第15章 实验20 探究气体等温变化的规律（PPT课件）-【正禾一本通】2024高考物理高三一轮总复习高效讲义（新教材新高考）

2024版·物理（①） 第十五章 热学 实验二十　探究气体等温变化的规律　 正比 【实验目的】 　1．学会探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系。2．学会用图像法处理实验数据。 备考第1步——理清实验过程，注意实验事项 一、实验原理 在注射器内封闭一段空气柱，保持空气柱的质量、温度不变，空气柱的压强与体积的倒数成____关系。 二、实验器材 带铁架的铁架台、柱塞(与压力表密封连接)压力表、注射器、橡胶套、刻度尺。 三、实验过程 1．组装实验器材。 2．在实验过程中，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。 4．用手把柱塞向上拉，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与压强，记录数据。在该实验中，可以直接用刻度尺读数作为空气柱体积。 5．以压强p为纵坐标，以体积的倒数 eq \f(1,V) 为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点，观察图像，进一步确定p与 eq \f(1,V) 的关系。 [注意事项] (1)操作过程要缓慢，保证温度不变。 (2)在实验操作的过程中，改变空气柱长度时操作要缓慢。同时手不能握住注射器。 四、实验结论 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，所以p ­V图线是双曲线的一支，但不同温度下的图线是不同的。如图是一定质量的气体分别在T1、T2温度下等温变化的p ­V图线，其中温度较高的是__。 T2 五、误差分析 1．实验的过程中存在漏气现象会造成误差。 2．下压柱塞或上拉柱塞过快，会造成气体温度增加，引起实验误差。 3．在读压力表和刻度尺示数时都会引起读数误差。要多测几次取平均值。 备考第2步——研典题破重难，透析高考考法 类型1 基础实验过关 【典例引领】 【例1】 某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。 (1)实验时，为判断气体压强与体积的关系，________(填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积。 (2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。 (3)实验过程中，下列操作正确的是________。 A．改变气体体积时应快速推拉活塞 B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分 C．压力表与注射器之间的软管脱落后，应迅速将它重新装上继续测量 D．实验前应先利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量 (4)为能更准确地测出气体的压强，某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器(测量压强更准确)，如图丁所示。 用(2)中方法作出的图线如图丙所示，而该图线不过原点，为减小这一实验误差，请写出一条改进建议：___________________________________________________。 解析：(1)由于注射器的截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测体积； (2)反比例函数是曲线，正比例函数是过原点的直线，所以要画p ­ eq \f(1,V) ，则应以 eq \f(1,V) 为横坐标。 (3)若急速推拉活塞，则有可能造成漏气和温度变化，所以应缓慢推拉活塞，故A错误；推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，若手握着含有气体的部分，会造成温度变化，故B正确；压力表与注射器之间的软管脱落后，造成漏气，活塞内气体质量发生变化了，应重新实验，故C错误；因压强由压力表测量，不是由平衡条件计算，所以实验前不需要利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量，故D错误。故选B。 (4)某同学直接用软管连通注射器和另一压强传感器，用(2)中方法作出的图线如图丙所示，该图线不过原点，显然是软管里的气体没计算，体积的测量值偏小造成的，所以选用容积较大的注射器可改善。 答案：(1)不需要　(2) eq \f(1,V) (或体积的倒数)　(3)B　(4)选用容积较大的注射器(或实验中气体的体积不能压缩得过小或测出软管中气体的体积等) 【跟踪训练】 1．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，________(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．用手握注射器推拉柱塞 D．注射器必须固定在竖直平面内 (3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标， eq \f(1,V) 为横坐标。在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的________(填“①”或“②”)，造成该现象的原因可能是