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第74 讲 热学实验
1．（2025·河北·高考真题）自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣
机水位检测结构如图1 所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感
线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定
振荡电路的频率
来确定水位高度。
某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。
(1)研究集气室内气体压强与体积的关系
①洗衣桶内水位H 一定时，其内径D 的大小 （填“会”或“不会”）影响集气室内
气体压强的大小。
②测量集气室高度
、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H 和集气
室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H 和h 数据如下表所示。
15.00
20.00
25.00
30.00
35.00
40.00
45.00
50.00
0.33
0.40
0.42
0.52
0.61
0.70
0.78
0.87
实验中使用同一把刻度尺对H 和h 进行测量，根据数据判断，测量 （填“H”或
“h”）产生的相对误差较小。
③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V 与
的关系曲线，如图2 所示。图中拟合直线
的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记
录准确，则该延长线不过原点的主要原因是
真题演练
1
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(2)研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的
图像，u 的频率即为
振荡电路的频率。
振荡电路的频率f 与线圈自感系数L、电
容C 的关系是
，则图中 （填“甲”或“乙”）对应的水位较高。
【答案】(1) 不会
见解析
(2)乙
【详解】（1）①[1]集气室内气体压强等于桶内水位高度H 和集气室进水高度的高度差产生
的压强和大气压强之和，根据
可知其内径D 的大小不会影响影响集气室内气体压
强的大小；
[2]
②
由于实验中使用同一把刻度尺进行测量，分度值相同，根据数据分析，桶内水位高度
明显大于集气室内进水高度
，所以测量桶内水位高度
产生的相对误差较小；
[3]
③
该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计，导致集气室
气体体积
相比于实际气体体积偏小。
（2）桶内水位高度
越大，集气室内气体压强越大，铁芯进入电感线圈的长度越大，电感
线圈的自感系数越大，根据
可知
震荡电路的周期越大，所以图3 中乙对应
的水位较高。
2
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2．（2025·广西·高考真题）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中（ ）
A．估测油酸分子大小时，油酸分子可以视为球形
B．油膜的形状稳定后，油酸分子仍然在做热运动
C．计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形
D．与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜
【答案】AB
【详解】A．在油膜法测分子直径的实验中，把油膜看成单分子油膜，且分子紧密排列。由
于分子形状复杂，为简化计算，通常将其视为球形模型，油膜的厚度可以近似看成是球形分
子的直径，故A 正确；
B．分子在永不停息地做无规则热运动，与宏观物体是否处于稳定状态无关。油膜稳定时，
油酸分子仍然在做热运动，故B 正确；
C．在计算油膜面积时，为了更准确地估算油膜的面积，对于周边不完整的格子，大于半格
记为一个单位面积，小于半格的不计面积，而不是不完整的格子不计面积，故C 错误；
D．酒精可以溶解油酸，使油酸更容易在水面上展开形成单分子油膜，所以实验时加酒精比
不加酒精更好地展开油膜，故D 错误。
故选AB。
（2024·上海·高考真题）物质性质
实验是人类认识物质世界的宏观性质与微观结构的重要手段之一，也是物理学研究的重要方
法。
3．通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有一定质量气体的注射器
和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓慢下降，记录多组气体
温度和体积的数据。
（1）不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是
3
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A．
B．
C．
D．
（2）下列有助于减小实验误差的操作是
A．实验前测量并记录环境温度 B．实验前测量并记录大气压强
C．待温度读数完全稳定后才记录数据 D．测量过程中保持水面高于活塞下端
【答案】3．C 4． A D
【解析】3．通过“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验可推测油酸分子的直径约为
或
，故选C。
4．（1）[1]实验过程中压强不变，根据
可得
可知，在压强不变的情况下，气体体积与热力学温度成正比，与摄氏温度成一次函数关系。
故选A。
（2）[2]A．环境温度不影响实验数据，实验前测量并记录环境温度并不能减小实验误差，故
A 错误；
B．本实验压强不变，实验前测量并记录大气压强不能减小实验误差，故B 错误；
C．水温的缓慢下降，则温度的读数会一直缓慢变化，只有水温度和室温相同时，才会完全
稳定，故C 错误；
D．测量过程中保持水面高于活塞下端，则活塞的中气体的温度和水的温度基本一致，可以
减少误差，故D 正确。
故选D。
5．（2023·山东·高考真题）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。
将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管
4
