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全书word（人教版）

学科网书城圆 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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。 3.描绘pV图像和p立图像，找出一定质量的气体压强随体积变化的 关系。 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， ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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。 =05 "20 压力表 3 柱塞 1 空气柱 橡胶套 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 将每次记录空气柱的长度1与横截面积S的乘积得到空气柱的体积V 和体积的倒数，并记录在下面表格中。 序号 1 2 3 4 5 压强p 体积V 体积的倒数 六、数据分析 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com☐ 您身边的互联网+教辅专家 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。 2.检验：以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把以上各组数 据在坐标系中描点。观察各点的位置关系，若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正比，即p∝立，也就是压强p 与体积V成反比。若各点不在同一条直线上，再尝试其他关系。 3.实验结论：在误差允许范围内，P图像是过原点的一条直线，则说 明一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V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。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 6.作p图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应 均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃掉。 突破·关键能力 要点一 实验原理与操作 典例研习 [例1]某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 "2.09 压力表 柱塞 2正 0 空气柱 橡胶套 (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 (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 (3)下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是 ·独家授权侵权必究 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 6.zxxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 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。 (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。 (3