第十五章

熱學

第82講實驗二十探究等溫情況下一定質

量氣體壓強與體積的關系

實驗知識·自主回顧

核心考點·重點突破

提能訓練練案[82]

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實驗知識·自主回顧

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一、實驗目的

通過實驗探究一定質量的氣體，在溫度不變時，其壓強與體積變化

的關系。

二、實驗思路

本實驗的方法為控制變量法，即控制氣體的質量和溫度一定，探究

氣體壓強與體積的關系。

三、實驗器材

鐵架臺、壓力表、注射器(帶橡膠套、柱塞)、刻度尺。

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四、實驗步驟

1．把注射器豎直固定在鐵架臺上，把柱塞(與壓力表密封連接)插入

到注射器內，另一端用橡膠套封住。

2．注射器兩端有柱塞和橡膠套，管內密封一段空氣柱，這段空氣

柱就是我們的研究對象。

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)。

4．用手把柱塞向上拉，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)。

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五、數(shù)據(jù)處理

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2．根據(jù)多次實驗的數(shù)據(jù)均可作出下圖，由此可得到結論：一定質

量的氣體，在溫度不變的條件下，其壓強與體積的倒數(shù)成正比，即壓強

與體積成反比。

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注意事項

(1)為了保持封閉氣體的質量不變，實驗中采取的主要措施是注射器

活塞上涂潤滑油。

(2)為了保持封閉氣體的溫度不變，實驗中采取的主要措施是移動活

塞要緩慢，且不能用手握住注射器封閉氣體部分。

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核心考點·重點突破

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1教材原型實驗

(基礎考點·自主探究)

【跟蹤訓練】

用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律。

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(1)實驗中，為找到體積與壓強的關系，________(選填“需要”或

“不需要”)測空氣柱的橫截面積；

(2)關于該實驗的操作，下列說法正確的有________；

A．柱塞上應該涂油

B．應緩慢推拉柱塞

C．用手握著注射器推拉柱塞

D．注射器必須固定在豎直平面內

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[答案](1)不需要(2)AB(3)②漏氣

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[解析](1)由于注射器的橫截面積相等，所以在此可用長度代替體

積，故不需要測空氣柱的橫截面積。

(2)柱塞上涂油，既減小摩擦，又防止漏氣，故A正確；若急速推拉

柱塞，則有可能造成漏氣、氣體溫度變化，所以應緩慢推拉柱塞，故B

正確；手握注射器會造成溫度變化，故C錯誤；壓強由壓力表測量，不

是由豎直的平衡條件計算，所以不需要豎直放置，故D錯誤。

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2創(chuàng)新實驗提升

(能力考點·深度研析)

1．實驗器材的改進

用壓強傳感器代替壓力表

2．數(shù)據(jù)處理的改進

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?考向1實驗器材的改進

(2025·山東濟寧市聯(lián)考)某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究

“溫度不變時氣體壓強隨體積變化規(guī)律”的實驗，注射器導熱性能良

好，用橡皮帽和活塞在注射器內封閉一定質量的理想氣體。質量不計的

細繩跨過定滑輪，一端系到活塞上，左側細

繩拉直時保持水平，另一端可以掛鉤碼。實

驗時，在細繩的下端依次掛上質量相等的鉤

碼1、2、3、…，穩(wěn)定后通過注射器的標度讀

出對應空氣柱的體積V，并能求出對應氣體的

壓強p。已知注射器的最大體積為Vm，刻度全

長為L，大氣壓強為p0，每個鉤碼的質量為m，重力加速度為g。

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(1)關于本實驗的操作，下列說法正確的是________。

A．為減小誤差，每掛上一個鉤碼后，應平衡后再讀出體積

B．掛鉤碼時，為了防止注射器脫落，應用手緊緊握住注射器

C．實驗前，應在活塞上涂上潤滑油，并來回拉動幾次

D．實驗時必須測出封閉氣體的溫度

(2)若在某次實驗中細繩上所掛鉤碼個數(shù)為n，則平衡后對應氣體的

壓強為________(用題目中已知量表示)。

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[解析](1)每掛上一個鉤碼，平衡后，待封閉氣體的體積不再發(fā)生

變化，再讀出體積，可以減小誤差，故A正確；掛鉤碼時，不能用手緊

緊握住注射器，因為手的溫度會改變封閉氣體的溫度，使測量結果不準

確，故B錯誤；實驗前，應在活塞上涂上潤滑油，并來回拉動幾次，可

以增加密封性，也可以減小摩擦帶來的誤差，故C正確；注射器不隔

熱，所以實驗時封閉氣體的溫度與外界溫度相同，氣體做等溫變化，不

需要測量溫度，故D錯誤。

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?考向2實驗原理的創(chuàng)新