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与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体
压强
和体积
（等于注射器示数
与塑料管容积
之和），逐次增加砝码质量，采集多
组数据并作出拟合曲线如图乙所示。
回答以下问题：
（1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，
一定质量的气体 。
A．
与
成正比 B．
与
成正比
（2）若气体被压缩到
，由图乙可读出封闭气体压强为
（保留3 位
有效数字）。
（3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了
，则在计算
乘积时，他的计
算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随
的增大而 （填
“增大”或“减小”）。
【答案】 B
增大
【详解】（1）[1]在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在
等温情况下，一定质量的气体，
与
成正比。
故选B。
（2）[2]若气体被压缩到
，则有
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由图乙可读出封闭气体压强为
（3）[3]某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了
，则在计算
乘积时，根据
可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随
的增大而增大。
6．（2023·江苏·高考真题）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。
利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是（ ）
A．把柱塞快速地向下压
B．把柱塞缓慢地向上拉
C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞
D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞
【答案】B
【详解】因为该实验是要探究气体等温变化的规律；实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是
尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在
橡胶套处接另一注射器。
故选B。
7．（2025·山东·模拟预测）某实验小组用如图所示的装置来进行“探究气体等温变化的规
律”实验时，需要保持不变的是气体的 ；
A．质量 B．温度 C．体积 D．压强
同时在实验过程中，不需要测出空气柱的横截面积，这体现的物理思想方法是 。
A．转化法 B．极限法 C．理想模型法 D．控制变量法
模拟冲关
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【答案】 AB A
【详解】[1]“探究气体等温变化的规律”，根据玻意耳定律等相关知识，需要保持气体的质量
和温度不变，这样才能探究压强和体积的关系，AB 选项符合题意。
故选 AB。
[2]实验中空气柱的横截面积不变，在探究压强和体积关系时，可将体积与长度建立联系（
，S 不变，V 与L 成正比 ），不需要测S，而改测气体的长度，体现的物理方法是转
化法，故选A。
8．（2025·四川成都·三模）某同学利用图示装置探究一定质量的理想气体在温度不变时压强
p 与体积V 的关系。如图所示，U 形管两端是粗细均匀的细玻璃管，中间是软管。右边玻璃
管上端开口与大气相通，左边带刻度尺的玻璃管上端封闭，其内部用水银封闭一段空气，抬
高U 形管右端，使右侧水银面高于左侧。已知大气压强为
，水银的密度为
，重力加速
度大小为g。
(1)实验步骤如下：
①用两铁架台竖直固定U 形管的左右两管，待管内水银柱稳定时，读出空气柱的长度l 和U
形管左右水银面的高度差h，此时封闭气体的压强p= ；
②缓慢调节U 形管的左右两边，改变U 形管左右水银面的高度差h，记录空气柱长度l；
③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。
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(2)正确实验后，若以p 为横坐标，以 （选填“l”或“
”）为纵坐标，在实验误差允
许范围内，可描绘出一条过原点的直线。
(3)另一同学重复实验，计算了多组p 与l 的乘积，发现p 与l 的乘积随压强p 增大而变小，写
出导致该现象的一个可能原因 。
【答案】(1)
(2)
(3)左端玻璃管密封不严有漏气
【详解】（1）此时封闭气体的压强为p=
（2）气体温度不变，根据理想气体状态方程
可得
可见以p 为横坐标，以
为纵坐标，在实验误差允许范围内，可描绘出一条过原点的直线；
（3）根据理想气体状态方程
知
可见p 与l 的乘积随压强p 增大而减小，即
变小，则可能是气体的物质的量n 变小，故
装置可能漏气。
9．（2025·江西南昌·三模）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将体积为V1的纯油酸配
成总体积为V2的油酸酒精溶液，用注射器取体积为V0的上述溶液，再把它一滴一滴地全部滴
入烧杯，滴数为
。
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(1)此后，图甲中操作正确的顺序可以是B （用字母符号表示）。
(2)把一滴油酸酒精溶液滴入浅盘中，待稳定后得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图乙所示。
图中每个小正方形格的边长为
，则油酸薄膜的面积
；可估算出油酸分子的直径
为 （用
、
、
、
、
表示）。
【答案】(1)DAC
(2) 90a²
【详解】（1）实验过程正确操作步骤如下：
（1）先用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定
体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出油
酸的体积；
（2）往浅盘里倒入约2cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；
（3）用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上；
