2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）實驗十九　探究氣體等溫變化的規(guī)律

實驗十九探究氣體等溫變化的規(guī)律考情調(diào)研命題特征探究氣體等溫變化的規(guī)律實驗在新高考

中考查較少，在2023年江蘇卷和2023年

山東卷對本實驗有考查，在2023年考查

兩次，可見對本實驗的考查熱度有所增

加，在備考中還應(yīng)引起足夠重視1.考裝置：通過不同實驗裝

置確定氣體的壓強。2.考操作：實驗操作中的注

意事項。3.考數(shù)據(jù)：計算法、圖像法

某實驗小組用圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。（1）一定質(zhì)量的氣體，在溫度保持不變的情況下，壓強與體積

成

（選填“正比”或“反比”）?！緦嶒灢襟E】（2）在注射器內(nèi)用柱塞封閉一定質(zhì)量的氣體，按圖甲所示的實驗裝

置將實驗器材連接起來。（3）緩慢移動柱塞至某位置，壓力表示數(shù)穩(wěn)定后記錄此時注射器內(nèi)

封閉氣體的體積和壓力表顯示的氣體壓強值。（4）重復(fù)步驟（3），多次測量并記錄。反比【實驗原理】（5）根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論。【注意事項】（6）實驗裝置需用鐵架臺固定，而不能用手握住注射器，并且在實

驗中要緩慢地向下壓或向上拉柱塞的原因是

?

?。保證溫度不發(fā)生

明顯變化

（7）表中是小明同學(xué)測得的a、b、c、d四組實驗數(shù)據(jù)。圖甲中的壓

力表記錄的是測b組數(shù)據(jù)時的狀態(tài)，請將表中數(shù)據(jù)補充完整。abcd壓強p/105Pa0.80

??1.601.90體積V/cm38.06.44.03.40.1250.1560.2500.2941.00

【數(shù)據(jù)處理】

答案：如圖所示【誤差分析】（9）小組同學(xué)重復(fù)小明同學(xué)的實驗步驟得到了如圖丙所示的圖像，

則產(chǎn)生這種現(xiàn)象可能的原因是

（填選項前字母）。A.實驗過程中氣體溫度升高B.實驗過程中氣體溫度降低C.實驗過程中有漏氣現(xiàn)象A

1.實驗步驟與操作（1）組裝實驗器材。（2）注射器兩端有柱塞和橡膠套，管內(nèi)密封一段空氣柱，這段空

氣柱就是我們的研究對象。在實驗過程中，我們可以近似認(rèn)

為空氣柱的質(zhì)量和溫度不變。（3）用手把柱塞向下壓，選取幾個位置，同時讀出刻度尺讀數(shù)與

壓強，記錄數(shù)據(jù)。

2.注意事項（1）適用條件是溫度保持不變，所以操作要緩慢，才能保證溫度

不變。（2）要等到示數(shù)穩(wěn)定之后，再去讀數(shù)。（3）研究對象為一定質(zhì)量的氣體，防止漏氣。

1.（2023·江蘇高考9題）在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實驗中，

實驗裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對象。下列

改變空氣柱體積的操作正確的是

（

）A.把柱塞快速地向下壓B.把柱塞緩慢地向上拉C.在橡膠套處接另一注射器，快速推動該注射器柱塞D.在橡膠套處接另一注射器，緩慢推動該注射器柱塞解析：

探究氣體等溫變化的規(guī)律，要求氣體質(zhì)量一定，橡膠套

可確保密封良好，C、D錯誤；緩慢移動柱塞，保持氣體溫度不

變，A錯誤，B正確。2.（2023·山東高考13題）利用下圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下

氣體壓強與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺

上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器

相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定

后，記錄氣體壓強p和體積V（等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV

之和）。逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如下圖乙

所示。

解析：題圖乙為一條過原點的傾斜直線，說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變的條件下壓強與體積的倒數(shù)成正比，B正確。B

（2）若氣體被壓縮到V＝10.0mL，由圖乙可讀出封閉氣體壓強

為

Pa（保留3位有效數(shù)字）。

2.04×105

（3）某組同學(xué)進(jìn)行實驗時，一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了ΔV，則在

計算pV乘積時，他的計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計

算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而

（選填“增大”

或“減小”）。解析：正確記錄數(shù)據(jù)時p、V的乘積為p（V0＋ΔV），漏

掉ΔV時，該乘積為pV0，則計算結(jié)果之差的絕對值為p·ΔV，由

于ΔV為定值，所以壓強p越大，計算結(jié)果之差的絕對值越大。增大跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.做“用DIS研究溫度不變時氣體的壓強跟體積的關(guān)系”實驗時，緩

慢推動活塞。

注射器內(nèi)空氣體積逐漸減小，多次測量得到如圖所示

的p－V圖線（其中實線是實驗所得圖線，虛線為一條雙曲線，實驗

過程中環(huán)境溫度保持不變）。123456（1）在此實驗操作過程中注射器內(nèi)的氣體分子平均動能

?

（選填“增大”“減小”或“不變”），因為

?

