第十四章 实验20 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（新教材，粤教版）

实验20　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 梳理必备知识 回归教材 一、实验目的 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系。 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,通过改变密闭注射器中气体的体积,由压力表读出对应气体的压强值,进而研究在温度不变的条件下气体的压强与体积的关系。 三、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、刻度尺等。 四、实验步骤 1.如图所示组装实验器材。 2.利用注射器封闭一段空气柱为研究对象,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。 3.把柱塞缓慢地向下压或向上拉,读取空气柱的长度与压强的几组数据。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取,空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内柱塞相连的压力表读取。 五、数据处理 1.作p-V图像 以压强p为纵坐标,以体积V为横坐标,用采集的各组数据在坐标纸上描点,绘出等温曲线,如图所示。观察p-V图像的特点看能否得出p、V的定量关系。 3.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。 六、误差分析 1.实验的过程中存在漏气现象会造成误差,在实验的过程中要保证橡胶套的气密性,可在柱塞上涂润滑油。 2.下压柱塞或上拉柱塞过快,会造成气体温度变化,引起实验误差。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。 3.在读压力表和刻度尺示数时都会引起读数误差。因此要多测几次取平均值。 七、注意事项 1.改变气体体积时,要缓慢进行。 2.实验过程中,不要用手接触注射器的外壁。 3.实验前要在柱塞上涂抹润滑油。 4.读数时视线要与刻度线平行,与尺面垂直。 提升关键能力 突破考点 考点一　基础性实验 [例1] [实验原理与实验步骤] 某同学应用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”的实验。 解析:(1)步骤②中不应该把柱塞快速地向下压或向上拉,这样会导致气体温度发生明显变化。 答案:(1)② [例1] [实验原理与实验步骤] 某同学应用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”的实验。 (2)若图像中的各点位于过原点的同一条直线上,说明一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成　　 　　(选填“正比”或“反比”)。图乙是该同学在不同环境温度下,对同一段空气柱实验,得出的两条等温线a和b,对应的温度分别为Ta、Tb,则Ta　　　　(选填“>”“=”或“<”)Tb。  答案:(2)反比　> [例2] [数据处理与误差分析] 某实验小组同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系,实验装置如图甲所示。实验中通过注射器上的刻度读出气体体积V,用气体压强传感器记录气体压强p,研究气体压强和体积的关系。 (1)关于本实验过程的说法正确的是　　　　。  A.需要用天平测出注射器活塞的质量,并将注射器竖直固定在铁架台上 B.推拉活塞时,为了稳定,手要握住注射器筒 C.推拉活塞时,为了读数准确,动作要快 D.活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量 解析:(1)该实验是研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系,不需要用到注射器活塞的质量,故A错误;推拉活塞时,手不能握住注射器筒,防止对其起到加热作用,故B错误;推拉活塞时,动作要慢,使气体温度与环境温度保持一致,故C错误;活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量,故D正确。 答案:(1)D [例2] [数据处理与误差分析] 某实验小组同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系,实验装置如图甲所示。实验中通过注射器上的刻度读出气体体积V,用气体压强传感器记录气体压强p,研究气体压强和体积的关系。 (2)实验之前,在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油,除了可以减小两者之间的摩擦之外,主要作用是  　。  解析:(2)实验之前,在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油,除了可以减小两者之间的摩擦之外,主要作用是提高活塞密封性,防止漏气。 答案:(2)提高活塞密封性,防止漏气 [例2] [数据处理与误差分析] 某实验小组同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系,实验装置如图甲所示。实验中通过注射器上的刻度读出气体体积V,用气体压强传感器记录气体压强p,研究气体压强和体积的关系。 解析:(3)根据表中数据描点连线,如图所示。 答案:(3)图见解析 [例2] [数据处理与误差分析] 某实验小组同学用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系,实验装置如图甲所示。实验中通过注射器上的刻度读出气体体积V,用气体压强传感器记录气体压强p,研究气体压强和体积的关系。 (4)根据图像可知软管中气体的体积为