第十四章 实验二十 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系-【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习配套课件（人教版2019）

物 理 第十四章　热　学 实验二十　 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 返回目录 返回目录 返回目录 甲 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 1.安装：按照装置图安装好实验仪器 2.操作：由压力表读出p值，根据刻度尺读出空气柱的长度L，得到体积V＝LS，改变压力大小，多测几组数据 3.作图：坐标轴标度要适中，单位要标注，连线时要使各数据点均匀分布在图线的两侧 数据处理 注意事项 (1)空气柱的体积V等于空气柱长度L与活塞的横截面积S的乘积 (2)以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标作出p-V图像，再以体积的倒数 eq \f(1,V) 为横坐标作出p- eq \f(1,V) 图像 (1)为保证气体密闭，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油 (2)为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度 (3)注射器内外气体的压强差不宜过大 (4)在等温过程中，气体的p-V图像呈现为双曲线，不便确定p与V的关系，要通过坐标变换，画p- eq \f(1,V) 图像，把双曲线变为直线，以方便判断p和V成反比 考点 eq \a\vs4\al(1) 教材原型实验 考点 eq \a\vs4\al(2) 探索创新实验 [例2]　(2023·山东卷)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p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV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．p与V成正比 B．p与 eq \f(1,V) 成正比 (2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，由图乙可读出封闭气体压强为________Pa。(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ΔV，则在计算pV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p的增大而________(选填“增大”或“减小”)。 解析　(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，p与 eq \f(1,V) 成正比。故选 B。 (2)若气体被压缩到V＝10.0 mL，则有 eq \f(1,V) ＝ eq \f(1,10.0) mL－1 ＝100×10－3 mL－1，由图乙可读出封闭气体压强为p＝2.04×105 Pa。 (3)某组同学进行实验时，一同学在记录数据时漏掉了ΔV，则在计算pV乘积时，根据p(V0＋ΔV)－pV0＝pΔV，可知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p的增大而增大。 答案　(1)B　(2)2.04×105　(3)增大 1．(2023·江苏卷)在“探究气体等温变化的规律”的实验中，实验装置如图所示。利用注射器选取一段空气柱为研究对象。下列改变空气柱体积的操作正确的是(　　) A．把柱塞快速地向下压 B．把柱塞缓慢地向上拉 C．在橡胶套处接另一注射器，快速推动该注射器柱塞 D．在橡胶套处接另一注射器，缓慢推动该注射器柱塞 解析 　因为该实验是要探究气体等温变化的规律；实验中要缓慢推动或拉动活塞，目的是尽可能保证封闭气体在状态变化过程中温度不变；为了方便读取封闭气体的体积不需要在橡胶套处接另一注射器。故选B。 答案　B 4．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。 (1)关于该实验，下列说法正确的是________。 A．实验前应将注射器的空气完全排出 B．空气柱体积变化应尽可能地快些 C．空气柱的压强随体积的减小而减小 D．作出p- eq \f(1,V) 的图像可以直观反映出p与V的关系 (2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p-V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1______(选填“<”“＝”或“>”)T2。 (3)另一小组根据实验数据作出的V- eq \f(1,p) 图线如图丙所示，若他们的实验操作无误，造成图线不过原点的原因可能是______________________________________ _____________________________________________________________________。 解析　(1)实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误；空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误；气体发生等温变化，空气柱的压强随体积的减小而增大，故C错误；p- eq \f(1,V) 图像是一条倾斜的直线，作出p- eq \f(1,V) 的图像可以直观反映出p与V的关系，故D正确。 (2)在p-V图像中，根据 eq \f(pV,T) ＝C，即pV＝CT，离坐标原点越远的等温线温度越高，故T1>T2。 (3)造成图线不过原点可能的原因是注射器中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，实验时未考虑注射器前端与橡胶套连接处的气体。 答案　(1)D　(2)>　(3)实验时未考虑注射器前端与橡胶套连接处的气体体积 $$