（人教2019選擇性必修第三冊 ）高二物理備課必備講義 2.2氣體的等溫變化（ 第二課時 ）實驗：探究氣體等溫變化的規(guī)律（原卷版+解析）

第二章氣體、固體和液體第2節(jié)氣體等溫變化（第二課時）實驗：探究氣體等溫變化的規(guī)律【核心素養(yǎng)目標】物理觀念知道什么是等溫變化.科學思維會測量氣體的壓強與體積，能作出氣體的p－V圖像、p－eq\f(1,V)圖像，并通過圖像得出等溫情況下p、V的關系．科學探究經歷探究一定質量的氣體在溫度不變的情況下，氣體的壓強與體積的實驗過程學會設計實驗觀察現(xiàn)象分析結果歸納總結的科學探究方法?？茖W態(tài)度與責任通過氣體等溫變化的規(guī)律知識應用的實例，感受物理中科學技術與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。一、實驗目的探究一定質量的氣體，在溫度不變的條件下，其與變化時的關系．二、研究對象(系統(tǒng))注射器內被封閉的．三、實驗方法采用控制變量法，控制氣體和不變，研究氣體壓強與體積的關系．四、實驗原理在保證密閉注射器中氣體的和不變的條件下，通過改變密閉注射器中氣體的體積，由壓力表讀出對應氣體的壓強值，進而研究在恒溫條件下氣體的壓強與體積的關系．五、實驗器材帶鐵夾的鐵架臺、、柱塞(與壓力表密封連接)、壓力表、、刻度尺．六、物理量的測量1.如圖所示組裝實驗器材．2．利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，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．3．把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強的幾組數(shù)據(jù)．空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V.空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀?。?、數(shù)據(jù)分析1．作p－V圖像以壓強p為縱坐標，以體積V為橫坐標，用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，繪出等溫曲線，如圖所示．觀察p－V圖像的特點看能否得出p、V的定量關系．2．作p－eq\f(1,V)圖像以壓強p為縱坐標，以eq\f(1,V)為橫坐標，在坐標紙上描點．如果p－eq\f(1,V)圖像中的各點位于過原點的同一條直線上(如圖)，就說明壓強p跟eq\f(1,V)成正比，即壓強與體積成反比．如果不在同一條直線上，我們再嘗試其他關系．3．實驗結論：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，其壓強與體積的倒數(shù)成正比．八、注意事項1．改變氣體體積時，要緩慢進行．2．實驗過程中，不要用手接觸注射器的外壁．3．實驗前要在柱塞上涂抹潤滑油．4．讀數(shù)時視線要與柱塞底面平行．5．作p－eq\f(1,V)圖像時，應使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點應均勻分布于直線兩側，偏離太大的點應舍棄．針對訓練一、實驗題1．（1）如圖甲所示，用一個帶有刻度的注射器及計算機輔助系統(tǒng)來探究氣體壓強與體積的關系，實驗中所研究的對象是___________，應保持不變的物理量是___________和___________，它的體積可從___________直接讀出，它的壓強由圖中的壓強傳感器等計算機輔助系統(tǒng)得到。（2）某同學在做“氣體的壓強與體積的關系”實驗中，測得的實驗數(shù)據(jù)在計算機屏幕上顯示如下表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是___________。序號V/mLp/（×105Pa）p·V/（×105Pa·mL）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大B．實驗時環(huán)境溫度升高了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器內的氣體向外發(fā)生了泄漏（3）某同學在一次實驗中，計算機屏幕顯示如圖乙所示，其縱坐標表示封閉氣體的壓強，則橫坐標表示的物理量是封閉氣體的___________。A．熱力學溫度TB．攝氏溫度tC．體積VD．體積的倒數(shù)（4）如果由注射器的滿刻度處開始推動活塞，記錄刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值p，用V-圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出圖丙所示的圖線，如果實驗操作規(guī)范正確，那么V0代表___________。（5）某同學實驗時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強p與注射器刻度值V。在實驗中出現(xiàn)壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤。若該同學用軟管脫落前測得的實驗數(shù)據(jù)在圖丁中畫出了V-圖線，則在圖丁中大致畫出可能的、符合軟管脫落后測得的實驗數(shù)據(jù)的那部分V-圖線。()2．圖（a）是“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積關系”的實驗裝置。（1）關于該實驗的操作，下列說法正確的有________；A．柱塞上應該涂潤滑油