（4）待薄膜形状稳定后，将玻璃板平放在浅盘上，将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；
（5）将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积和
油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小。
据此可知，实验步骤的正确操作顺序是BDAC。
（2）[1] 由图乙可知，油膜轮廓包围方格数约为90 个
故油酸薄膜的面积为
[2]每滴油酸溶液中含有纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
10．（2025·辽宁·三模）某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温
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变化遵循的规律。
(1)关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积
B．空气柱体积变化应尽可能的快些
C．为保证气密性，实验前应在柱塞上涂润滑油
(2)为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两
次实验，得到的
图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为
（填“<”“=”或“>”）；
(3)如橡胶套内的气体不可忽略，移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V 和压力表读数
p，绘出的
图像可能为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】(1)C
(2)>
(3)C
【详解】（1）A．由于空气柱的横截面积不变，故气体的体积与空气柱长度成正比，所以只
需要测量空气柱长度，就能找到压强与体积的关系，故A 错误；
B．空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动柱塞保证气体温度不变，故B 错误；
C．为了保证气体质量不变，实验前应在柱塞上涂适量润滑油以保证气密性，故C 正确。
故选C。
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（2）根据理想气体状态方程
即
可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有
（3）如果橡胶套内的气体不可忽略，设橡胶套内的气体体积为V0，则有
可得
可知
图像上点与原点连线的斜率为
故随着
的增大，
图像上斜率逐渐减小。
故选C。
11．（2025·河北·模拟预测）某实验小组用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等
温变化时遵循的规律，实验装置如图所示。用活塞和注射器外筒封闭一定的气体，其压强可
由左侧的压强传感器测得。关于该实验，下列说法正确的是（ ）
A．该实验用控制变量法研究气体的变化规律
B．实验时注射器必须水平放置
C．注射器内部的横截面积要测量
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
【答案】AD
【详解】A．该实验过程中控制气体的温度不变，探究压强与体积的关系，即运用了控制变
量法，故A 正确；
B．实验时注射器如何放置对实验结果没有影响，故B 错误；
CD．实验中要探究的是压强与体积之间的比例关系，因注射器截面积相同，所以只需要测量
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气体长度即可，注射器内部的横截面积没有必要测量，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀
即可，可以不标注单位，故C 错误；D 正确。
故选AD。
12．（2025·山西晋城·二模）某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时，一定质量气
体的压强和体积关系。装置如图甲所示。
(1)关于实验要点，下列说法正确的是（ ）
A．活塞上要涂润滑油，以减小摩擦对压强测量的影响
B．推拉活塞时，应用手握住整个注射器，使其不要晃动
C．推拉活塞的时间越短越好
D．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值
(2)环境温度不变，该同学按正确操作先后做了两次实验，得到的两次
的图像如图乙所
示，两次图像斜率不同的原因是 ；
(3)另一同学也用该装置做实验，根据实验测得的多组p 和V，作出
图像如图丙所示，
图像向下弯曲的可能原因有（ ）
A．实验过程中有进气现象
B．实验过程中有漏气现象
C．实验过程中气体温度降低
D．实验过程中气体温度升高
【答案】(1)D
(2)气体质量不同
(3)BC
【详解】（1）A．活塞上要涂润滑油，是为了防止漏气，气体压强由压强传感器测量，活塞
与筒壁的摩擦对压强无影响，故A 错误；
BC．推拉活塞时，不能用手握住整个注射器，要缓慢推拉活塞，以防止气体温度发生改变，
故BC 错误；
D．每次推拉活塞待稳定后，再记录压强值，故D 正确。
故选D。
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（2）由于温度不变，由
可知，图像的斜率不同是因为气体的质量不同。
（3）由
可知，图像向下弯曲斜率变小，则有可能是温度降低或发生了漏气现象。
故选BC。
13．（2025·海南海口·模拟预测）用如图所示实验装置探究一定质量气体等温变化的规律：
(1)下述实验操作正确的是____。
A．为保持气体温度不变，实验中应尽量缓慢推拉柱塞
B．实验前应先测量出柱塞及压力表的总质量
C．为方便推拉柱塞，应用手握紧注射器
D．柱塞移至某位置时，应等待压力表的指针所指刻度稳定时再进行数据记录
(2)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是____。
A．
B．
C．
D．
【答案】(1)AD
(2)D
【详解】（1）A．为保持气体温度不变，实验中应尽量缓慢推拉柱塞， 以防止柱塞移动太
快，气体的温度产生变化，故A 正确；
B．因压强由压力表测得，不是由平衡条件计算出，所以实验前不需要利用天平测量出柱塞
及压力表的总质量，故B 错误；
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C．为了避免气体的温度发生变化，实验中，不能够手握紧注射器，故C 错误；
