2025版新教材高考物理全程一轮总复习第十四章热学实验十九探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系学生用书

试验十九探究等温状况下肯定质量气体压强与体积的关系【素养目标】1.学会探究等温状况下肯定质量气体压强与体积的关系.2.会用图像法处理试验数据．必备学问·自主落实一、操作过程1．按试验原理图安装好仪器2.使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封肯定质量的空气．提示：密封的气体体积要适当大一些3.把柱塞缓慢地向下压或向上提，当柱塞稳定后读取空气的体积以及对应的气压计的示数，并记录到设计好的表格内．提示：缓慢移动是为了保证密闭空气的温度保持不变4．试验完毕，整理试验仪器．二、数据处理以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标作出p－V图像，如图甲所示；再以体积的倒数1V为横坐标作出p－1三、误差分析1．橡胶套密封不严会使空气柱的质量变更引起误差．2．试验过程环境温度变更或柱塞向下压或向上拉得过快会使空气柱的温度变更引起误差．3．空气柱体积、压力表的读数等引起的误差．四、留意事项1．为保证气体密闭．应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油．2．为保持气体温度不变，试验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，变更体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．3．注射器内外气体的压强差不宜过大．4．在等温过程中，气体的p－V图像呈现为双曲线的一条，不便确定p与V的关系，要通过坐标变换画P－1V图像，把双曲线的一条变为直线，以便利推断p和V关键实力·精准突破考点一教材原型试验例1在利用特制的注射器做“探究气体等温变更的规律”试验中，某小组同学通过上拉或下压柱塞得到了a、b、c、d四组试验数据，如图所示是压力表记录b组数据时的状态，通过记录对应的四个封闭气柱的长度值L(L单位：cm)算出体积，四组试验数据如下表．次数abcd压强p(×105Pa)0.81.61.9体积V(cm3)86.44.03.4体积倒数1V(cm－30.1250.1560.250.294(1)试验探讨的对象是________，试验中应保持不变的参量是________和________．(2)试验中为了限制该参量不变，下列实行的主要措施比较合理的是________．A．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性B．推动活塞时要缓慢C．不要用手干脆握住注射器密闭气体的部分D．试验前注射器内要吸入尽量多的空气(3)试验数据b对应的压强应为________×105Pa，依据上表数据作出的p－1V[解题心得]针对训练1.某同学探究气体等温变更规律的试验装置如图1所示．该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为纵坐标，1V为横坐标，画出p－1A．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，没有计入由于活塞和框架的重力引起的压强考点二探究创新试验例2[2024·北京海淀二模]如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变更的规律，操作步骤如下：①在注射器内用活塞封闭肯定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；③重复上述步骤②，多次测量并记录；④依据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论．(1)在本试验操作的过程中，须要保持不变的量是气体的________和________．(2)依据记录的试验数据，做出了如图所示的p－V图.对图线进行分析，假如在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满意关系式________，就说明肯定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比．图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述试验，试验操作和数据处理均正确．环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________(选填选项前的字母)．(4)在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的试验操作和数据处理的方法完成了试验，并在相同坐标标度的状况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示．对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的说明是由于他们选取的气体质量不同．若4个小组所选择的探讨对象的质量分别是m1、m2、m3和m4，则由图可知它们的大小关系是m1________m2，m3________m4(选填“大于”或“小于”)．[解题心得]针对训练2.如图所示为“探讨肯定质量气体在压强不变的条件下，体积变更与温度变更关系”的试验装置示意图．粗细匀称的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶，B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接，C管开口向上，肯定质量的气体被封闭于烧瓶内．起先时B、C内的水银面等高．(1)若气体温度上升，为使烧瓶内气体的压强不变，应将C管________(选填“向上”或“向下”)移动，直至________．(2)试验中多次变更气体温度，用Δt表示气体上升的温度，用Δh表示B管内水银面高度的变更量．依据测量数据作出的图线是图中的()试验十九探究等温状况下肯定质量气体压强与体积的关系关键实力·精准突破例1解析：(1)试验探讨的对象是注射器内密闭的气体，保持不变的参量是温度和密闭气体的质量．(2)活塞和针筒之间涂上润滑油，减小摩擦，防止漏气，保证气体质量不变．缓慢推动活塞、不要用手干脆握住注射器密闭气体的部分，保证气体的温度不变，故A、B、C正确，D错误．(3)试验数据b对应的压强为1.0×105Pa，作出的p­1V答案：见解析1．解析：甲图：是线性关系，但不过原点，相当于把图线向右平移了肯定距离或向下平移了肯定距离，分析知，体积计算是不会出错误，应当是少了一部分压强，故选D.乙图：图线向上弯曲，说明pV乘积变大，是温度上升或质量增加造成的现象，故选C.丙图：图线向下弯曲，说明pV乘积变小，是温度下降或质量减小造成的现象，故选B.答案：DCB例2解析：(1)玻意耳定律：对肯定量的气体温度保持不变时…….因此应是质量和温度不变．(2)依据玻意耳定律可知p1V1＝p2V2，气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界做功．(3)由于pV＝恒量，V­p图像为双曲线，且取相同的体积时，温度高的压强大，因此T1图像在T2图像的上方，A正确，B错误；由于pV＝恒量，V­1p图像为过坐标原点的直线，且压强相同时，温度高的体积大，因此T1图像在T2(4)在体积和温度相同时，质量大的，单位体积内的分子数多，压强大，因此m1>m2，m