第二章 2 气体的等温变化-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习课件PPT（人教版） 

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 [定位·学习目标] 1.知道实验中计算气体压强的方法,学会实验数据的获取方法。 2.学会通过实验的方法研究问题,探究物理规律,学习用电子表格与图像对实验数据进行处理与分析,体验科学探究过程。 探究·必备知识 一、实验目的 1.学会应用控制变量法,研究气体三个状态参量压强、体积和温度的关系。 2.掌握实验数据的处理方法,学会利用图像法分析实验数据。 二、实验原理 在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下(控制变量法),通过改变密闭气体的体积,由压力表读出对应气体体积的压强值,研究在恒温条件下气体的体积和压强的关系。 三、实验器材 带铁夹的铁架台、注射器、橡胶套、压力表(压强表)、柱塞(与压力表密封相连)等。 四、实验步骤 1.组装器材: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,这段空气柱就是我们研究的对象。 2.数据收集 (1)用手把柱塞缓慢地向下压,选取几个位置,同时读出刻度尺读数与压强,记录数据。 (2)用手把柱塞缓慢地向上拉,选取几个位置,同时读出刻度尺读数与压强,记录数据。 五、数据记录 六、数据分析 1.猜想:由实验观察及记录的数据可知,空气柱的体积越小,其压强就越大,即空气柱的压强与体积成反比。 七、误差分析 1.注射器内气体有漏气现象,出现误差。 2.温度不能保证完全一致,导致误差。 八、注意事项 1.改变气体体积时,要缓慢进行,等稳定后再读出气体压强,防止气体体积变化太快,气体的温度发生变化。 2.实验过程中,不要用手接触注射器的圆筒,以防止圆筒从手吸收热量,引起内部气体温度变化。 3.实验中应保持气体的质量不变,故实验前应在柱塞上涂好润滑油,以免漏气。 4.本实验中,由于气体体积与长度成正比,因此研究气体体积与压强的关系时,可以不测量空气柱的横截面积。 5.本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上,由于柱塞不能与刻度尺非常靠近,故读数时视线一定要与柱塞底面相平。 突破·关键能力 要点一　实验原理与操作 [例1] 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)在实验中,下列操作不必要的是　　　　。  A.用橡胶套密封注射器的下端 B.用游标卡尺测量柱塞的直径 C.读取压力表上显示的气压值 D.读取刻度尺上显示的空气柱长度 解析:(1)为了保证气密性,应用橡胶套密封注射器的下端,A需要;由于注射器的直径均匀恒定,根据V=LS可知体积和空气柱长度成正比,所以只需读取刻度尺上显示的空气柱长度,不用测量直径,B不需要,D需要;为了得知气压的变化情况,需要读取压力表上显示的气压值,C需要。 答案:(1)B 解析:(2)用手握住玻璃管(或注射器筒)会影响气体的温度,且实验过程中,若气体压缩太快,温度升高后热量不能快速释放,气体温度会升高,所以这样做的目的是保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变。 [例1] 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 (2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器筒), 并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是 　 。 答案:(2)保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变 [例1] 某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 (3)下列图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是　　　。  答案:(3)C 要点二　误差分析 [例2] (2021·山东青岛期中)某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。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。从压力表中读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。 (1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是　 。 解析:(1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是在注射器柱塞上涂润滑油防止漏气。 答案:(1)在注射器的柱塞上涂润滑油 [例2] (2021·山东青岛期中)某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。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。从压力表中读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。 (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,为横轴,画出图像如图乙所示,则产生的可能原因是　　　　。  A.实验过程中有漏气现象 B.实验过程中气体温度降低 C.实验过程中气体温度升高 答案:(2)C [例2] (2021·山东青岛期中)某实验小组用如图甲所示装置探究气体做等温变化的规律。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。从压力表中读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。