B．應緩慢推拉柱塞C．用手握注射器推拉柱塞

D．改變體積后要快速記錄壓強數(shù)據(jù)（2）實驗中，連接注射器與壓強傳感器之間軟管內的氣體不可忽略。移動活塞，多次記錄注射器上的體積刻度和壓強傳感器讀數(shù)，繪出的圖像可能為()A．B．C．D．3．在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗中，利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，如圖所示，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。（1）在實驗過程中，空氣柱的體積變化不要太快的原因是___________；在移動柱塞的過程中，正確的操作是___________。（2）在溫度不變的情況下，得到壓強p與體積V成反比的結論，你對這一結論的微觀解釋是：___________。4．小強同學用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。①他在實驗過程中注射器沒有完全豎直而是略微傾斜，則壓力表讀數(shù)______（單選）。A．偏大

B．偏小

C．沒有影響②下列實驗操作，正確的有______（單選）。A．柱塞上應該涂油以更好地密封氣體B．應快速推拉柱塞以避免氣體與外界熱交換C．用手握住注射器推拉柱塞以使裝置更加穩(wěn)定5．用如圖（a）所示的裝置探究“氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗，操作步驟如下：①在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器適當刻度處；②逐一連接注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機；③推動活塞，記錄多組注射器內氣體的體積V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p。（1）實驗完成后，計算機屏幕上顯示出如圖（b）所示的p-V圖線（其中實線是實驗所得圖線，虛線為一支參考雙曲線）。仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：_______；（2）實驗中，連接注射器與壓強傳感器之間軟管內的氣體不可忽略，作出的圖像可能為_______；（3）用獲得的數(shù)據(jù)繪制圖像，如圖（c）所示，則連接注射器與壓強傳感器之間軟管內氣體的體積為_______。6．“用DIS研究在溫度不變時，一定質量氣體壓強與體積關系”的實驗裝置如圖所示。（1）保持溫度不變，封閉氣體的壓強用______傳感器測量，體積由______讀出。實驗前是否需要對傳感器進行調零？______（選填：“是”或“否”）（2）某次實驗中，數(shù)據(jù)表格內第2次～第8次壓強沒有點擊記錄，但其它操作規(guī)范。根據(jù)表格中第1次和第9次數(shù)據(jù)，推測出第7次的壓強，其最接近的值是______次數(shù)123456789壓強100.1p7179.9體積181716151413121110A．

B．

C．

D．（3）若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積不可忽略，則封閉氣體的真實體積為______。從理論上講圖像可能接近下列哪個圖？______7．“用DIS研究在溫度不變時，一定質量氣體壓強與體積關系”的實驗裝置如圖所示。（1）保持溫度不變，封閉氣體的壓強p用_________傳感器測量，體積V由注射器_________讀出。實驗前是否需要對傳感器進行調零？_________（選填：“是”或“否”）。（2）（單選）某次實驗中，數(shù)據(jù)表格內第2次~第8次壓強沒有點擊記錄，但其它操作規(guī)范。根據(jù)表格中第1次和第9次數(shù)據(jù)，推測出第7次的壓強，其最接近的值是()次數(shù)123455789壓強p/kPa100.1179.9體積V/cm3181716151413121110A．128.5kPa