D．柱塞移至某位置时，应等待压力表的指针所指刻度稳定时再进行数据记录，故D 正确。
故选AD。
（2）A．气体温度不变，由玻意耳定律得
，则
，气体的压强跟气体的体积
成反比。
图象应是双曲线的一支，故A 错误；
B．图线是曲线，但不一定是双曲线的一支，不能直观反映气体的压强与体积成反比，故B
错误；
CD．
应是过原点的直线，故C 错误，D 正确。
故选D。
14．（2025·广东惠州·模拟预测）下列是《普通高中物理课程标准》中列出的两个必做实验，
请按要求完成相关实验内容。
(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，某同学的实验操作如下；
①取体积
的纯油酸配制出体积
的油酸酒精溶液，滴入
滴溶液到量筒，测出其体积为
；
②在浅盘中装入少量水，并在水面上均匀地轻轻撒上少量痱子粉；
③用滴管将1 滴油酸酒精溶液轻轻滴入水面中央，散开后可以看到油酸膜的轮廓，测得油酸
膜面积
。
在实验中，撒上少量痱子粉的作用是 。实验得到油酸膜的；轮廓如图（a）所示，已知
每个小格的面积为
，则
，写出油酸分子直径的表达式
。（用
、
、
、
、S 表示）
(2)某同学利用传感器验证向心力与角速度的关系。如图（b）所示，将力传感器和光电门固
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定，圆盘边缘上固定一竖直的遮光片，将光滑小定滑轮固定在圆盘中心正上方，用一根细绳
跨过定滑轮连接小滑块和力传感器。实验时电动机带动水平圆盘匀速转动，滑块随圆盘一起
转动，力传感器可以实时测量绳的拉力
的大小。某次实验操作如下：
①测得遮光片的宽度
如图（c）所示，
mm。
②测得圆盘半径为
，滑块的转动半径为
。
③测得遮光片经过光电门的遮光时间为
，则滑块做圆周运动的角速度
。（用所
给物理量的符号表示）
④作出
图像如图（d）所示，图线不经过原点，是因为滑块受到圆盘施加的沿圆盘半
径 （选填“向里”或“向外”）的摩擦力
，且最大静摩擦力
N。
【答案】(1) 方便显示出油酸膜的轮廓（清晰边界） 112
(2) 3.960
向里 0.2
【详解】（1）[1] 在实验中，撒上少量痱子粉的作用是方便显示出油酸膜的轮廓（清晰边
界）
[2] 根据图中油膜所形成的面积，不足半格的舍去，超过半格的记为一格，估算得到油膜的
面积有112 格，而由于每一格的边长为1cm，则油酸薄膜的面积为112cm2；
[3] 1 滴酒精油酸溶液中油酸的体积为
直径为
（2）①[1]螺旋测微器精确度为0.01mm，读数为3.5mm+46.0×0.01mm=3.960mm
[2]
③
遮光条通过光电门的瞬时速度的大小
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滑块不滑动时，滑块与圆盘的角速度相同，根据线速度与角速度的关系，滑块做圆周运动的
角速度为
[3][4]
④
滑块受摩擦力提供向心力，则摩擦力沿圆盘半径向里；
根据向心力公式
变形得
由图可知得到最大静摩擦力
N
15．（2025·甘肃平凉·模拟预测）某同学探究气体压强与体积的关系时，利用了如图所示的
装置完成了实验，该同学将注射器与压强传感器通过细软管相连接。实验时，多次用力推动
注射器的活塞，使封闭的气体压缩，读出封闭气体的体积和压强传感器的示数。
(1)为了达到实验目的，实验时应保证气体的 和 不变。
(2)为了使气体的温度不变，下列说法正确的是（ ）
A．实验时，用一只手紧握注射器，另一只手推动活塞
B．实验时，用外力迅速推动活塞
C．实验时，应缓慢地推动活塞
(3)实验时，该同学在不同温度下进行了探究，第一次环境的温度为T1，第二次环境的温度为
T2，已知T1>T2，下列四幅图中可能正确得是（ ）
A．
B．
C．
D．
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(4)如果实验时，描绘得出的
图像的斜率越来越小，其原因为 （写出一条即可）。
【答案】(1) 质量 温度
(2)C
(3)AD
(4)注射器内的气体发生了泄露
【详解】（1）[1][2]实验的目的是探究气体压强与体积的关系，可知，在操作的过程中，需
要保持不变的量是气体的质量和温度。
（2）为了保证封闭气体的温度不变，实验时，不能用手握住注射器，且操作时应缓慢地推动
活塞。
故选C。
（3）AB．由于实验操作和数据处理均正确，同体积情况下，则温度高对应压强大，pV 乘积
较大的是T1，故A 正确，B 错误；
CD．根据理想气体状态方程有
解得
，
显然对于一定值质量的气体，温度越高
图像以及
图像的斜率越大，即图像斜率
大的时T1，故C 错误，D 正确；
故选AD。
（4）
图像的斜率越来越小，则pV 乘积越来越小，根据
可知，n 减少，pV 就会减少，即实验时注射器内的气体发生了泄漏。
16．（2025·安徽蚌埠·三模）图甲为“探究气体等温变化的规律”的实验装置，用细软管将
注射器的小孔与压强传感器连接，管内密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量
气体压强。
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(1)实验时，采集多组数据并绘出图乙所示的
图像。实验过程中，若气体温度保持不变，
对应的图像是曲线 ；若气体温度逐渐升高，则对应的图像是曲线 。（均选填
“①”“②”或“③”）
(2)某同学用不同质量的同种气体在相同温度条件下完成上述实验，绘制出的
图像如图
丙，若图线a、b 的斜率之比为2 1∶，则图线a、b 对应的气体质量之比
。
【答案】(1)
③
②
(2)2 1∶
【详解】（1）[1]根据玻意耳定律
化简可得
故实验过程中，若气体温度保持不变，对应的图像是曲线③；
[2]根据理想气体状态方程
化简可得
则若气体温度逐渐升高，
图像的斜率逐渐增大，则对应的图像是曲线②。
（2）根据
化简可得
则由题意可知
故图线a、b 对应的气体质量之比
17．（2025·重庆·模拟预测）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关
系，将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器与气压计连接，注射器内封闭一定质
量的空气，注射器刻度可测出气体体积（包含橡胶套内气体体积），气压计可测出压强。
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(1)实验操作的过程中，需要保持不变的是封闭气体的（ ）
A．压强
B．温度
C．体积
(2)某实验小组先后进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了