（請簡述理由）。解析：因為實驗過程中環(huán)境溫度保持不變，且是緩慢推

動活塞，所示氣體溫度保持不變，而溫度是分子平均動能的

標(biāo)志，溫度不變，分子平均動能不變；不變見解析123456（2）仔細(xì)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

?。解析：由P－V圖像可知，隨著氣體體積的減小，氣體壓

強增大得比理論值慢，而氣體溫度不變，則可能是氣體壓強

較大時漏出了氣體，致使壓強相比理論值偏小。推動活塞過程中漏了氣體

123456

A

123456

1234562.某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)

律，注射器中密封了一定質(zhì)量的氣體。123456（1）實驗時，為判斷氣體壓強與體積的關(guān)系，

（選填

“需要”或“不需要”）測出空氣柱的橫截面積。解析：設(shè)氣體初狀態(tài)壓強為p1，空氣柱的長度為L1，氣

體末狀態(tài)的壓強為p2，空氣柱長度為L2，空氣柱的橫截面積為

S，根據(jù)玻意耳定律有p1L1S＝p2L2S即實驗需要驗證p1L1＝p2L2故實驗不需要測量空氣柱的橫截面積。不需要123456（2）實驗過程中，緩慢推動活塞，測得多組空氣柱的壓強p和體積

V的數(shù)據(jù)后，為直觀反映壓強與體積之間的關(guān)系，若以p為縱

坐標(biāo)，則應(yīng)以

為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點作圖，作出的圖

線如圖乙所示。

123456

123456（1）實驗中，每次注入水銀時都需要緩慢注入，其目的是

?

?；解析：緩慢注入水銀，目的是保持封閉氣體溫度不變，如果快速注入，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能會增加，溫度會升高，如果緩慢注入，即使氣體溫度瞬間會升高，但很快通過散熱，又會回到原來的溫度，因此是等溫變化。保持

封閉氣體溫度不變

123456（2）根據(jù)上述條件可知，大氣壓強為

cmHg（用所給的字母

表示）；

b

123456

123456

偏大1234564.某實驗小組用注射器和壓強傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變

化時遵循的規(guī)律，實驗裝置如圖甲所示。用活塞和注射器外筒封閉

一定的氣體，其壓強可由左側(cè)的壓強傳感器測得。123456（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是

（填選項前字母）。A.該實驗用等效替代法研究氣體的變化規(guī)律B.實驗時注射器必須水平放置C.注射器內(nèi)部的橫截面積沒必要測量D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，可以不標(biāo)注單位CD

123456解析：該實驗過程中控制氣體的溫度不變，即運用了控制變量法，故A錯誤；實驗時注射器如何放置對實驗結(jié)果沒有影響，故B錯誤；實驗中要探究的是壓強與體積之間的比例關(guān)系，所以不需要測量氣體的體積，注射器內(nèi)部的橫截面積沒有必要測量，故C正確；注射器旁的刻度尺只要刻度分布均勻即可，便于等量的改變體積，可以不標(biāo)注單位，故D正確。123456（2）進(jìn)行實驗操作時，不能推拉活塞過快，其原因是

?

?。解析：如果活塞推拉得過快，氣體的溫度將產(chǎn)生顯著的

變化，實驗誤差將增大。防止封閉

氣體溫度發(fā)生改變

123456（3）該實驗小組首先在甲實驗室進(jìn)行了實驗，下表為記錄的實驗

數(shù)據(jù)，其中有一次記錄的實驗數(shù)據(jù)錯誤，記錄錯誤的是

?

（填錯誤數(shù)據(jù)對應(yīng)的實驗序號）。實驗序號12345封閉氣柱長度L/cm12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱壓強p/

（105Pa）1.011.091.191.331.905

123456解析：由實驗數(shù)據(jù)可知氣柱長度與氣柱壓強的乘積基本恒定，前四組數(shù)據(jù)符合得很好，乘積在11.9～12.12之間，第5組數(shù)據(jù)的乘積較大，為15.2，說明第5組數(shù)據(jù)記錄錯誤。123456

①

解析：氣體壓強與氣體的溫度有關(guān)，一定量的氣體，在相同體積下，溫度越高，壓強越大，故圖像①是在溫度稍高的乙實驗室中測量獲得的。123456

123456（1）關(guān)于該實驗，下列說法正確的是

（填選項前字母）。A.柱塞上涂抹適量潤滑油主要是為了減小柱塞與注射器之間的摩擦力B.為方便推拉柱塞，最好是用手握緊注射器再推拉柱塞C.實驗中應(yīng)緩慢推拉柱塞，且待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后再記錄數(shù)據(jù)C

123456

123456（2）圖乙中圖線向上彎曲的原因可能是在實驗過程中

（填

選項前字母）。A.注射器內(nèi)的氣體溫度升高B.注射器內(nèi)的氣體溫度降低C.注射器有漏氣現(xiàn)象D.注射器有進(jìn)氣現(xiàn)象AD

123456

123456（3）某次實驗過程中，得到了如圖丙所示不過原點的圖像，如果

實驗操作規(guī)范，圖丙中的V0代表

?

?。在柱塞內(nèi)隱藏的細(xì)管中的

氣體體積

123456

1234566.（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(guān)系，實驗中所研究的對象是

?

，應(yīng)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。封閉在注射

器內(nèi)的氣體溫度氣體質(zhì)量注射器刻度

解析：實