B．138.4kPa

C．149.9kPa

D．163.7kPa（3）（單選）若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積不可忽略，則封閉氣體的真實體積為。從理論上講圖像可能接近下列哪個圖？()A．B．C．D．8．某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。（1）關于該實驗，下列說法正確的是___________A．實驗前應將注射器的空氣完全排出B．空氣柱體積變化應盡可能的快些C．空氣柱的壓強隨體積的減小而減小D．作出的圖像可以直觀反映出p與V的關系（2）為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進行了兩次實驗，得到的圖像如圖乙所示，由圖可知兩次實驗氣體的溫度大小關系為T1___________T2（選填“<”“=”或“>”）。（3）為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關系，應作出___________（選填“”或“”）圖像。對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內該圖線是一條___________線，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。（4）另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖丙所示，若實驗操作規(guī)范正確，則圖線不過原點的原因可能是___________。9．某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。（1）關于該實驗，下列說法正確的是()A．實驗前應將注射器的空氣完全排出B．空氣柱體積變化應盡可能的快些C．空氣柱的壓強隨體積的減小而減小D．作出的圖象可以直觀反映出p與V的關系（2）為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進行了兩次實驗，得到的圖象如圖乙所示，由圖可知兩次實驗氣體的溫度大小關系為T1________T2（選填“<”“＝”或“>”）。（3）為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關系，應作出_____________選填“”或“”圖象。對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內該圖線是一條_________________線，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。（4）另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖丙所示，若實驗操作規(guī)范正確，則圖線不過原點的原因可能是_________________，圖乙中的代表_________________。10．用DIS研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗裝置如圖（a）所示，用一個帶有刻度的注射器及DIS實驗系統(tǒng)來探究氣體的壓強與體積的關系。實驗中氣體的質量保持不變，氣體的體積可直接讀出，氣體的壓強由圖中壓強傳感器等計算機輔助系統(tǒng)得到，請回答下列有關問題。①完成本實驗的基本要求是____。A．在等溫條件下操作B．封閉氣體的容器密封良好C．必須測出所封閉氣體的質量D．氣體的壓強和體積必須用國際單位②甲同學在做本實驗時，按實驗要求組裝好實驗裝置，然后緩慢推動活塞，使注射器內空氣柱從初始體積20.0mL減為12.0mL。實驗共測出五組數(shù)據(jù)，每次體積值直接從注射器的刻度讀出并輸入計算機，同時由壓強傳感器測得對應體積的壓強值。實驗完成后，計算機屏幕上顯示出如下表所示的實驗結果：序號V（mL）p（×105Pa）pV（×105）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，pV（×105）一欄中的數(shù)值越來越小，造成這一現(xiàn)象的原因可能是____。A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大B．實驗時環(huán)境溫度升高了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器中的空氣向外發(fā)生了泄漏③根據(jù)你在第②題中的選擇，為了減小誤差，你應當采取的措施是：____。④乙同學實驗操作規(guī)范正確，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖（b）所示的圖線，圖線不過坐標原點，則圖中b代表____。11．某實驗小組用如圖所示的裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細管與注射器內的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內部未在圖中標明。壓力表中讀取空氣柱的壓強，從注射器旁的刻度尺中讀取空氣柱的長度。（1）為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是________________；（2）實驗過程中，下列說法正確的是________；A．推拉活塞時，動作要快，以免氣體進入或漏出B．推拉活塞時，手不可以握住整個注射器C．活塞移至某位置時，應迅速記錄此時注射器內氣柱的長度和壓力表的示數(shù)（3）某同學測出了注射器內封閉氣體的幾組壓強p和體積V的值后，以p為縱軸、為橫軸，畫出圖像如圖所示，則產生的可能原因是________。A．實驗過程中有漏氣現(xiàn)象B．實驗過程中氣體溫度降低C．實驗過程中氣體溫度升高12．某實驗小組同學用DIS研究溫度不變時一定質量的氣體壓強與體積的關系，實驗裝置如圖所示，實驗中通過注射器上的刻度讀出氣體體積V，用氣體體壓強傳感器記錄氣體壓強p，研究氣體壓強和體積的關系。（1）關于本實驗過程中的說法正確的是______。A．需要用天平測出注射器活塞的質量，并將注射器豎直固定在鐵架臺上B．推拉活塞時，為了穩(wěn)定，手要握住注射器筒C．推拉活塞時，為了讀數(shù)準確，動作要快D．活塞和針筒之間的摩擦并不影響壓強的測量（2）實驗之前，在注射器的內壁和活塞之間涂一些潤滑油，除了可以減小兩者之間的摩擦之外，主要作用是______。（3）某同學在做實驗時，按實驗要求組裝好實驗裝置，然后按實驗要求推動活塞，使注射器內空氣體積發(fā)生變化，實驗數(shù)據(jù)如下表所示，請在圖中作出V與的關系圖像。____序號1234567V/mL181614121086p/（）1.0381.1601.3111.5121.7842.1782.793/（）0.9630.8620.7630.6610.5610.4590.358（4）根據(jù)圖像可知軟管中氣體的體積為______mL（結果保留兩位有效數(shù)字）。（5）另一小組在做此實驗時，將注射器活塞置于刻度為10mL處，然后將注射器連接壓強傳感器并開始實驗，氣體體積V每增加1mL測一次壓強p，最后得到如圖所示的圖像。由此可推斷圖線彎曲的可能原因是在實驗過程中______。A．注射器內氣體溫度升高