图像，如图乙1、2
图线所示。若两次实验气体的质量相同，则气体温度T1 T2（填“>”、“<”或“=”）；若
两次实验气体的温度相同，则气体质量m1 m2（填“>”、“<”或“=”）。
【答案】(1)B
(2) > >
【详解】（1）实验操作的过程中，要验证温度不变时的压强和体积关系，则需要保持不变的
是封闭气体的温度，故选B。
（2）[1][2]根据
即
第一次的斜率大于第二次的斜率，则若两次实验气体的质量相同，则气体温度T1>T2；若两次
实验气体的温度相同，则气体质量m1>m2。
（2025·上海·模拟预测）一、气体实验
用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。
18．下列说法或操作正确的是（ ）（多选）
19
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A．在注射器柱塞上涂抹润滑油的目的是防止封闭气体泄露
B．推拉活塞时为了稳定，应用手握紧注射器筒的空气柱部分，并迅速推拉活塞改变气体
体积
C．实验过程中应保持周围环境温度不变
D．多测几组
数据，记录并作出
图像，若图像为曲线即可说明
成反比
关系
19．在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强
和体积
的数据并作出
图
线，如果胶管中含有一定质量的气体，作出的图像可能是（ ）
A．
B．
C．
20．在不同温度环境下，另一位同学对相同气体重复了上述实验，实验操作和数据处理均正
确，得到的
图像如图乙所示。两次操作中气体的温度分别为
和
，则
和
的大
小关系为
。（选填“>”、“<”或“=”）
根据所学知识，某物理实验小组制作的下图所示的“饮水鸟”装置，只要面前放一杯水，小
鸟就可以不停地“喝水”。小鸟体内装有某种纯液体，鸟的头部和腹部液面上方只有该液体
处于“饱和”状态的蒸汽。已知该液体为甲、乙中的一种，液体甲和乙处于饱和状态的蒸汽
的压强随温度变化如下图所示。
21．饮水鸟体内应该填充液体 。（选填“甲”或“乙”）
22．饮水鸟处于直立状态时，头部温度一定 腹部。（选填“低于”、“高于”或
20
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“等于”）
【答案】18．AC 19．C 20．
21．甲 22．低于
【解析】18．A．本实验必须保证气体质量一定，在注射器柱塞上涂润滑油可以防止气体漏
气，故A 答案正确；
BC．该实验必须保证气体温度不变，用手紧握或快速推拉活塞会使气体的温度升高，故B 答
案错误，C 答案正确；
D．p-V 图像是双曲线的一支才能说明p、V 图像成反比关系，故D 答案错误；
故选AC。
19．若橡胶管中含有一定质量的气体，由
，解得
，即
图像
为一次函数，纵轴的截距为负，故C 正确；
20．由
可知
，则
图像的斜率
，由题图可知
,则
21．观察饱和汽压 - 温度图像，对于甲液体，其饱和汽压随温度变化比较显著 。“饮水
鸟”工作时需要在较小的温度变化下就能产生明显的饱和汽压变化，这样才能实现液体的流
动等动作。乙液体的饱和汽压随温度变化相对较平缓。所以为了使“饮水鸟”能更灵敏地工
作，饮水鸟体内应该填充液体甲。
22．由饱和汽压与温度的关系可知，同种液体的饱和汽压随温度降低而减小。所以只有头部
温度低于腹部温度时，头部的饱和汽压才会低于腹部的饱和汽压，从而使得液体从腹部流向
头部。
23．（2025·安徽·二模）用图示装置探究玻意耳定律，将一定质量的空气封闭在导热性能良
好的注射器内，注射器与压强传感器相连．
(1)实验时，为判断气体压强与体积的关系， （填“需要”或“不需要”）测出针筒内
空气柱的横截面积；
(2)操作过程中，下列说法正确的是______（填字母）；
A．活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量
21
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B．若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后即可继续实验
C．要用手握住注射器主管以保持其稳定
D．外界大气压强发生变化，不会影响实验结论
(3)实验中通过针筒上的刻度读取了多组气体体积V 和压强传感器采集的压强p，为了得到一
条过原点的直线，应建立
（填“V”或“
”）图像．
【答案】(1)不需要
(2)D
(3)
【详解】（1）因注射器的截面积处处相等，则只需要测出气体的长度即可知道体积关系，则
实验时，为判断气体压强与体积的关系不需要测出针筒内空气柱的横截面积；
（2）A．活塞涂润滑油可减小摩擦增加气密性，但对气体压强的测量没有影响，选项A 错误；
B．若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，则气体的质量已经发生了变化，则不可以再将活塞
塞回针筒继续实验了，选项B 错误；
C．用手握住注射器可能或导致气体温度变化，则实验时不能用手握住注射器主管，选项C
错误；
D．外界大气压强发生变化对内部气体无影响，不会影响实验结论，选项D 正确。
故选D。
（3）实验中通过针筒上的刻度读取了多组气体体积V 和压强传感器采集的压强p，为了得到
一条过原点的直线，根据
即
可知应建立
。
24．（2025·河南三门峡·一模）在“油膜法估测分子大小”的实验中，某同学用滴管吸取体
积浓度为η 的油酸酒精溶液，一滴一滴地滴入量筒，记下体积为V 的油酸酒精溶液的滴数为
N。之后将痱子粉均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取油酸酒精溶液，靠近水面向水面
中央滴入一滴，将带有方格的玻璃板放在浅盘上，待油酸薄膜形状稳定后，用笔将油酸薄膜
的形状画在玻璃板上，根据方格数目，估算出油酸薄膜的面积为S，计算油酸分子直径的表
达式为 。为减小误差，该实验并未直接测量一滴油酸酒精溶液体积，而是记下体积为V
的油酸酒精溶液的滴数为N，下列实验采用了类似方法的是 （填字母）。
A．“用单摆测重力加速度”实验中单摆的周期的测量
22
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B．“用双缝干涉测光的波长”实验中的测量相邻亮条纹间的距离
C．“测定玻璃的折射率”实验中折射角的测量
【答案】
AB
【详解】[1]一滴溶液中油酸的体积为
油酸分子直径的表达式为
[2]A．为了减小误差，该实验并未直接测量1 滴油酸酒精溶液体积，而是用滴管测得N 滴这
种酒精油酸溶液的总体积为V，该方法为累积法，“用单摆测量重力加速度”实验中，单摆
