)固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在實(shí)驗(yàn)中要緩慢推動(dòng)活塞，這些要求的目的是_______________________________________________；(3)下列圖像中，最能直觀反映氣體做等溫變化的規(guī)律的是________。解析：(1)用橡膠套密封注射器的下端，是為了封住一定量的氣體，故A是必要的；沒有必要測量柱塞的直徑，由于整個(gè)過程中，截面不變，知道長度就可以，列方程時(shí)，兩邊把截面可以消掉，故B沒必要；讀取壓力表上顯示的氣壓值，知道初末狀態(tài)的氣壓值，故C是必要的；讀取刻度尺上顯示的空氣柱長度來表示空氣的體積，故D是必要的。(2)盡可能保證封閉氣體在狀態(tài)變化過程中的溫度不變。(3)圖像中直線比曲線直觀，在等溫變化中，p與eq\f(1,V)成正比，因此畫p-eq\f(1,V)圖像，應(yīng)是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案：(1)B(2)見解析(3)C【題型2數(shù)據(jù)處理與誤差分析】【例2】如圖甲所示是一種研究氣球的體積和壓強(qiáng)的變化規(guī)律的裝置。將氣球、壓強(qiáng)傳感器和大型注射器用T形管連通。初始時(shí)認(rèn)為氣球內(nèi)無空氣，注射器內(nèi)氣體體積為V0，壓強(qiáng)為p0，T形管與傳感器內(nèi)少量氣體體積可忽略不計(jì)。緩慢推動(dòng)注射器活塞，保持溫度不變，裝置密封良好。（1）將注射器內(nèi)一部分氣體推入氣球，讀出此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為V0，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1，則此時(shí)氣球體積為___________。（2）繼續(xù)推動(dòng)活塞，多次記錄注射器內(nèi)剩余氣體的體積及對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的氣球體積，得到如圖乙所示的“壓強(qiáng)和氣球體積”關(guān)系圖像。根據(jù)該圖像估算，若初始時(shí)注射器內(nèi)僅有體積為0.5V0、壓強(qiáng)為p0的氣體，當(dāng)氣體全部壓入氣球后，氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)將變?yōu)開__________×p0.（結(jié)果保留3位小數(shù)）【答案】

1.027【解析】（1）將注射器內(nèi)一部分氣體推入氣球時(shí)，壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1，根據(jù)玻意耳定律有所以氣體的總體積此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為，則氣球的體積為（2）若初始時(shí)注射器內(nèi)僅有體積為0.5V0、壓強(qiáng)為p0的氣體，氣體全部壓入氣球，因?yàn)闅馇騼?nèi)氣體的壓強(qiáng)略大于p0，由玻意耳定律可知?dú)馇騼?nèi)氣體的體積略小于0.5V0，由題圖乙可知，V球略小于0.5V0時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)值為1.027p0【變式2-1】在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，導(dǎo)熱性能良好的注射器下端的開口有橡膠套，它和柱塞一起把一段空氣柱封閉在玻璃管中，以這段空氣柱為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)過程中它的質(zhì)量不會(huì)變化?？諝庵膲簭?qiáng)p可以從上方的壓力表中讀出，空氣柱的體積V可以從注射器的標(biāo)度上讀出，用手把柱塞向下或向上拉，讀出體積與壓強(qiáng)的幾組數(shù)據(jù)。關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作及數(shù)據(jù)處理，以下說法正確的是______；A．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)緩慢移動(dòng)柱塞B．氣體的壓強(qiáng)和體積必須用國際單位C．推、拉柱塞時(shí)，為了穩(wěn)定，手應(yīng)握住注射器筒上的空氣柱部分D．注射器下端橡膠套脫落后，應(yīng)立即重新封上，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積的倒數(shù)為橫坐標(biāo)，把實(shí)驗(yàn)得到的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。某小組在這次實(shí)驗(yàn)過程中，環(huán)境溫度突然降低，其它操作均規(guī)范，則該小組最后得到的關(guān)系圖象可能是______。A．B．C．D．答案