B．注射器內氣體溫度降低C．注射器中有異物

D．連接軟管中存在氣體第二章氣體、固體和液體第2節(jié)氣體等溫變化（第二課時）實驗：探究氣體等溫變化的規(guī)律【核心素養(yǎng)目標】物理觀念知道什么是等溫變化.科學思維會測量氣體的壓強與體積，能作出氣體的p－V圖像、p－eq\f(1,V)圖像，并通過圖像得出等溫情況下p、V的關系．科學探究經歷探究一定質量的氣體在溫度不變的情況下，氣體的壓強與體積的實驗過程學會設計實驗觀察現(xiàn)象分析結果歸納總結的科學探究方法?？茖W態(tài)度與責任通過氣體等溫變化的規(guī)律知識應用的實例，感受物理中科學技術與社會的緊密聯(lián)系，體會科學知識的應用價值，進一步增強學生的學習動力和科學意識。一、實驗目的探究一定質量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積變化時的關系．二、研究對象(系統(tǒng))注射器內被封閉的氣體．三、實驗方法采用控制變量法，控制氣體質量和溫度不變，研究氣體壓強與體積的關系．四、實驗原理在保證密閉注射器中氣體的質量和溫度不變的條件下，通過改變密閉注射器中氣體的體積，由壓力表讀出對應氣體的壓強值，進而研究在恒溫條件下氣體的壓強與體積的關系．五、實驗器材帶鐵夾的鐵架臺、注射器、柱塞(與壓力表密封連接)、壓力表、橡膠套、刻度尺．六、物理量的測量1.如圖所示組裝實驗器材．2．利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，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．3．把柱塞緩慢地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強的幾組數(shù)據(jù)．空氣柱的長度l可以通過刻度尺讀取，空氣柱的長度l與橫截面積S的乘積就是它的體積V.空氣柱的壓強p可以從與注射器內空氣柱相連的壓力表讀取．七、數(shù)據(jù)分析1．作p－V圖像以壓強p為縱坐標，以體積V為橫坐標，用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，繪出等溫曲線，如圖所示．觀察p－V圖像的特點看能否得出p、V的定量關系．2．作p－eq\f(1,V)圖像以壓強p為縱坐標，以eq\f(1,V)為橫坐標，在坐標紙上描點．如果p－eq\f(1,V)圖像中的各點位于過原點的同一條直線上(如圖)，就說明壓強p跟eq\f(1,V)成正比，即壓強與體積成反比．如果不在同一條直線上，我們再嘗試其他關系．3．實驗結論：一定質量的某種氣體，在溫度不變的情況下，其壓強與體積的倒數(shù)成正比．八、注意事項1．改變氣體體積時，要緩慢進行．2．實驗過程中，不要用手接觸注射器的外壁．3．實驗前要在柱塞上涂抹潤滑油．4．讀數(shù)時視線要與柱塞底面平行．5．作p－eq\f(1,V)圖像時，應使盡可能多的點落在直線上，不在直線上的點應均勻分布于直線兩側，偏離太大的點應舍棄．針對訓練一、實驗題1．（1）如圖甲所示，用一個帶有刻度的注射器及計算機輔助系統(tǒng)來探究氣體壓強與體積的關系，實驗中所研究的對象是___________，應保持不變的物理量是___________和___________，它的體積可從___________直接讀出，它的壓強由圖中的壓強傳感器等計算機輔助系統(tǒng)得到。（2）某同學在做“氣體的壓強與體積的關系”實驗中，測得的實驗數(shù)據(jù)在計算機屏幕上顯示如下表所示，仔細觀察“p·V”一欄中的數(shù)值，發(fā)現(xiàn)越來越小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是___________。序號V/mLp/（×105Pa）p·V/（×105Pa·mL）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力越來越大B．實驗時環(huán)境溫度升高了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器內的氣體向外發(fā)生了泄漏（3）某同學在一次實驗中，計算機屏幕顯示如圖乙所示，其縱坐標表示封閉氣體的壓強，則橫坐標表示的物理量是封閉氣體的___________。A．熱力學溫度TB．攝氏溫度tC．體積VD．體積的倒數(shù)（4）如果由注射器的滿刻度處開始推動活塞，記錄刻度值V，同時記錄對應的由計算機顯示的氣體壓強值p，用V-圖像處理實驗數(shù)據(jù)，得出圖丙所示的圖線，如果實驗操作規(guī)范正確，那么V0代表___________。（5）某同學實驗時緩慢推動活塞，并記錄下每次測量的壓強p與注射器刻度值V。在實驗中出現(xiàn)壓強傳感器軟管脫落，他重新接上后繼續(xù)實驗，其余操作無誤。若該同學用軟管脫落前測得的實驗數(shù)據(jù)在圖丁中畫出了V-圖線，則在圖丁中大致畫出可能的、符合軟管脫落后測得的實驗數(shù)據(jù)的那部分V-圖線。()【答案】

