新教材2025版高中物理第二章气体固体和液体2.气体的等温变化第1课时实验：探究气体等温变化的规律学生用书新人教版选择性必修第三册

第1课时试验：探究气体等温变更的规律素养目标1.知道等温变更的概念，能通过试验探究气体等温变更的规律．(物理观念)2．理解探究气体等温变更规律的试验，学会视察与探究，与他人合作沟通，得出试验结论．(科学探究)3．通过表格与图像对试验数据进行处理与分析，培育实事求是的科学看法，激发探究科学的爱好．(科学看法与责任)自主落实·必备学问全过关一、试验思路和物理量的测量探究一个量与多个量的关系时用1．试验方法：限制变量法．在保证密闭注射器中气体的________和________不变的条件下，探究气体压强和体积的关系．2.物理量的测量：须要测量________和________．组装试验器材如图所示．空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱的长度l与横截面积不须要测出S的乘积就是它的体积V；空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的________读取．(1)利用注射器选取一段空气柱为探讨对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭．(2)把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据．二、数据分析1．作p­V图像以压强p为纵坐标，体积V为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点，绘出等温线，如图所示．视察p­V图像的特点，看能否得出p、V的关系．2．作p­1V图像以压强p为纵坐标，体积的倒数1V为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点．假如p­1V图像中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成______3．试验结论：肯定质量的某种气体，在温度不变的状况下，其压强与________成正比．典例突破·实力素养全提升题型一教材原型试验核心归纳1.试验步骤(1)安装试验器材．(2)将注射器活塞推到刻度2处，登记此时的压强值和对应的体积值，填入表格．(3)把柱塞缓慢地向下压或向上拉，使刻度值分别为1.5、1、0.5(或2.5、3…)登记对应的压强和体积．2．留意事项(1)变更气体体积时，要缓慢进行．(2)试验过程中，不要用手接触注射器的外壁．(3)试验前要在柱塞上涂抹润滑油．(4)读数时视线要与柱塞底面相平．应用体验例1为了探究气体压强与体积的关系，试验装置如图所示．注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中．试验中空气柱体积变更缓慢，可认为________保持不变．空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以从玻璃管两侧的刻度尺上读出，若空气柱的横截面积为S，则空气柱的体积V＝________．为了直观地推断压强p与体积V的数量关系，应作出________(选填“p­V”或“p­1V[试解]针对训练1.用注射器做“验证玻意耳定律”的试验，如图甲所示．(1)若测得注射器的全部刻度长为L，由注射器的刻度干脆读出其容积为V，由天平测得注射器的活塞和钩码框架的总质量为m1，由气压计读出大气压强为p0，当框架两侧对称悬挂钩码的总质量为m2时，气体压强为________；去掉钩码，用弹簧测力计竖直向上拉框架，测得拉力为F，则气体压强为________．(2)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、1V为横轴，画出p­1V图像如图乙、丙、丁所示，则乙产生的缘由可能是________；丙产生的缘由A．各组的p、1VB．试验过程中有漏气现象C．试验过程中气体温度上升D．在计算压强时，没有计入由活塞和框架的重力引起的压强题型二探究创新试验应用体验例2用DIS探讨肯定质量的气体在温度不变时压强与体积关系的试验装置如图中所示，试验步骤如下：①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；③用V­1p(1)为了保持封闭气体的质量不变，试验中实行的主要措施是________；(2)为了保持封闭气体的温度不变，试验中实行的主要措施是________和________；(3)假如试验操作规范正确，则如图所示的V­1p图线不过原点的缘由可能是______，图中的V0[试解]针对训练2.