《2025年通成学典课时作业本高中物理选择性必修第三册人教版》

6. (2025·四川成都模拟)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$p_{0}$，水银的密度为$\rho$，重力加速度为$g$。

(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 =$$p_0 + ρgh$。
② 缓慢调节U形管的左右两边，改变U形管左右水银面的高度差$h$，记录空气柱长度$l$。
③ 多次实验，记录多组数据，分析得出结论。
(2)正确实验后，若以$p$为横坐标，以$\frac{1}{l}$ (选填“$l$”或“$\frac{1}{l}$”)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：左端玻璃管密封不严有漏气。

答案： 6.
(1)①$p_0 + ρgh$
(2)$\frac{1}{l}$
(3)左端玻璃管密封不严有漏气
解析:
(1)此时封闭气体的压强为$p = p_0 + ρgh$。
(2)气体温度不变，根据玻意耳定律可得$pSl = C$，可得$\frac{1}{l} = \frac{S}{C}p$，可见以$p$为横坐标，以$\frac{1}{l}$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)因$pSl = C$，可知$pl = \frac{C}{S}$，可见$p$与$l$的乘积随压强$p$增大而减小，即$\frac{C}{S}$变小，则可能是左端玻璃管漏气。