封閉在注射器內的氣體

溫度

氣體質量

注射器刻度

D

D

注射器與壓強傳感器連接部分的氣體體積

【解析】（1）[1]實驗中所研究的對象是封閉在注射器內的氣體；[2][3][4]實驗的條件是溫度不變、氣體質量一定，研究氣體壓強和體積的關系，體積可從注射器刻度直接讀出。（2）[5]A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大，不會影響氣壓與體積，故A錯誤；B．實驗時環(huán)境溫度升高了，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=C，pV乘積變大，故B錯誤；C．封閉氣體壓強與外界大氣壓強無關，故C錯誤；D．實驗時若注射器內的氣體向外發(fā)生了泄漏，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=C，常數(shù)C與質量有關，變小，則pV乘積減小，故D正確。故選D。（3）[6]根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程=C，并結合題目可知，圖像是過原點的直線，即橫坐標表示的物理量是封閉氣體體積的倒數(shù)，故選D。（4）[7]實驗時氣體的實際體積比注射器刻度值V大于V0，根據(jù)p（V＋V0）=CC為定值，則V=-V0如果實驗操作規(guī)范正確，但如題圖丙所示的V-圖線不過原點，則V0代表注射器與壓強傳感器連接部位的氣體體積。（5）[8]根據(jù)pV=C可知V=，當氣體質量不變時V與成正比，當氣體質量發(fā)生改變后（質量變小），V與還是成正比，但此時的斜率發(fā)生變化，即斜率比原來小，故畫出脫落后測得的實驗數(shù)據(jù)的那部分V-圖線，如圖所示。2．圖（a）是“用DIS研究在溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積關系”的實驗裝置。（1）關于該實驗的操作，下列說法正確的有________；A．柱塞上應該涂潤滑油

B．應緩慢推拉柱塞C．用手握注射器推拉柱塞

D．改變體積后要快速記錄壓強數(shù)據(jù)（2）實驗中，連接注射器與壓強傳感器之間軟管內的氣體不可忽略。移動活塞，多次記錄注射器上的體積刻度和壓強傳感器讀數(shù)，繪出的圖像可能為()A．B．C．D．【答案】

AB##BA

C【解析】（1）[1]A．為了減小柱塞與氣缸之間的摩擦對實驗結果的影響，應在柱塞上涂上潤滑油，故A正確；BC．為了保證柱塞在移動的過程中，氣缸內的氣體盡可能做等溫變化，應緩慢推拉柱塞，且手不能握注射器推拉柱塞，故B正確，C錯誤；D．每次推拉柱塞改變氣體體積后，要待氣體穩(wěn)定后再進行讀數(shù)，故D錯誤。故選AB。（4）[2]由于連接注射器與壓強傳感器之間的軟管內的氣體不可忽略，當壓強增加后，連接部分軟管內的氣體體積也減小，但連接部分體積未變，則注射器中有氣體進入連接部分，相當于注射器漏氣，當減小時，增大，隨之增加的程度不是線性關系，當越小時，壓強越大，進入軟管內的氣體越多，壓強增加的程度越小，斜率越小，故繪出的圖像可能為C。故選C。3．在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗中，利用注射器選取一段空氣柱為研究對象，如圖所示，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。（1）在實驗過程中，空氣柱的體積變化不要太快的原因是___________；在移動柱塞的過程中，正確的操作是___________。（2）在溫度不變的情況下，得到壓強p與體積V成反比的結論，你對這一結論的微觀解釋是：___________?！敬鸢浮?/p>

為保持溫度不變

緩慢地向下壓或向上拉

溫度保持不變，分子的平均動能一定；體積減小，分子數(shù)的密度增大，壓強增大【解析】（1）[1][2]為了使溫度變化可以忽略不計，即保持溫度不變，空氣柱的體積變化不能太快。具體操作是緩慢地向下壓或向上拉活塞。（2）[3]微觀上，壓強由分子平均動能和分子數(shù)的密度決定，則溫度保持不變，分子的平均動能一定，而體積減小，分子數(shù)的密度增大，故壓強增大，反之體積變大則壓強變小。4．小強同學用如圖所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。①他在實驗過程中注射器沒有完全豎直而是略微傾斜，則壓力表讀數(shù)______（單選）。A．偏大

