某小组同学利用如图甲所示的实验装置探究：一定质量气体，在温度不变的情况下，压强和体积的关系。（1）实验研究对象是。（2）关于实验下列说法正确的是。A. 快速调节空气柱长度后立刻读数B. 实验中不需要测量空气柱的横截面积C. 实验中若密封橡胶套脱落，应立刻堵住后继续实验（3）某小组同学通过压力连杆上拉或下压活塞得到实验数据，画出图（如图乙所示），图线不过原点的可能原因是。A. 计算密封气体体积时，无法加上注射器下面橡胶套内气体体积B. 在实验过程中，封闭的气体质量减少C. 在实验过程中，封闭的气体温度发生变化

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1. 某小组同学利用如图甲所示的实验装置探究：一定质量气体，在温度不变的情况下，压强和体积的关系。

（1）实验研究对象是。

（2）关于实验下列说法正确的是。

A. 快速调节空气柱长度后立刻读数

B. 实验中不需要测量空气柱的横截面积

C. 实验中若密封橡胶套脱落，应立刻堵住后继续实验

（3）某小组同学通过压力连杆上拉或下压活塞得到实验数据，画出 $\text{[math]}$ 图（如图乙所示），图线不过原点的可能原因是。

A. 计算密封气体体积时，无法加上注射器下面橡胶套内气体体积

B. 在实验过程中，封闭的气体质量减少

C. 在实验过程中，封闭的气体温度发生变化

【考点】

气体的等温变化及玻意耳定律;

【答案】

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实验探究题普通

基础巩固

能力提升

变式训练

拓展培优

换一批

1. 如图所示为一定质量的气体在不同温度下的两条等温线，从等温线可以看出，一定质量的气体在发生等温变化时，其压强与体积成（选填“正比”或“反比”）；由图可知T₁（选填“＞”“＝”或“＜”）T₂。

填空题容易

1. 在“探究气体等温变化的规律”实验中，实验装置如图甲所示。用注射器封闭一定质量的空气，连接到气体压强传感器上，用传感器测量封闭气体的压强，用注射器刻度读出气体体积。

(1) 实验中，为找到体积与压强的关系，（选填“需要”或“不需要”）测空气柱的横截面积：

(2) 多次改变封闭气体的体积，测量出不同体积时气体的压强，用电脑记录下来，并生成 $\text{[math]}$ 图像如图乙所示，由图乙可猜测 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 可能（选填成“正比”、“成反比”或“不成比例”）：

(3) 实验完成后，某同学做出的图像如图丙所示（其中实线为实验所得，虚线为参考双曲线的一支），造成这一现象的原因可能是（）

A. 操作实验时用手握住注射器 B. 实验时环境温度降低了 C. 注射器内气体向外泄漏 D. 有外部气体进入注射器内

实验探究题普通

2. 实验小组同学探究气体压强与体积的关系，设计了如图装置，实验步骤如下：

①将圆柱体密闭容器装水以封闭气体，上方连接压强传感器可测封闭气体压强，左端有出水控制开关；

②不计容器的厚度，以容器下表面为零刻线，通过刻度尺读取容器的高度H和水面所在位置h；

③出水控制开关打开一小段时间后关闭，获取封闭气体压强p和液面所在位置h数据，重复实验步骤获得几组数据；

④将各组数据在坐标纸上描点，绘制图像，得出气体压强与体积的关系。

完成下列填空：

（1）实验中所研究的对象是封闭气体，应保持不变的物理量是。

（2）实验时，为判断气体压强与体积的关系，（选填“需要”或“不需要”）测出容器的横截面积。

（3）为直观反映压强与体积之间的关系，若以空气柱压强p为纵坐标，则应以为横坐标在坐标系中描点作图.（用H、h表达）

实验探究题普通

3. 使用如图装置做“探究气体压强与体积的关系”的实验，压力表通过柱塞内的细管与空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明。

序号	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
1	3.85	1.0	3.85
2	3.17	1.2	3.81
3	2.70	1.4	3.78
4	2.25	1.6	3.60
5	1.95	1.8	3.51

（1）使用控制变量法，实验中必须保持不变的参量是（选填“温度”、“体积”或“压强”）。

（2）某同学在实验中，测得的实验数据如表中所示，仔细观察“ $\text{[math]}$ ”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的主要原因是。

A．实验时外界大气压强降低

B．实验时环境温度升高了

C．实验时装置内的气体向外发生了泄漏

D．实验时装置内柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大

（3）实验过程中，下列操作正确的是。

A．为方便推拉柱塞，应用手握住装置外壁再推拉柱塞

B．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与装置内壁间涂上油脂

C．装置旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注具体数值

D．连接压力表和装置内空气柱的细管中的气体体积对实验没有影响

（4）为更准确地测出气体的压强，某同学用压强传感器替代压力表，得到某次实验的 $\text{[math]}$ 图如图所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化。

A．一直降低 B．一直升高 C．先降低后升高 D．先升高后降低

实验探究题普通

1. 某种椅子的结构如图所示，圆柱形汽缸A内密闭着一定质量的气体，汽缸A可沿柱形汽缸杆B的外壁上下滑动。汽缸A与椅面固定在一起，其质量为 $\text{[math]}$ ，汽缸杆B与底座固定在一起，横截面积为 $\text{[math]}$ ，在汽缸A中封闭长度为 $\text{[math]}$ 的理想气体。汽缸A气密性、导热性能良好，忽略摩擦力，当人脚悬空坐在椅面上，稳定后，测得椅面下降 $\text{[math]}$ ，已知室内温度不变，大气压强 $\text{[math]}$ ，重力加速度 $\text{[math]}$ ，求：

