2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（物理实验）第三部分热学，机械振动和光学实验专题3.2 气体实验定律实验1.（2020年4月北京西城模拟）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，下列哪些操作不是必需的。

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，最能反映气体做等温变化的规律的是。

【参考答案】（1）B （2）防止玻璃管内的空气温度升高（或保持玻璃管内的空气温度不变）（3）C 【名师解析】（1）由于玻璃管粗细均匀，因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要，选择B。

（2）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，这些要求的目的是防止玻璃管内的空气温度升高（或保持玻璃管内的空气温度不变）。

（3）根据气体等温变化，压强与体积成反比可知最能反映气体做等温变化的规律的是图像C 。

2. （2020年6月北京海淀二模）（6分）如图12所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：① 在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；② 移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V 1和由计算机显示的气体压强值p 1； ③ 重复上述步骤②，多次测量并记录；④ 根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。

（1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是 （选填选项前的字母）。

A ．移动活塞时应缓慢一些 B ．封闭气体的注射器应密封良好 C ．必须测出注射器内封闭气体的质量 D ．气体的压强和体积必须用国际单位（2）为了能最直观地判断气体压强p 与气体体积V 的函数关系，应作出 （选填“p - V ”或“1p V-”）图象。

对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条 线，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。

（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。

环境温度分别为T 1、T 2，且T 1>T 2。

在如图13所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______（选填选项的字母）。

【参考答案】（6分）（1）AB （2分，选对但选不全的得1分） （2）1p V-，过原点的斜直（或正比例函数直） （2分） （3）AC （2分，选对但选不全的得1分）【名师解析】（1）用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，移动活塞时应缓慢一些，以保持气体图12图13B1VC1VDA温度不变，封闭气体的注射器应密封良好，以保持气体质量不变，选项AB 正确；不需要测出注射器内封闭气体的质量，由于气体的压强和体积成反比关系，所以只要单位相同即可，选项CD 错误。

（2）由于气体的压强和体积成反比关系，为了能最直观地判断气体压强p 与气体体积V 的函数关系，应作出 “1p V-”图象。

对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的斜直线，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。

（3）环境温度分别为T 1、T 2，且T 1>T 2。

可能正确反映相关物理量之间关系的p - V 图像是A ；由pV/T=C ，可知“1p V-”图象的斜率与热力学温度T 成正比，所以可能正确反映相关物理量之间关系的p – 1/V 图像是C 。

3.（10分）（2020上海宝山期末）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”的实验中： （1）所需的实验器材有：注射器、计算机、__________和 __________。

实验中移动活塞要缓慢，这是为了_____________________。

（2）某同学将注射器活塞置于中间刻度处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V 每减小2ml 测一次压强p ，实验数据记录在下表中：观察表中p 和V 的乘积pV ，发现随着气体体积的减小，pV 逐渐__________，造成这个结果的可能原因有：___________________________________________________。

（3）若实验时不小心在注射器中混有异物，而在输入体积值时未考虑这个因素，则实验结果的p -V 图线可能为（ ）（图中实线是实验所得图线，虚线是考虑异物体积后得到的一根双曲线）。

（A ）pO（B ）pO（C ）pO（D ）pO【参考答案】（1）数据采集器（1分）；压强传感器（1分）；保持气体的温度不变（2分）（2）减小（2分）；输入气体体积时未加上注射器与压强传感器连接部位的气体体积或实验时注射器内的气体向外发生了泄漏。

（每说对1一种可能性得1分，共2分）（3）A（2分）【名师解析】（1）所需的实验器材有：注射器、计算机、数据采集器和压强传感器。

实验中移动活塞要缓慢，这是为了保持气体的温度不变。

（2）观察表中p和V的乘积pV，发现随着气体体积的减小，pV逐渐减小，造成这个结果的可能原因有：输入气体体积时未加上注射器与压强传感器连接部位的气体体积或实验时注射器内的气体向外发生了泄漏。

（3）若实验时不小心在注射器中混有异物，而在输入体积值时未考虑这个因素，则实验结果的p-V图线可能为图A。

4.（10分）（2020上海崇明一模）“用DIS研究在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图所示。

（1）保持温度不变，封闭气体的压强p用传感器测量，体积V由读出。

实验前是否需要对传感器进行调零？（选填：“是”或“否”）（2）（单选）某次实验中，数据表格内第2次～第8次压强没有点击记录，但其它操作规范。

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 p7179.9体积V/cm318 17 16 15 14 13 12 11 10 A．128.5kPa B．138.4kPa C．149.9kPa D．163.7kPa（3）（单选）若考虑到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。