B．偏小

C．沒有影響②下列實驗操作，正確的有______（單選）。A．柱塞上應該涂油以更好地密封氣體B．應快速推拉柱塞以避免氣體與外界熱交換C．用手握住注射器推拉柱塞以使裝置更加穩(wěn)定【答案】

C

A【分析】理解氣體壓強的特點；熟悉正確的實驗操作步驟。【解析】①[1]壓力表測量的是注射器中氣體的壓強，同一個容器內氣體壓強處處相等，所以實驗過程中注射器沒有完全豎直對壓力的測量沒有影響，故C正確。故選C。②[2]A．柱塞上涂油是為了避免漏氣，即更好地密封氣體，故A正確；B．推拉柱塞時要緩慢進行，讓氣體更好的與空氣進行熱交換，避免引起氣體溫度的變化，故B錯誤；C．用手握住注射器會改變注射器內氣體的溫度，故C錯誤。故選A。5．用如圖（a）所示的裝置探究“氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗，操作步驟如下：①在活塞上均勻涂抹潤滑油，把活塞移至注射器適當刻度處；②逐一連接注射器、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機；③推動活塞，記錄多組注射器內氣體的體積V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p。（1）實驗完成后，計算機屏幕上顯示出如圖（b）所示的p-V圖線（其中實線是實驗所得圖線，虛線為一支參考雙曲線）。仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，該圖線與玻意耳定律不夠吻合，造成這一現(xiàn)象的可能原因是：_______；（2）實驗中，連接注射器與壓強傳感器之間軟管內的氣體不可忽略，作出的圖像可能為_______；（3）用獲得的數(shù)據(jù)繪制圖像，如圖（c）所示，則連接注射器與壓強傳感器之間軟管內氣體的體積為_______。【答案】

實驗時環(huán)境溫度降低了或注射器內的空氣向外泄漏

C

V1【解析】（1）[1]當V減小時，圖線逐漸偏離雙曲線，即pV值逐漸減小，造成這一現(xiàn)象的可能原因是實驗時環(huán)境溫度降低了或注射器內的空氣向外泄漏。（2）[2]由于連接注射器與壓強傳感器之間軟管內的氣體不可忽略，當壓強增加后，軟管內的氣體體積也減小，但軟管的體積未變，則注射器中有氣體進入軟管，相當于注射器漏氣，當V減小時，增大，p隨之變化時不是線性關系，當V越小時，壓強越大，進入軟管內的氣體越多，壓強增加程度越小，斜率越小，故作出的圖像可能為C。（3）[3]設連接注射器與壓強傳感器之間軟管內氣體的體積為V0，根據(jù)玻意耳定律有p（V+V0）=C則有由圖（c）可知，當為0時，，帶入上式可得V0=V16．“用DIS研究在溫度不變時，一定質量氣體壓強與體積關系”的實驗裝置如圖所示。（1）保持溫度不變，封閉氣體的壓強用______傳感器測量，體積由______讀出。實驗前是否需要對傳感器進行調零？______（選填：“是”或“否”）（2）某次實驗中，數(shù)據(jù)表格內第2次～第8次壓強沒有點擊記錄，但其它操作規(guī)范。根據(jù)表格中第1次和第9次數(shù)據(jù)，推測出第7次的壓強，其最接近的值是______次數(shù)123456789壓強100.1p7179.9體積181716151413121110A．

B．

C．

D．（3）若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積不可忽略，則封閉氣體的真實體積為______。從理論上講圖像可能接近下列哪個圖？______【答案】

壓強

注射器刻度

否

C

D【解析】（1）[1][2]根據(jù)實驗原理，結合實驗設計，在保持溫度不變情況，用壓強傳感器測量氣體的壓強；用注射器刻度來讀作氣體的體積，記作V。[3]壓強傳感器使用前不需要調零。（2）[4]根據(jù)玻意耳定律，一定質量氣體，壓強與體積成反比；而實驗數(shù)據(jù)，第1次和第9次數(shù)據(jù)，它們的壓強與體積乘積，也正好近似相等，因此第7次的壓強故選C。（3）[5]在軟管內氣體體積不可忽略時，被封閉氣體的初狀態(tài)的體積為。[6]由可知即設則原式變形為圖線的斜率為隨著的變大，斜率逐漸變小。故D正確；ABC錯誤。故選D。7．“用DIS研究在溫度不變時，一定質量氣體壓強與體積關系”的實驗裝置如圖所示。（1）保持溫度不變，封閉氣體的壓強p用_________傳感器測量，體積V由注射器_________讀出。實驗前是否需要對傳感器進行調零？_________（選填：“是”或“否”）。（2）（單選）某次實驗中，數(shù)據(jù)表格內第2次~第8次壓強沒有點擊記錄，但其它操作規(guī)范。根據(jù)表格中第1次和第9次數(shù)據(jù)，推測出第7次的壓強，其最接近的值是()次數(shù)123455789壓強p/kPa100.1179.9體積V/cm3181716151413121110A．128.5kPa

