71 第15章 实验 20 探究气体等温变化的规律（PPT课件）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

实验二十　探究气体等温变化的规律 第十五章　热学 基础梳理 夯根基 考点研析　提能力 课时精练(七十一)　探究气体等温变化的规律 内容索引 01 基础梳理 夯根基 一、实验目的 探究在温度不变的条件下一定质量的气体的压强与体积的关系。 二、实验器材 带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺。 三、实验步骤与操作 1．如图甲所示组装实验器材。 2．注射器两端有柱塞和橡胶套，管内密封一段空气 柱，这段空气柱就是我们的研究对象。在实验过程中， 我们可以近似认为空气柱的质量和温度不变。 3．用手把柱塞向下压，选取几个位置，同时读出刻 度尺读数与压强，记录数据。 四、数据记录与处理 1．设计表格记录数据 五、注意事项 1．适用条件是温度保持不变，所以操作要缓慢，才能保证温度不变。 2．要等到示数稳定之后，再去读数。 3．研究对象为一定质量的气体，防止漏气。 02 考点研析 提能力 教材原型实验 例1 在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过上拉或下压柱塞得到了a、b、c、d四组实验数据，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，四组实验数据如下表。 (1)实验研究的对象是__________________，实验中应保持不变的参量是________和________。 (2)实验中为了控制该参量不变，下列采取的主要措施比较合理的是________。 A．在柱塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性 B．推动柱塞时要缓慢 C．不要用手直接握住注射器密闭气体的部分 D．实验前注射器内要吸入尽量多的空气 解析：　(1)实验研究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)柱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。缓慢推动柱塞、不要用手直接握住注射器密闭气体的部分，保证气体的温度不变，故ABC正确，D错误。 例2 用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)实验中，为找到体积与压强的关系，________(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积； (2)关于该实验的操作，下列说法正确的有________；　 A．柱塞上应该涂油 B．应缓慢推拉柱塞 C．用手握着注射器推拉柱塞 D．注射器必须固定在竖直平面内 解析：　(1)由于注射器的横截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测空气柱的横截面积。 (2)柱塞上涂油，既减小摩擦，又防止漏气，故A正确；若急速推拉柱塞，则有可能造成漏气、气体温度变化，所以应缓慢推拉柱塞，故B正确；手握注射器会造成温度变化，故C错误；压强由压力表测量，不是由竖直的平衡条件计算，所以不需要竖直放置，故D错误。 【针对训练】 (2022·德州质检)某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 答案：　(1)D　(2)>　(3)实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体体积 拓展创新实验 倒3 某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石子的体积。 实验步骤： ①将石块装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接； ②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积的V，同时记录对应的传感器数据； ③建立直角坐标系。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是：________； A．图甲中，传感器A为压强传感器 B．在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应把注射器活塞移至注射器最右端位置 C．操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变 D．若实验过程中不慎将活塞拔出针筒，应立即将活塞插入注射器继续实验 创新点评 1．用压强传感器测压强，减小实验误差。 2．通过本实验测石块的体积。　 【针对训练】 (2022·上海市虹口区高三(下)二模)如图1所示，用一个带有刻度的注射器及DIS来探究一定质量气体的压强和体积关系。 (1)所研究的对象是_________________；它的体积可用______________直接读出。 (2)实验过程中，下列操作中错误的是 A．推拉活塞时，动作要慢 B．推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气体的部位 C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应立即重新接上，继续实验并记录数据 D．活塞与针筒之间要保持润滑又不漏气 解析：　(1)根据题意可知，本实验探究一定质量气体的压强和体积的关系，则研究对象为注射器内封闭的气体，气体的体积可以通过注射器刻度直接读出。 (2)实验过程中，推拉活塞时，动作要慢，避免因推拉活塞过快，封闭气体温度升高，故A正确，不符合题意；推拉活塞时，手不能握住注射器筒有气