从理论上讲p﹣图象可能接近下列哪个图？【思路分析】（1）由实验原理，结合实物图，即可判定；（2）根据一定质量气体，等温变化下，压强与体积的乘积不变，即可求解；（3）在软管内气体体积△V不可忽略时，分别分析两个状态下的状态参量，根据等温变化可列出方程，利用极值法即可得知所要的结果。

【名师解析】（1）根据实验原理，结合实验设计，在保持温度不变情况，用压强传感器测量气体的压强；用注射器刻度来读作，气体的体积，记作V；压强传感器需要校准，不需要调零。

（2）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p7＝kPa＝150kPa，故C正确；（3）在软管内气体体积△V不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为V0+△V，压强为P0，末状态的体积为V+△V，压强为P，由等温变化有：P0（V0+V）＝P（V0+V′）解得：P＝P0（）当式中的V趋向于零时，有：P＝P0（）即该双曲线的渐近线方程是：P＝P0（），故D正确，ABC错误；【参考答案】（1）压强；注射器刻度；否；（2）C；（3）V0+V；D。

【关键点拨】学习中要注意掌握气体的状态方程，熟悉应用状态方程解答问题的一般步骤及注意事项，解答问题时，首先要确定气体的状体，分析状态参量，选取合适的方程进行解答。

在涉及到的实验中，要明确实验的要求和注意事项，像该试验，为了保证气体的温度不发生变化，就应注意两点，一是不能用手握住注射器的前端，二是推拉活塞时要缓慢。

5．（2020上海青浦模拟）（10分）为了测量所采集的某种植物种子的密度，一位同学进行了如下实验：（1）取适量的种子，用天平测出其质量，然后将几粒种子装入注射器内；（2）将注射器和压强传感器相连，然后缓慢推动活塞至某一位置，记录活塞所在位置的刻度V，压强传感器自动记录此时气体的压强p；（3）重复上述步骤，分别记录活塞在其它位置的刻度V和记录相应的气体的压强p；（4）根据记录的数据，作出﹣V图线，并推算出种子的密度。

（1）根据图线，可求得种子的总体积约为 5.6 （±0.2）ml（即cm3）。

（2）如果测得这些种子的质量为7.86×10﹣3kg，则种子的密度为 1.40×103（±0.2×103）kg/m3。

（3）如果在上述实验过程中，由于操作不规范，使注射器内气体的温度升高，其错误的操作可能是手握住了注射器内的封闭气体部分、没有缓慢推动活塞。

这样操作会造成所测种子的密度值偏小（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

【思路分析】（1）注射器中的气体发生的是等温变化，根据玻意耳定律，PV＝C，所以气体体积趋向于0时，P趋向于无穷大。

从﹣V图象知，横轴截距表示种子的体积；（2）根据密度公式求出密度；（3）当气体温度升高，气体的体积趋于膨胀，更难被压缩，所作的﹣V图线与横轴的交点将向右平移，V V0 1/p 0 1/p图（a ） 图（b ）所测种子体积偏大，密度偏小。

【名师解析】（1）根据玻意耳定律，PV ＝C ，当趋向于0，则气体体积趋向于0，从﹣V 图象知，横轴截距表示种子的体积为：5.6 （±0.2）ml 。

（2）密度为：ρ＝＝＝1.40×103kg/m 3ρ＝1.40×103（±0.2×103）kg/m 3（3）注射器内气体的温度升高，其错误的操作可能是：手握住了注射器内的封闭气体部分、没有缓慢推动活塞；当气体温度升高，气体的体积趋于膨胀，更难被压缩，所作的﹣V 图线与横轴的交点将向右平移，所测种子体积偏大，密度偏小。

【参考答案】：（1）5.6 （±0.2）；（2）1.40×103（±0.2×103）；（3）手握住了注射器内的封闭气体部分；没有缓慢推动活塞；偏小。

【点评】解决本题的关键是掌握图象截距的含义，如在此图中，横轴截距就表示种子的体积。

6．（10分）（2020上海长宁区质检）“用DIS 研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，实验装置如右图。

（1）保持温度不变，封闭气体的压强p 用____________测量，其体积V 由________读出。

（2）小红按实验步骤开始实验，但最后得到p 和V 的乘积逐渐增大。

①由此可推断，她的实验结果可能为下图__________。