的周期的测量是测量至少30 次全振动的时间，然后用
求解周期，采用的也是累积法，故A
正确。
B．“用双缝干涉实验测量光的波长”实验中相邻亮条纹间的距离的测量，也是测量多个亮
条纹间距，然后求解相邻亮纹间距，采用的也是累积法，故B 正确；
C．“测定玻璃的折射率”实验中折射角的测量没有利用累积法，故C 错误。
故选AB。
25．（2025·新疆·三模）某实验小组用如图甲所示的圆柱形针筒装置探究气体等温变化的规
律。
(1)实验中为了控制气体的质量和温度不变，下列操作正确的是______。
A．快速推动柱塞
B．缓慢推动柱塞
C．用手握住注射器
D．在柱塞上涂抹润滑油
(2)实验中 （选填“需要”或“不需要”）测量空气柱的横截面积。
(3)某小组利用测量得到的数据绘制的p—V 图像如图乙所示，提高环境温度后重复实验，所
23
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得的曲线应位于图乙中曲线a 的 （选填“左下侧”或“右上侧”）。该小组同学由图乙
中的曲线a （选填“能”或“不能”）得出一定质量的气体在温度不变时，气体的压强
与体积成反比。实验小组若想更直观地探究气体等温变化的规律，应绘制某温度下一定质量
气体的 （选填“
”或“
”）图像。
【答案】(1)BD
(2)不需要
(3) 右上侧 不能
【详解】（1）D．为了控制气体质量不变，实验中应在柱塞上涂抹润滑油，故D 正确；
ABC．为了控制气体的温度不变，实验中应缓慢推动柱塞，且不能用手握住注射器，故AC
错误，B 正确。
故选BD。
（2）空气柱的横截面积相等，能够以空气柱的长度间接表示气体的体积，即实验中不需要测
量空气柱的横截面积。
（3）[1]根据理想气体状态方程有
变形得
可知，等温变化过程的
图像为一条双曲线，压强p 与体积V 的乘积能够间接表示温度
高低，可知，提高环境温度后，压强p 与体积V 的乘积增大，则所得的曲线应位于图乙中曲
线a 的右上侧。
[2]根据图乙仅仅知道
图像为一条曲线，并不能够确定其是一条双曲线，可知，由图乙
中的曲线a 不能得出一定质量的气体在温度不变时，气体的压强与体积成反比。
[3]结合上述有
若温度一定，则
为一条过原点的倾斜直线，可知，若想更直观地探究气体等温变化的
规律，应绘制某温度下一定质量气体的
图像。
（2025·上海闵行·二模）气体状态变化
使用注射器和压强传感器探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。下表为小明和小
24
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曹同学对同一空气样本测得的实验数据，操作序号1~5 为小明完成，操作序号5~9 为小曹完
成。
操作
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
压强
185.
1
131.
6
102.
4
84.2
71.1
88.9
114.5
164.
6
244.5
体积
5
7
9
11
13
11
9
7
5
乘
积
925.
5
921.
2
921.
6
926.
2
924.
3
977.
9
1030.
5
1152.
2
1222.
5
26．（1）分析表格的数据可知 （选填：A．小明 B．小曹）的操作有错误。
（2）错误的原因可能是 。
27．将表格数据绘制成右侧
图像，曲线①对应小明的操作，曲线②对应小曹的操作，
在曲线上找到气体的三个状态
、c，其对应坐标如图所示。
（1）在
的过程中
A．活塞对密封气体做正功
B．分子平均动能几乎不变
C．气体分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力增大
25
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（2）气体处于a、c 状态时温度分别为
和
，则可知
。（用图中字母表
示）
（3）在
的过程中，密封气体从外界吸收了热量
（选填：A．小于、
B．等于、C．大于）气体对活塞做的功
。
【答案】26． B 气体的温度升高，即环境温度升高 27． B
大于
【解析】26．[1]根据玻意耳定律知，若实验操作正确，pV 乘积基本保持不变，故分析表格的
数据可知小曹的操作错误，故选B；
[2]根据
可知，pV 乘积变大，可能是气体的温度升高，即环境温度升高。
27．[1] A．在
的过程中，气体体积增大，活塞对密封气体做负功，故A 错误；
B．根据小题1 的分析知，在
的过程中，是等温变化，温度不变，分子平均动能几乎
不变，故B 正确；
C．在
的过程中，气体压强减小，气体体积增大，分子数密度减小，温度不变，气体
分子垂直作用在器壁单位面积上的平均冲击力减小，故C 错误。
故选B。
[2]气体处于a、c 状态时温度分别为
和
，a、c 状态压强相等，根据盖吕—萨克定律可知
[3]在
的过程中，根据热力学第一定律
根据小题1 的分析知，温度升高
即
，故密封气体从外界吸收的热量
大于气体对活塞做的功
。
28．（24-25 高二下·河北邯郸·阶段练习）晓宇在验证玻意耳定律时，利用如图所示的装置进
行了验证。晓宇将注射器的下端用胶塞塞住，沿竖直方向固定在铁架台上，柱塞上端与压力
表相接，现用柱塞将一定质量的气体封闭在注射器中，已知注射器密封性以及导热性能良好。
现用外力缓慢地向下压柱塞，同时记录封闭气体的压强
以及封闭气体的体积
，通过所学
26
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知识回答下列问题：
(1)下列对该实验的理解正确的是________（填字母）。
A．柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小会影响到实验结果的准确性
B．处理实验数据时，
、
必须用国际单位制
C．实验时，不能用手握注射器
(2)实验时，如果快速地向下压柱塞，则气体的温度应 （填“升高”、“不变”或
“降低”）；如果密封性不好，操作时有气体泄漏，则
的乘积 （填“增大”、
“不变”或“减小”）；
(3)晓宇在实验时，在操作正常的情况下，由于天气的影响，使得环境的温度骤然下降，则下
列图像正确的是________（填字母）。
A．
B．
C．
D．
【答案】(1)C
(2) 升高 减小
(3)C
【详解】（1）A．柱塞与注射器筒壁间的摩擦力大小并不影响压强
以及体积
的测量，对
实验结果无影响，A 错误；
27
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B．气体的压强和体积没必要必须用国际单位，只要单位相同即可，B 错误；
C．实验时，不能用手握住注射器简上的空气柱部分，以防止气体温度发生变化，C 正确；
