1.4科学探究：气体压强与体积的关系 课前导学 -2024-2025学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

1.4科学探究：气体压强与体积的关系——高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册课前导学 基础知识导学 一、状态参量 1．热力学系统：由大量分子组成的研究对象． 2．外界：系统之外与系统发生相互作用的其他物体． 3．状态参量：为确定系统的状态所需要的一些量，如体积、压强、温度等． 4．温标：定量描述温度的方法 (1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法，规定标准大气压下冰的熔点为0 ℃，水的沸点为100 ℃．在0 ℃刻度与100 ℃刻度之间均匀分成100等份，每份算作1 ℃． (2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标也叫“绝对温标”． 二、气体压强的微观意义 1．产生原因 气体的压强是由气体中大量做无规则运动的分子对器壁频繁持续地碰撞产生的．压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力． 2．从微观角度来看，气体压强的决定因素 (1)一个是气体分子的平均动能． (2)一个是分子的密集程度． 科学探究：气体压强与体积的关系 一、实验目的 1.探究一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的关系。 2.学习气体压强的测量方法。 二、实验器材 探究气体压强与体积关系的实验装置(气压计、玻璃管、铁架台、活塞等)。 三、实验原理与设计 如图所示，以玻璃管内封闭的气体为研究对象，可由气压计读出管内气体的压强，从玻璃管的刻度上直接读出管内气体的体积。在保持气体温度不变的情况下，改变气体的体积，测量多组数据即可研究气体压强与体积之间的关系。 实验装置示意图 四、实验步骤 1.密封气体：用橡胶套在注射器中密封一定质量的气体(气体的体积大约是注射器容积的一半)。 2.安装固定：把带有压力表的注射器固定在铁架台上。 3.收集实验数据：空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据填入表格。 次数 1 2 3 4 5 压强(p) 气柱长度(l) 体积(V) 体积的倒数() 五、数据处理 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。如果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。 六、注意事项 1.气体质量一定：针筒要密封好，活塞上涂好润滑油，防止漏气。 2.温度要保持不变，推拉活塞要缓慢，手不能握住针筒。 3.改变气体的体积时，要缓慢进行，等稳定后再读数。 4.不需要测气柱的横截面积。 5.作p－ 图像时，应尽量多的实验数据点落在直线上。 七、误差分析 1.气体密封不好，实验过程中气体的质量发生变化出现误差。 2.气柱长度的测量、气体压强的测量出现误差。 基础小题试练 1.描述气体的三个状态参量是( ) A.温度、体积、压强 B.质量、温度、密度 C.质量、压强、温度 D.密度、压强、温度 2.对一定质量的理想气体，下列说法正确的是( ) A.当气体温度升高，气体的压强一定增大 B.温度不变时，气体压强每增加1atm，减小的体积都相等 C.温度不变时，气体的压强每减少1atm，气体的密度的减小都相等 D.压强不变时，气体的温度每降低1K，减小的体积不相等 3.关于理想气体，下列说法正确的是( ) A.气体对容器的压强是由气体的重力产生的 B.气体对容器的压强是由大量气体分子对器壁的频繁碰撞产生的 C.一定质量的气体，分子的平均动能越大，气体压强也越大 D.压缩理想气体时要用力，是因为分子之间有斥力 4.如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置在地面上，活塞的质量为M，底面积为S，若大气压强为，则被封闭气体的压强p等于( ) A. B. C. D.条件不够，无法判断 答案以及解析 1.答案：A 解析：描述气体的三个状态参量是：温度、体积、压强，故选A. 2.答案：C 解析：A.根据可知，当气体温度升高，气体的压强不一定增大，A错误； B.根据玻意耳定律可知，温度不变时，气体压强每增加1atm，减小的体积不相等，B错误； C.根据可知，温度不变时，气体的压强每减少1atm，气体的密度的减小都相等，C正确； D.压强不变时，根据可知，气体的温度每降低1K，减小的体积相等，D错误。 故选C。 3.答案：B 解析：AB.气体对容器的压强是由气体分子对器壁的碰撞产生的，选项A错误，B正确； C.气体的压强与分子的数密度及分子的平均动能大小有关，平均动能越大则温度越高，但如果体积变为很大，压强可能减小，选项C错误； D.压缩理想气体要用力，克服的是气体的压力（压强），而不是分子间的斥力，D错误。 故选B。 4.答案：C 解析：根据活塞受力平衡，，解得.故选C. 学科网（北京）股份有限公司 $$