实验19：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系[5年58卷1考]--【实验攻略】备战2024年高考物理必考实验讲练

实验19：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系【5年58卷1考】 类型 角度 考查要素 考查内容 教材实验：探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 改变砝码质量从而改变气体体积(2023山东13题) 基本实验要求 改变砝码个数记录压力传感器变化；实验操作步骤 数据处理 计算分析不同结果误差 总结： （1）类型角度：探究封闭注射器及压力传感器压强和体积的关系。 （2）考查要素与内容：考查实验数据分析总结等温情况下一定质量气体压强与体积的关系；重点考查实验过程的误差分析。 考点1 基本实验要求 1. 实验原理：玻意耳定律 2. 实验器材 铁架台、压力表、注射器(带橡胶套、柱塞)、刻度尺。 3. 实验步骤 （1）按如图所示，组装实验器材，在注射器下端的开口套紧橡胶套，密封一定质量的空气。 （2）测量空气柱的体积V和压强p。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取，空气柱长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V；空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 （3）把柱塞缓慢地向下压或向上拉，再读取一组空气柱的长度与压强的数据。 （4）重复步骤3，获取多组数据。 4. 注意事项 （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注射器活塞上涂润滑油。 （2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是移动活塞要缓慢，且不能用手握住注射器封闭气体部分。 考点2 数据处理及误差分析 1. 数据处理 （1）以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标，在坐标纸上描点作图，分析p与V之间的关系。某次实验的p­V图如图甲。 （2）p­V图不是线性关系，很难判断p与V的关系。由图甲猜想p可能与V成反比，p还可能与V2成反比，……可以进一步通过图像来检验这些猜想。 先以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标，把采集的各组数据在坐标纸上描点。如果p­图像中的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，即压强与体积成反比。如果不在同一条直线上，再尝试其他关系。 （3）根据多次实验的数据均可作出乙图，由此可得到结论：一定质量的气体，在温度不变的条件下，其压强与体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。 2. 误差分析 （1）漏气造成空气柱质量变化。改进措施：给注射器柱塞涂润滑油，使橡胶套尽量密封，压强不要太大。 （2）空气柱温度不恒定造成误差。改进措施：尽量在恒温环境操作，移动柱塞尽量缓慢。 （3）空气柱体积和气压测量不准确。改进措施：采用较细的注射器和准确度高的压力表。 A. 高考真题感知 1．（2023·山东·统考高考真题）利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积的关系。将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上，注射器内封闭一定质量的空气，下端通过塑料管与压强传感器相连。活塞上端固定一托盘，托盘中放入砝码，待气体状态稳定后，记录气体压强和体积（等于注射器示数与塑料管容积之和），逐次增加砝码质量，采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。    回答以下问题： （1）在实验误差允许范围内，图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线，说明在等温情况下，一定质量的气体 。 A．与成正比    B．与成正比 （2）若气体被压缩到，由图乙可读出封闭气体压强为 （保留3位有效数字）。 （3）某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了，则在计算乘积时，他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随的增大而 （填“增大”或“减小”）。 B. 限时针对训练 1．（2024·浙江·校联考模拟预测）（2）小张同学用如图所示装置做“探究气体等温变化的规律”实验。 ①他把测得的实验数据列表分析，发现气体压强p和体积V的乘积数值越来越小。出现这一结果的原因可能是实验过程中 A．柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B．环境温度升高了 C．外界大气压强发生了变化 D．注射器内的气体向外泄漏了 ②关于本实验的下列说法中，正确的是 A．推拉柱塞时动作要快 B．柱塞涂润滑油主要是为了减小摩擦 C．注射器外侧刻度尺的刻度均匀但并未标单位，这对实验结果的可靠性不会有影响 2．（2023·贵州·校联考模拟预测）在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图甲所示。利用注射器封闭一段空气柱为研究对象。 （1）关于该实验，下列操作正确的是 。 A．把柱塞快速地向下压 B．把柱塞缓慢地向上拉 C． 在实验过程中，可以用手握住注射器 （2）该实验小组利用实验所测得的数据，画出如图乙所示的图像，则他们画的可能是 图。 A．    B．    C． 3．（2023·云南大理·统考模拟预测）如图甲为“探究一定质量的气体在温度保持不变的条