高中物理復習實驗十九探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系課件

實驗十九探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系

素養(yǎng)目標1.學會探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強與體積的關系．2．會用圖像法處理實驗數(shù)據(jù)．必備知識·自主落實一、操作過程1．按實驗原理圖安裝好儀器2.使活塞處于適當?shù)奈恢茫惭b好橡膠套，密封一定質(zhì)量的空氣．提醒：密封的氣體體積要適當大一些3.把柱塞緩慢地向下壓或向上提，當柱塞穩(wěn)定后讀取空氣的體積以及對應的氣壓計的示數(shù)，并記錄到設計好的表格內(nèi)．提醒：緩慢移動是為了保證密閉空氣的溫度保持不變4．實驗完畢，整理實驗儀器．

關鍵能力·分層突破考點一教材原型實驗例1物理小組的同學們利用圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律．實驗步驟如下：①將注射器下端開口處套上橡膠套，和柱塞一起封閉一段空氣柱；②測出空氣柱的橫截面積，通過刻度尺讀取空氣柱的長度，可得空氣的體積V；③從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取空氣柱的壓強p；④把柱塞迅速地向下壓或向上拉，讀取空氣柱的長度與壓強，獲取空氣柱的體積V和壓強p的幾組數(shù)據(jù)；⑤將各組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，繪制曲線，得出溫度不變時氣體壓強與體積的關系．完成下列填空：(1)實驗中出現(xiàn)錯誤的步驟是________(選填步驟前的數(shù)字序號)，應該糾正為__________________________．(2)糾正了實驗中的錯誤后，重新規(guī)范完成實驗．用采集的各組數(shù)據(jù)在坐標紙上描點，繪制曲線如圖乙所示，根據(jù)繪制的p-V圖線，______(選填“能”或“不能”)直觀判斷空氣柱的壓強與體積成反比，理由是_____________________________________________________.④把柱塞緩慢地向下壓或向上拉不能p-V圖線是曲線，只能猜想p與V成反比，需要轉(zhuǎn)化為直線進一步檢驗解析：(1)實驗中出現(xiàn)錯誤的步驟是④，為避免溫度變化，應該糾正為把柱塞緩慢地向下壓或向上拉．(2)根據(jù)繪制的p-V圖線，不能直觀判斷空氣柱的壓強與體積成反比，理由是p-V圖線是曲線，只能猜想p與V成反比，需要轉(zhuǎn)化為直線進一步檢驗．例2用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律．

不需要AB②

漏氣

例3[2024·云南模擬預測]某同學用注射器和壓強傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時遵循的規(guī)律，實驗裝置如圖(a)所示．用活塞和注射器外筒封閉一定的氣體，其壓強可由左側(cè)的壓強傳感器測得．

防止漏氣D1

考點二探索創(chuàng)新實驗例4[2023·山東卷]利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關系．將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上，注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣，下端通過塑料管與壓強傳感器相連．活塞上端固定一托盤，托盤中放入砝碼，待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)，逐次增加砝碼質(zhì)量，采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示．

B2.04×105增大

例5[2024·河北秦皇島考試]某實驗小組用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化規(guī)律．(1)實驗前他們先討論了實驗注意事項，下列說法中正確的是________．A．實驗前給注射器柱塞涂潤滑油是為了提高裝置的氣密性，防止漏氣B．實驗前給注射器柱塞涂潤滑油是為了減小柱塞與注射器間的摩擦力，減小壓強測量誤差C．為了減小實驗誤差，實驗時推拉注射器柱塞的動作要快D．為了減小實驗誤差，實驗時不可用手握注射器AD解析：實驗前給注射器柱塞涂潤滑油是為了增強實驗裝置的氣密性，保證封閉氣體質(zhì)量不變，而不是為了減小柱塞與注射器之間的摩擦力，因為氣體的壓強由壓強傳感器直接測得，故選項A正確，B錯誤；為了防止封閉氣體的溫度變化影響實驗結(jié)果的準確性，要緩慢推拉柱塞，并且不能用手握注射器，故選項C錯誤，D正確．(2)由注射器刻度讀出空氣柱的長度，并記錄對應壓強傳感器的示數(shù)．通過推拉注射器的柱塞，得到多組空氣柱長度L和對應的氣體壓強p，以氣體壓強p為縱軸，空氣柱長度L為橫軸，將得到的數(shù)據(jù)描點、連線，得到如圖乙所示的圖像，由此圖像可得出的實驗結(jié)論為______________________________，由于圖像是曲線，不好定量分析氣體的壓強和體積的關系，有同學提出以氣體壓強p為縱軸，________(空氣柱長度L的相關函數(shù))為橫軸，若得到一條過原點的直線，則表明在溫度不變的情況下氣體的壓強與體積成反比．空氣柱體積越大，封閉氣體的壓強越小

(3)他們對相同的封閉氣體在兩種不同溫度下進行實驗，得到了如圖丙所示的兩條圖線a、b，當壓強都為p1時，橫軸坐標分別為x1＝0.091m－1、x2＝0.1