B．138.4kPa

C．149.9kPa

D．163.7kPa（3）（單選）若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積不可忽略，則封閉氣體的真實體積為。從理論上講圖像可能接近下列哪個圖？()A．B．C．D．【答案】

壓強

刻度

否

C

D【解析】（1）[1]封閉氣體的壓強p用壓強傳感器測量。[2]體積V由注射器刻度讀出[3]壓強傳感器需要校準，不需要調零。（2）[4]根據(jù)玻意耳定律可知解得故選C。（3）[5]若考慮到連接注射器與傳感器的軟管內氣體體積不可忽略，則封閉氣體的真實體積為，根據(jù)玻意耳定律可知解得則應該是一條過原點的正比例直線，則圖像應該比原圖線向右彎曲偏移。故選D。8．某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。（1）關于該實驗，下列說法正確的是___________A．實驗前應將注射器的空氣完全排出B．空氣柱體積變化應盡可能的快些C．空氣柱的壓強隨體積的減小而減小D．作出的圖像可以直觀反映出p與V的關系（2）為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進行了兩次實驗，得到的圖像如圖乙所示，由圖可知兩次實驗氣體的溫度大小關系為T1___________T2（選填“<”“=”或“>”）。（3）為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關系，應作出___________（選填“”或“”）圖像。對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內該圖線是一條___________線，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。（4）另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖丙所示，若實驗操作規(guī)范正確，則圖線不過原點的原因可能是___________?！敬鸢浮?/p>

D

>

過原點的傾斜直線

連接壓力表的橡膠塞和注射器前端接口之間有氣體【解析】（1）[1]A．實驗是以注射器內的空氣為研究對象，所以實驗前注射器內的空氣不能完全排出，故A錯誤；B．空氣柱的體積變化不能太快，要緩慢移動注射器保證氣體溫度不變，故B錯誤；C．氣體發(fā)生等溫變化，空氣柱的壓強隨體積的減小而增大，故C錯誤；D．圖像是一條傾斜的直線，作出圖像可以直觀反映出p與V的關系，故D正確。故選D。（2）[2]在圖像中，根據(jù)，即，可知離坐標原點越遠的等溫線溫度越高，故。（3）[3]由玻意耳定律可知一定質量的理想氣體溫度不變時，壓強與體積成反比，故為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關系，應作出圖像。[4]如果在誤差允許范圍內該圖線是一條過原點的傾斜直線，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。（4）[5]另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出像如題圖丙所示，若他們的實驗操作無誤，造成圖像不過原點的原因可能是試管中的氣體的體積小于實際的封閉氣體的體積，結合實驗器材可知，實驗時未考慮注射器前端與橡膠塞連接處的氣體。9．某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來探究一定質量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。（1）關于該實驗，下列說法正確的是()A．實驗前應將注射器的空氣完全排出B．空氣柱體積變化應盡可能的快些C．空氣柱的壓強隨體積的減小而減小D．作出的圖象可以直觀反映出p與V的關系（2）為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律，他們進行了兩次實驗，得到的圖象如圖乙所示，由圖可知兩次實驗氣體的溫度大小關系為T1________T2（選填“<”“＝”或“>”）。（3）為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關系，應作出_____________選填“”或“”圖象。對圖線進行分析，如果在誤差允許范圍內該圖線是一條_________________線，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。（4）另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖丙所示，若實驗操作規(guī)范正確，則圖線不過原點的原因可能是_________________，圖乙中的代表_________________?！敬鸢浮?/p>