采纳验证玻意耳定律试验的主要器材(针管及其附件)来测定大气压强的值，试验步骤如下：(1)将针管水平固定，拔下橡皮帽，向右将活塞从针管中抽出；(2)用天平称出活塞与固定在其上的支架的总质量为M；(3)用卡尺测出活塞直径d；(4)再将活塞插入针管中，保持针管中有肯定质量的气体，并盖上橡皮帽，此时，从针管上可读出气柱体积为V1，如图所示：(5)将弹簧测力计挂钩钩在活塞支架上，向右水平缓慢拉动活塞到肯定位置，此时，弹簧测力计读数为F，气柱体积为V2.试用以上干脆测量的数据，写出大气压强的最终表达式p0＝________．本试验中步骤______是多余的．学以致用·随堂检测全达标1.在探究气体压强与体积的关系试验中，下列四个因素对试验的精确性影响最小的是()A．针筒封口处漏气B．采纳横截面积较大的针筒C．针筒壁与活塞之间存在摩擦D．试验过程中用手去握针筒2．[2024·山东济宁高二期末]某试验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变更的规律．已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连，细管隐藏在柱塞内部未在图中标明．从压力表上读取空气柱的压强，从注射器旁的刻度上读取空气柱的长度．(1)试验时，为推断气体压强与体积的关系，________(选填“须要”或“不须要”)测出空气柱的横截面积．(2)关于该试验，下列说法正确的是________．A．为避开漏气，可在柱塞上涂抹适量润滑油B．试验中应快速推拉柱塞，以免气体进入或漏出注射器C．为便利推拉柱塞，应用手握紧注射器再推拉柱塞D．柱塞移至某位置时．应快速记录此时注射器内空气柱的长度和压力表的压强值(3)测得注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、1VA．试验过程中有进气现象B．试验过程中有漏气现象C．试验过程中气体温度降低D．试验过程中气体温度上升第1课时试验：探究气体等温变更的规律自主落实·必备学问全过关一、1．质量温度2．空气柱的体积V空气柱的压强p压力表二、2．正反3．体积的倒数典例突破·实力素养全提升题型一应用体验[例1]解析：试验中空气柱体积变更缓慢，可认为温度保持不变．若空气柱的横截面积为S，长度为L，则空气柱的体积V＝SL.因为pV＝C，所以应作出“p­1V答案：温度SLp­1针对训练1．解析：(1)注射器可看作圆柱体，由V＝SL得S＝VL，达到稳定状态后，设气体压强为p，由平衡条件知p0S＋(m1＋m2)g＝pS，联立以上两式可得p＝p0＋m1g+m2gVL.去掉钩码，用弹簧测力计竖直向上拉框架，测得拉力为F，依据平衡条件有p0S＋m1g＝pS＋F，解得p答案：(1)p0＋m1g+m2gVL题型二应用体验[例2]解析：(1)本试验探讨肯定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系，需保持气体质量不变，故试验装置不能漏气，可在活塞上涂润滑油，增加气密性．(2)本试验气体温度须要保持不变，一切简单引起气体温度变更的因素都要尽量避开，所以推拉活塞时肯定要缓慢，外界与封闭气体尽量不要有温差而发生传热．(3)肯定质量的气体温度不变时，p与V乘积保持不变，即p与V成反比，那么V与1p成正比，V­1p图像应为过坐标原点的倾斜直线．而题图中V与1p为一次函数关系，即V＋V0＝k1p答案：(1)在注射器活塞上涂润滑油增加气密性(2)移动活塞要缓慢手不要握住注射器封闭气体部分(3)压强传感器与注射器间有气体注射器与压强传感器连接部位的气体体积针对训练2．解析：起先时气体的压强为p0向右水平缓慢拉动活塞到肯定位置，弹簧测力计读数为F时，气体的压强为p1＝p0－FS＝p0－Fπd22＝p0－4Fπd2，该过程中温度不变，则：p0V1＝p1V2答案：4FV学以致用·随堂检测全达标1．解析：该试验前提是气体的质量和温度不变，针筒封口处漏气，则质量变小，用手握针筒，则温度上升，所以选项A、D错误；试验中我们只是测量空气柱的长度，不需测量针筒的横截面积，选项B正确；活塞与筒壁的摩擦不仅影响压强的计算，还会摩擦生热，会使气体温度上升，影响试验的精确性，选项C错误．答案：B2．解析：(1)空气柱的横截面积相同，每一次体积的变更，只须要比较空气柱长度的变更即可，故不须要测量空气柱的横截面积．(2)为了保持封闭气体的质量不变，试验中实行的主要措施是在柱塞上涂上润滑油防止漏气，故A正确；若快速推拉柱塞，则有可能造