故选C。
（2）[1][2]实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高；根
据理想气体状态方程
可得
其中
与质量有关，故漏气会使
减小。
（3）根据
可知，某小组在一次实验过程中，环境温度突然降低，则
图像
的斜率将减小。
故选C。
29．（2025·河北·二模）做“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
(1)下列实验步骤的正确顺序是______（填写实验步骤前的序号）。
A．往边长约为40cm 的浅盘里倒入约2cm 深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地
撒在水面上
B．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定
C．将画有油酸膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油酸膜的面积，根据油酸的体积
和油酸膜的面积计算出油酸分子直径的大小
D．用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定
体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积，再根据油酸酒精溶液的浓度计算出
油酸的体积
E．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上
(2)该实验体体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有_______。
A．把油酸分子视为球形
B．油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C．油酸分子是紧挨着的没有空隙
D．油酸不溶于水
(3)实验中，体积为
的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
，用注射器和量筒测得
滴上
述溶液的体积为
，把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油
酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中每个小正方形的边长为
，则油酸薄膜的面积
；可求得油酸分子的直径为 （用
、
、
、
、
表示）。
28
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(4)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，可能是因为________。
A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
C．用注射器和量筒测
体积溶液滴数时多记录了几滴
D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值
【答案】(1)DABEC
(2)ABC
(3) 70a2
(4)AB
【详解】（1）用“用油膜法估测分子的大小”的实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴
油酸酒精溶液中纯油酸的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计
算分子直径。故操作先后顺序排列为DABEC；
（2）A．把油酸分子看成球形为理想假设，故A 正确；
B．让油膜尽可能散开，形成单分子层为理想假设，故B 正确。
C．油酸分子是紧挨着的没有空隙，不考虑分子间空隙为理想假设，故C 正确；
D．油酸本身不溶于水，不是理想假设，故D 错误；
故选ABC。
（3）[1]将大于二分之一的格子视为一个格，舍掉小于二分之一的格子，则油酸薄膜的面积
70a2
[2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积
可求得油酸分子的直径为
（4）某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏大，根据
29
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A．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则S 偏小，则测得的d 偏大，选项A 正
确；
B．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则S 偏小，则测得的d 偏大，选项B 正确；
C．用注射器和量筒测
体积溶液滴数时多记录了几滴，则V 偏小，则测得的d 偏小，选项
C 错误；
D．油酸酒精溶液浓度计算值低于实际值，则V 偏小，则测得的d 偏小，选项D 错误。
故选AB。
30．（2025·河北·模拟预测）用如图所示装置完成“探究气体等温变化的规律”实验。
(1)关于实验下列说法正确的是________；
A．实验时需要用手扶住注射器外壁，以防止注射器在实验过程中晃动
B．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性
C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了尽量减小注射器与柱塞间的摩擦
D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶
套封闭注射器的注射孔
(2)封闭气体的压强缓慢增大时，封闭气体 （填“从外界吸热”或“向外界放热”）；
(3)某实验小组进行了两次正确的操作，并由记录的数据作出了
图像，如图1、2 图线所
示。若两次实验气体的质量一定，则气体温度
（填“>”、“<”或“=”）；若两
次实验气体的温度不变，则气体质量
（填“>”、“<”或“=”）。
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【答案】(1)BD
(2)向外界放热
(3)
【详解】（1）A．从实验要求可知，实验前将注射器固定好就可以防止实验过程中注射器晃
动，用手扶住注射器外壁会导致封闭气体的温度升高，故A 错误；
B．在活塞上适量涂上润滑油，可减少摩擦并保证密封性，防止漏气，故B 正确；
C．实验时缓慢地向上拉或向下压柱塞，是为了防止动作过快导致封闭气体的温度升高，故C
错误；
D．封闭一定质量的气体时，先要摘除橡胶套，拉动柱塞使之移到适当位置后，再用橡胶套
封闭注射器的注射孔，故D 正确。
故选BD。