A

A解析（1）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)緩慢移動(dòng)柱塞，以防止柱塞移動(dòng)太快時(shí)氣體的溫度產(chǎn)生變化，A正確；氣體的壓強(qiáng)和體積沒必要必須用國際單位，只要單位相同即可，B錯(cuò)誤；推、拉柱塞時(shí)，為了穩(wěn)定，手不應(yīng)握住注射器筒上的空氣柱部分，以防止氣體溫度產(chǎn)生變化，C錯(cuò)誤；注射器下端橡膠套脫落后，氣體的質(zhì)量產(chǎn)生變化，需重新做實(shí)驗(yàn)，D錯(cuò)誤。故選A。（2）由，可知，CT是關(guān)系圖象的斜率，如果環(huán)境溫度突然降低，其它操作均規(guī)范，則該小組最后得到的關(guān)系圖象的斜率將減小，圖象可能是A，所以A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。【變式2-2】探究氣體等溫變化規(guī)律的簡易裝置圖如圖所示，表中是某小組的數(shù)據(jù)。序號(hào)V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)1201.001020.0202181.095219.7143161.231319.7014141.403019.6425121.635119.621(1)若要研究p、V之間的關(guān)系，繪制圖像時(shí)應(yīng)選用________eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(選填“p-V”或“p-\f(1,V)”))作為坐標(biāo)系。(2)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，pV的值越來越小，可能的原因是________________________________________________________________________。解析：(1)由理想氣體的狀態(tài)方程eq\f(pV,T)＝C可知，若是選p-V作為坐標(biāo)系，得到的是等溫曲線；若是選p-eq\f(1,V)作為坐標(biāo)系，將會(huì)得到一條延長線過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。后者更方便且直觀，便于分析問題，所以選p-eq\f(1,V)作為坐標(biāo)系。(2)因研究的過程是等溫變化，由方程pV＝nRT(n表示物質(zhì)的量，T表示絕對(duì)溫度，R是常數(shù))可知，pV值越來越小，說明n減小，即物質(zhì)的量在減小，說明有氣體漏出。答案：(1)p-eq\f(1,V)(2)有氣體漏出【變式2-3】賈同學(xué)用注射器和壓強(qiáng)傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)所遵循的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，用活塞和注射器外筒封閉一定量的氣體，其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓強(qiáng)傳感器測得。(1)有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是___________。A．實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器必須水平放置B．需用控制變量法研究氣體的變化規(guī)律C．注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)必需測出D．注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可，無須標(biāo)注單位(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不能推拉活塞過快，其原因是___________。A．防止封閉氣體的質(zhì)量發(fā)生改變B．防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變(3)賈同學(xué)首先在實(shí)驗(yàn)室Ⅰ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，下表為記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，記錄錯(cuò)誤的是___________(填錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)序號(hào))。實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345封閉氣柱長度12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱壓強(qiáng)1.001.091.201.331.90(4)賈同學(xué)利用同一裝置對(duì)同一封閉氣體在另一溫度稍高的實(shí)驗(yàn)室Ⅱ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ、Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法作出的圖像如圖乙所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應(yīng)為___________(填圖線代號(hào))?！窘馕觥?1)實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器不必保持水平放置，氣體壓強(qiáng)由傳感器直接讀出，A錯(cuò)誤；氣體狀態(tài)參量有p、V、T，故需用控制變量法研究氣體的變化規(guī)律，B正確；注射器內(nèi)部的橫截面積固定不變，體積與氣柱長度成正比，故具體數(shù)據(jù)不必測出，C錯(cuò)誤；注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可確定體積變化，故無須標(biāo)注單位，D正確。故選BD。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，不能推拉活塞過快，其原因是防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變，B正確。故選B。由理想氣體狀態(tài)方程可得，發(fā)生等溫變化時(shí)，氣體壓強(qiáng)與體積成正比，第5組數(shù)據(jù)氣柱壓強(qiáng)偏差較大，故記錄錯(cuò)誤的是5。(4)由理想氣體狀態(tài)方程可得，實(shí)驗(yàn)室Ⅱ溫度較高，圖線斜率較大，故根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應(yīng)為①?！敬鸢浮竣貰D②B③5④①【題型3器材、原理創(chuàng)新】【例3】例題如圖甲是“用DIS研究在溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。主要步驟如下：①將壓強(qiáng)傳感器調(diào)零；②在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器滿刻度處；③逐一連接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)；④推動(dòng)活塞，記錄多組注射器內(nèi)氣體的體積V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。（1）實(shí)驗(yàn)操作中，活塞上均勻涂抹潤滑油，主要目的是為了___________；（2）為了保持封閉氣體的溫度恒定，下列措施可行的是___________；A．注射器必須固定在豎直平面內(nèi)B．用手握注射器推拉活塞C．緩慢推動(dòng)活塞（3）測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系，若以p為縱坐標(biāo)，則應(yīng)以_________為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖；小明所在的小組不斷壓縮氣體，由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)圖線的上端出現(xiàn)了一小段彎曲，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的可能原因是：_______（答一種即可）。（4）另一小組實(shí)驗(yàn)時(shí)緩慢推動(dòng)活塞，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應(yīng)的壓強(qiáng)傳感器示數(shù)p。在采集第5組數(shù)據(jù)時(shí)，壓強(qiáng)傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關(guān)系圖像應(yīng)是____________。A．B．C．D．答案防止漏氣C注射器內(nèi)氣體向外漏氣D解析(1)DIS研究溫度不變時(shí)氣體的壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)保持溫度不變，研究壓強(qiáng)與體積關(guān)系，根據(jù)題意可知，還需保證封閉氣體質(zhì)量不變，為了防止漏氣，故需要在活塞上均勻涂抹潤滑油。[2]由于不是拉活塞，則注射器不一定要安裝在豎直平面內(nèi)，實(shí)驗(yàn)過程中手不能與注射器接觸，推動(dòng)活塞應(yīng)緩慢進(jìn)行，保持與外界相同溫度，故C正確，AB錯(cuò)誤。故選C。(3)當(dāng)溫度不變時(shí)有，即壓強(qiáng)p與V成反比，兩者的關(guān)系圖象不是直線，但壓強(qiáng)p與是線性關(guān)系，故應(yīng)當(dāng)以為橫坐標(biāo)。當(dāng)增大時(shí)，V減小時(shí)，p增加的程度不是線性關(guān)系，當(dāng)斜率減小，壓強(qiáng)增加程度減小，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是注射器存在向外漏氣現(xiàn)象。(4)測量時(shí)，注射器與壓強(qiáng)傳感器連接部分氣體的體積V0未計(jì)入，縱軸存在截距-V0；軟管脫落后，氣體向外漏出，p的測量值偏小，相應(yīng)的橫坐標(biāo)偏大，但左側(cè)的延長線與縱軸的交點(diǎn)仍為-V0，故前后兩條線相交在此處，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。【變式3-1】“研究一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的情況下壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①把注射器活塞移至注射器滿刻度處，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)逐一連接；②移動(dòng)活塞，記錄注射器的刻度值V，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p；③用V-eq\f(1,p)圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得