（1）人未坐在椅面时，汽缸A中的气体压强p₁；

（2）该人的质量M。

解答题容易

2. 如图所示，质量为 $\text{[math]}$ 的圆形汽缸内部底面横截面积为 $\text{[math]}$ ，内部高为 $\text{[math]}$ ，放置在水平地面上（与地面间有少量空隙），汽缸中用质量为 $\text{[math]}$ 的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体，开始时气柱长度为 $\text{[math]}$ 。现用力缓慢拉动活塞，整个过程气体温度保持不变，已知大气压强为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ 。

(1)活塞向上移动 $\text{[math]}$ 时，求拉力 $\text{[math]}$ 的大小；

(2)通过计算判断，活塞从汽缸中拉出时，汽缸是否离开地面？

解答题容易

3. 如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为 $\text{[math]}$ ，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的 $\text{[math]}$ 。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：

（1）抽气之后A、B的压强 $\text{[math]}$ 。

（2）弹簧的劲度系数k。

解答题普通

1. 减震器广泛用于各类机械装备上，它能加速机械装备振动的衰减，以改善装备的使用时的平顺性和安全性。一种由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成的汽车氮气减震装置，如图所示。减震装置未安装时，弹簧处于原长，缸内气柱和活塞柱长度均为h，缸内气体压强等于大气压强p₀。活塞柱横截面积S，弹簧的劲度系数k。

(1) 汽车行驶发生剧烈颠簸时，缸内气体体积快速变化。若将某次快速压缩过程视为绝热过程。如图，I为压缩前氮气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后氮气分子热运动的速率分布曲线II可能为（　　）

(2) 将四台此种减震装置安装在汽车上，稳定时车重由四台减震装置支撑，此时缸内气柱长为0.4h，则缸内气体的压强为，汽车所受重力为。（不计装置的质量、活塞柱与气缸摩擦，气缸导热性和气密性良好，环境温度保持不变）

(3) “嫦娥五号”的组合体成功着陆在月球的预定区域，具有“减震吸能”功能的四个相同的着陆腿起到了关键作用。组合体自主确定着陆点后，开始垂直降落。组合体降落至距月球表面数米处，关闭发动机。着陆过程中，一个着陆腿所受冲击力随位移变化的F—x曲线如图所示。已知地球和月球的半径之比约为3.6、质量之比约为81，地球表面重力加速度g约为10m/s²。

（1）关闭发动机，着陆腿接触月球表面前，组合体的加速度大小约为m/s²；

（2）着陆过程中，冲击力对一个着陆腿所做的功约为J（结果保留2位有效数字）；

（3）组合体接触月面后，具有“减震吸能”的着陆腿会起缓冲作用，其间因摩擦产生了内能，试问可否将此内能全部转化为机械能？（选填“绝不可能”或“有可能”）

(4) 如图，一种电磁阻尼减震器及其构造原理图。该减震器由绝缘滑动杆及固定在杆上相同且相互紧挨着的多个矩形线圈组成。绝缘滑动杆及线圈的总质量为m，每个矩形线圈的匝数为N，阻值为R，线圈ab边长为L、bc边长为0.5L，若该装置沿光滑水平面以速度v₀向右进入磁感应强度大小为B、方向垂直月面竖直向下的匀强磁场。

（1）第一个线圈进入磁场过程中，线圈中感应电流的方向为；

（2）第一个线圈进入磁场过程中，通过线圈截面的电荷量为；

（3）第一个线圈刚进入磁场时，该减震器受到的安培力大小为；

（4）（计算）求线圈从进入磁场到减速停下，该减震器运动的距离d=。

解答题普通

2. 近年来越来越多的汽车搭载了“空气悬挂”结构。空气悬挂是一种先进的汽车悬挂系统，能够根据路况和距离传感器的信号自动调整车身高度，提升汽车的行驶稳定性。空气悬挂安装在汽车的前轴和后轴上，如图甲所示，其构造可简化为如图乙所示的气缸活塞模型，气缸上部与汽车底盘相连，活塞通过连杆与车轮轴连接。现有一搭载4组空气悬挂的汽车，空气悬挂以上的车身质量为 $\text{[math]}$ ，空载时活塞与气缸底之间的距离均为 $\text{[math]}$ 。该汽车装载货物后，活塞与气缸底间的距离均变为 $\text{[math]}$ ，已知活塞的横截面积为S，不计缸体的重力以及活塞与缸体之间的摩擦力，气体的温度始终不变，外界大气压强恒为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为 $\text{[math]}$ 。求：

(1) 装载的货物质量 $\text{[math]}$ ；

(2) 装载货物后，气泵自动给气缸充入适量空气，使活塞和气缸底之间的距离回到 $\text{[math]}$ ，充入的气体与原气体的质量之比 $\text{[math]}$ 。

解答题普通

3. 压缩气体技术为食品生产带来了革命性的变革。工程师通过实验研究压缩气体的热学性质，实验装置可简化为用轻活塞封闭的导热圆筒，内部充有一定质量的理想气体，通过移动活塞来调节气体的压缩和膨胀。气体在初始状态A时，压强 $\text{[math]}$ ，温度 $\text{[math]}$ ，体积 $\text{[math]}$ ；缓慢将活塞向下移动一段距离，使气体达到状态B，并将活塞固定，此时气体体积 $\text{[math]}$ ；之后迅速加热气体，使气体达到状态C，此时气体压强 $\text{[math]}$ 。求：

(1) 状态B时气体的压强；

(2) 状态C时气体的温度。

解答题普通