D

>

過原點的傾斜直線

注射器前端與橡膠塞間有氣體

注射器前端與橡膠塞間氣體的體積【解析】（1）[1]A．實驗是以注射器內的空氣為研究對象，所以實驗前注射器內的空氣不能完全排出，故A錯誤；B．空氣柱的體積變化不能太快，要緩慢移動注射器保證氣體溫度不變，故B錯誤；C．氣體發(fā)生等溫變化，空氣柱的壓強隨體積的減小而增大，故C錯誤；D．圖像是一條傾斜的直線，作出圖像可以直觀反映出p與V的關系，故D正確。故選D。（2）[2]在圖像中，根據(jù)，即，可知離坐標原點越遠的等溫線溫度越高，故。（3）[3]由玻意耳定律可知一定質量的理想氣體溫度不變時，壓強與體積成反比，故為了能最直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關系，應作出圖像。[4]如果在誤差允許范圍內該圖線是一條過原點的傾斜直線，就說明一定質量的氣體在溫度不變時，其壓強與體積成反比。（4）[5][6]另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出像如題圖丙所示，若他們的實驗操作無誤，造成圖像不過原點的原因可能是試管中的氣體的體積小于實際的封閉氣體的體積，結合實驗器材可知，實驗時未考慮注射器前端與橡膠塞連接處的氣體。10．用DIS研究一定質量氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗裝置如圖（a）所示，用一個帶有刻度的注射器及DIS實驗系統(tǒng)來探究氣體的壓強與體積的關系。實驗中氣體的質量保持不變，氣體的體積可直接讀出，氣體的壓強由圖中壓強傳感器等計算機輔助系統(tǒng)得到，請回答下列有關問題。①完成本實驗的基本要求是____。A．在等溫條件下操作B．封閉氣體的容器密封良好C．必須測出所封閉氣體的質量D．氣體的壓強和體積必須用國際單位②甲同學在做本實驗時，按實驗要求組裝好實驗裝置，然后緩慢推動活塞，使注射器內空氣柱從初始體積20.0mL減為12.0mL。實驗共測出五組數(shù)據(jù)，每次體積值直接從注射器的刻度讀出并輸入計算機，同時由壓強傳感器測得對應體積的壓強值。實驗完成后，計算機屏幕上顯示出如下表所示的實驗結果：序號V（mL）p（×105Pa）pV（×105）120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，pV（×105）一欄中的數(shù)值越來越小，造成這一現(xiàn)象的原因可能是____。A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大B．實驗時環(huán)境溫度升高了C．實驗時外界大氣壓強發(fā)生了變化D．實驗時注射器中的空氣向外發(fā)生了泄漏③根據(jù)你在第②題中的選擇，為了減小誤差，你應當采取的措施是：____。④乙同學實驗操作規(guī)范正確，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出如圖（b）所示的圖線，圖線不過坐標原點，則圖中b代表____?！敬鸢浮?/p>

AB##BA

D

在注射器活塞上加潤滑油

注射器與壓強傳感器連接處細管內的氣體體積【解析】①[1]AB．本實驗的條件是溫度不變、氣體質量一定，所以要在等溫條件下操作，且注射器密封性要好，故AB正確；C．本實驗研究質量一定的氣體壓強與體積的關系，不需要測量氣體的質量，故C錯誤；D．本實驗研究氣體的壓強和體積的比例關系，單位無須統(tǒng)一為國際單位，故D錯誤。故選AB。②[２]A．實驗時注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大，不會影響壓強與體積，故A錯誤;B．實驗時環(huán)境溫度升高了，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，可得pV乘積變大，故B錯誤;C．封閉氣體壓強與外界大氣壓強無關，故C錯誤；D．實驗時注射器中的空氣向外發(fā)生了泄漏，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，常數(shù)C與氣體質量有關，質量變小，pV乘積減小，故D項正確。③[3]根據(jù)第②問解析可知，在實驗的過程中發(fā)生漏氣，為了防止漏氣，應當在注射器活塞上加潤滑油，來增加注射器的密封性。④[4]根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，畫出的圖線應是過坐標原點的直線。在實際的實驗過程中實驗操作規(guī)范正確，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的如題圖（b）所示的圖線不過坐標原點，該圖線的方程為說明注射器中的氣體的體積小于實際的封閉氣體的體積，結合實驗的器材可知，b代表注射器與壓強傳感器連接處細管內的氣體體積。11．某實驗小組用如圖所示的裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細管與注射器內的空氣柱相連，細管隱藏在柱塞內部未在圖中標明。壓力表中讀取空氣柱的壓強，從注射器旁的刻度尺中讀取空氣柱的長度。（1）為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是____________