（2）若封闭气体的压强缓慢增大，则外界对气体做功使气体的体积减小，
，为了保证
气体温度保持不变，则
，根据热力学第一定律
可知
故封闭气体向外界放热。
（3）[1]若两次实验气体的质量一定，根据理想气体状态方程可知
可得
故
图像的斜率为
由于
所以
[2]两次实验气体的温度不变，气体分子对器壁的平均撞击力相同，由图可知在气体体积相同
时，
说明第一次实验时气体的分子数密度更大些，所以气体的分子数更多些，所以
31．（2025·广西南宁·二模）如图甲所示，用一个带两根细管的橡胶塞塞紧烧瓶的瓶口，封
闭一定质量的气体，烧瓶容积为V0。其中，一根带阀门的细管连通充满水的注射器，另一根
31
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细管与压强传感器相连，压强传感器连接数据采集器，数据采集器连接计算机。某同学利用
此装置探究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系。
步骤如下：
①打开阀门，缓慢推动注射器活塞向烧瓶内注入一定量的水，然后关闭阀门；
②根据注射器刻度记录注入烧瓶中水的体积V，并记录此时气体的压强p；
③多次实验，记录多组数据，分析得出结论。
(1)正确操作后，发现气体的压强随体积的减小而增大，若以p 为纵坐标、以 为横坐标
的图像为近乎过原点的倾斜直线（用题中字母表示），可认为在误差允许范围内气体的压强
与体积成反比；
(2)若以 为纵坐标（选填“V”“
”）、以
为横坐标，可画出如图乙所示的图像，则
注水前封闭气体的体积为 （用图中字母表示）。
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0−V）=C
得
以
为横坐标的图像为近乎过原点的倾斜直线。
（2）设烧瓶容积为V0，由玻意耳定律则有p（V0−V）=C
32
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得
所以图线的纵坐标是V，图线的纵截距为容器的体积，则有V0=n
32．（24-25 高三下·云南昭通·阶段练习）某实验小组利用如图甲所示的装置来探究一定质量
的理想气体在温度保持不变的条件下气体压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变，
气体的体积可从注射器旁的刻度尺直接读出，气体的压强由压强传感器精确测定。
(1)关于该实验下列说法正确的是_____。
A．推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B．要用手握住注射器主管以保持其稳定
C．在活塞与注射器壁间涂上润滑油主要是为了减小摩擦
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组的同学分别进行
了两次实验，得到的
图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为
（填“<”“=”或“>”）。
(3)某同学想利用此装置来测定一颗形状不规则的小物体的体积，主要实验步骤为：将不规则
物体放入注射器内；注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、
计算机连接；多次移动活塞，记录注射器的体积刻度
以及压强传感器的读数
。
①根据实验测量数据，不考虑压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，作出的
图像可能是图丙中的 （填“
”“B”或“C”）；
②若正确图像的延长线与横、纵轴的交点坐标值分别是
、
，已知传感器和注射器连接处
的塑料管容积为
，则小物体的体积为 （用题中已知物理量的字母表示）。
【答案】(1)D
(2)>
(3) A
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【详解】（1）A．实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉活塞，如果
快速推拉活塞，将会导致注射器内气体的温度发生变化，故A 错误；
B．推拉活塞时不可用手握住注射器，否则会使气体温度发生变化，故B 错误；
C．活塞上涂油是为了防止漏气，确保气体的质量不变，并不是为了减小摩擦，故C 错误；
D．由于气体的体积
，注射器的横截面积不变，注射器旁的刻度尺如果刻度分布均匀，
可以用气柱的长度来间接表示体积，可以不标注单位，故D 正确。
故选D。
（2）由理想气体状态方程
变形得
结合图乙可知，当体积一定时，温度高则压强大 ，则
。
（3）[1]设小物体的体积为
，由理想气体方程得
化简得
因为温度不变，
图像应该是倾斜的直线，且纵截距为正，所以A 图线正确，故填A。
[2]考虑传感器和注射器连接处的塑料管里的部分气体体积为V0，则根据玻意耳定律
变形得
结合图丙A 图线可知，图像的纵截距
因此，小物件的体积
33．（2025·福建泉州·一模）某同学通过图甲所示的实验装置，研究温度不变时，一定质量
的气体压强与体积的关系。
(1)实验时，为判断气体压强与体积的关系， （选填“需要”或“不需要”）测出针筒
内空气柱的横截面积；
(2)该同学按实验步骤开始实验，推动活塞压缩气体，记录活塞在不同位置的压强p 和体积
34
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V，并计算相应的p 与V 乘积的值，发现pV 值逐渐增大，原因可能是 。
(3)该同学实验操作无误，但根据测得的数据作出
图像不过坐标原点O，如图乙所示，
则图中
所表示的可能是（ ）
A．初始状态针筒内封闭气体的体积
B．最后状态针筒内封闭气体的体积
C．连接针筒与传感器细管内空气的体积
【答案】(1)不需要
(2)空气柱温度升高
(3)C
【详解】（1）设气体初状态压强为p1，空气柱的长度为L1，气体末状态的压强为p2，空气柱
长度为L2，空气柱的横截面积为S，由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S
实验需要验证p1L1= p2L2
实验不需要测量空气柱的横截面积。
（2）由克拉伯龙方程pV=nRT，可知pV 会变大，原因可能是空气柱温度升高。
（3）若忽略传感器与注射器之间气体，根据理想气体的状态方程
测得的数据作出
图象应是过坐标原点的直线；
在实际的实验过程中，由于传感器与注射器之间存在少量气体，该图线的方程为
导致气体根据测得的数据作出
图象不过坐标原点，图中
代表传感器与注射器之间气
体的体积。
故选C。
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