2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点71　实验十八　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

考点71实验十八探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系强基固本对点练1.某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律：(1)在实验中，下列哪些操作是必要的______；A．用橡胶塞密封注射器的下端B．用游标卡尺测量柱塞的直径C．读取压力表上显示的气压值D．读取刻度尺上显示的空气柱长度(2)实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管(或注射器)，并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是______；(3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是______．2．某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石子的体积．实验步骤：①将石块装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接；②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积V，同时记录对应的传感器数据；③建立直角坐标系．(1)在实验操作中，下列说法正确的是________；A．图甲中，传感器A为压强传感器B．在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器活塞移至注射器最右端位置C．操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应立即将活塞插入注射器继续实验(2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为________________(选填“eq\f(1,p)”或“p”)；(3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示，若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石块的体积为________；若考虑该误差影响，测得软管容积为V0，则石块的体积为________．3．运用玻意耳定律可以测量小晶体的密度，实验步骤如下：Ⅰ.取适量小晶体，用天平测出质量，然后将小晶体装入注射器内；Ⅱ.缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的容积刻度V1，通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强p1；Ⅲ.重复步骤Ⅱ，记录活塞在另一位置的容积刻度V2和读取相应的气体的压强p2；Ⅳ.处理记录的数据，算出小晶体的密度．测量次数物理量1234p/105Pa0.771.001.251.69V/10－5m31.201.000.850.69(1)为了减小实验误差，现采用作直线图像的方法来处理表格中的实验数据．按此要求，方格图的纵坐标应标明的物理量是________，横坐标则应标明________，根据表格数据在方格图中画出相应图线；(2)如果图线的斜率用k表示，则注射器内小晶体的体积V0与容积刻度V、气体的压强p的关系表达式为：V0＝________；(3)实验测得这些小晶体的质量为6.48×10－3kg，则小晶体的密度为________kg/m3.培优提能模拟练4.[2024·上海浦东新区进才中学模拟]在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图(a)所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图(b)所示两组p­V图线．(1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了______________，为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为________图线；(2)两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是________．A．两组实验环境温度不同B．两组封闭气体的质量不同C．某组器材的气密性不佳D．某组实验中活塞移动太快(3)某小组缓慢推活塞进行实验得到了数据图像①，验证了“玻意耳定律”，请从分子动理论的角度解释这个过程：________________．在这个过程中，理想气体________(选填“吸热”“放热”或“无热交换”).5．[2024·云南省三校联考]如图甲为“探究一定质量的气体在温度保持不变的条件下压强与体积的关系”的装置，导热性能良好的注射器中用橡胶塞和柱塞封闭一段空气柱，空气柱的体积V可以通过刻度读取，空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的气压计读取．把柱塞向下压或向上拉，读取几组空气柱的体积与对应的压强数据．(1)关于该实验操作，下列说法正确的是______．A．推拉柱塞时应尽量缓慢B．推拉柱塞时不可手握注射器筒上空气柱部分C．若实验中橡胶塞脱落，可立即装上并继续本次实验(2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为了直观看出一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的关系，若以p为纵坐标，则应以______(用字母表示)为横坐标建立坐标系并描点作图；在不断压缩气体过程中，将测得的数据在刚才建立的坐标系中描点后用平滑曲线连接，得到的图像如图乙中实线所示，则出现这种情况的可能原因是______________(写出一种即可).

考点71实验十八探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系1．答案：(1)ACD(2)尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变(3)C解析：(1)用橡胶塞密封注射器的下端，是为了封住一定量的气体，A是必要的；没有必要测量柱塞的直径，由于整个过程中，截面不变，知道长度就可以，列方程时，两边可以把截面积消掉，B没必要；读取压力表上显示的气压值，知道初末状态的气压值，C是必要的；读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示空气的体积，D是必要的．(2)尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变．(3)图像中直线比曲线直观，在等温变化中，p与eq\f(1,V)成正比，因此画p­eq\f(1,V)图像，应是一条过坐标原点的倾斜直线，C正确，A、B、D错误．2．答案：(1)AC(2)eq\f(1,p)(3)bb＋V0解析：(1)该气体发生等温变化，从注射器的刻度上读出体积，因此传感器A为压强传感器，A正确；在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应使注射器封住一定量的气体，因此不必将活塞移至注射器最右端，B错误；操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变，C正确；若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，气体的质量发生变化，因此以上数据全部作废，应重新做实验，D错误．(2)做出图像为一条直线，根据玻意耳定律pV＝C，因此x轴应为eq\f(1,p).(3)设石子体积为V1，对一定量的气体，根据玻意耳定律可得p(V－V1)＝C，整理得V＝eq\f(C,p)＋V1，因此可得V1＝b，软管容积为V0不能忽略，则表达式为p(V＋V0－V1)＝C，整理得V＝eq\f(C,p)＋V1－V0，可知V1－V0＝b，故V1＝b＋V0.3．答案：(1)Veq\f(1,p)图线见解析(2)V－eq\f(k,p)(3)2.4×103解析：(1)根据玻意耳定律，有pV＝C，要作直线图像，故作V­eq\f(1,p)图像，即方格图的纵坐标应标明的物理量是V，横坐标则应标明eq\f(1,p)，图像如图所示．(2)注射器中的气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律pV＝C可知气体体积趋向于0时，p趋向于无穷大．从图像知，纵轴截距表示小晶体的体积，故有k＝eq\f(V－V0,\f(1,p)－0)＝p(V－V0)，解得V0＝V－eq\f(k,p).(3)由上面分析可得小晶体的体积为V0＝0.27×10－5m3，小晶体的密度ρ＝eq\f(m,V0)＝2.4×103kg/m3.4．答案：(1)控制气体的温度不发生变化p­eq\f(1,V)或V­eq\f(1,p)(2)AB(3)见解析放热解析：(1)实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化．根据理想气体状态方程eq\f(pV,T)＝C得V＝CTeq\f(1,p)或p＝CTeq\f(1,V)，为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，能较直观的判定该关系，可将图线转化为p­eq\f(1,V)或V­eq\f(1,p)图像．(2)根据pV＝nRT，由曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的p与V的乘积不相等，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同，pV乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，A、B正确；若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，C、D错误．(3)一定质量的理想气体，其分子总数是一个定值，当温度保持不变时，则分子的平均速率也保持不变，当其体积增大几倍时，则单位体积内的分子数变为原来的几分之一，因此气体的压强也减为原来的几分之一；反之若体积减小为原来的几分之一，则压强增大几倍，即压强与体积成反比，这就是玻意耳定律．缓慢推活塞，气体体积减小，外界对气体做功，而温度保持不变则气体内能不变，故气体放热．5．答案：(1)AB(2)eq\f(1,V)漏气(或者环境温度降低)解析：(1)为减小实验误差，推拉柱塞时应尽量缓慢，以防止柱塞移动太快，气体的温度产生变化，A正确；推拉柱塞时不能用手握注射器筒上空气柱部分，以防止空气温度产生变化，B正确；若实验中橡胶塞脱落，气体的质量变化，需重新做实