2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習(xí)第十四章熱學(xué)實(shí)驗(yàn)十九探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系學(xué)生用書

試驗(yàn)十九探究等溫狀況下肯定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系【素養(yǎng)目標(biāo)】1.學(xué)會探究等溫狀況下肯定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系.2.會用圖像法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)．必備學(xué)問·自主落實(shí)一、操作過程1．按試驗(yàn)原理圖安裝好儀器2.使活塞處于適當(dāng)?shù)奈恢?，安裝好橡膠套，密封肯定質(zhì)量的空氣．提示：密封的氣體體積要適當(dāng)大一些3.把柱塞緩慢地向下壓或向上提，當(dāng)柱塞穩(wěn)定后讀取空氣的體積以及對應(yīng)的氣壓計(jì)的示數(shù)，并記錄到設(shè)計(jì)好的表格內(nèi)．提示：緩慢移動(dòng)是為了保證密閉空氣的溫度保持不變4．試驗(yàn)完畢，整理試驗(yàn)儀器．二、數(shù)據(jù)處理以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo)，以體積V為橫坐標(biāo)作出p－V圖像，如圖甲所示；再以體積的倒數(shù)1V為橫坐標(biāo)作出p－1三、誤差分析1．橡膠套密封不嚴(yán)會使空氣柱的質(zhì)量變更引起誤差．2．試驗(yàn)過程環(huán)境溫度變更或柱塞向下壓或向上拉得過快會使空氣柱的溫度變更引起誤差．3．空氣柱體積、壓力表的讀數(shù)等引起的誤差．四、留意事項(xiàng)1．為保證氣體密閉．應(yīng)在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油．2．為保持氣體溫度不變，試驗(yàn)過程中不要用手握住注射器有密閉氣體的部位；同時(shí)，變更體積過程應(yīng)緩慢，以免影響密閉氣體的溫度．3．注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不宜過大．4．在等溫過程中，氣體的p－V圖像呈現(xiàn)為雙曲線的一條，不便確定p與V的關(guān)系，要通過坐標(biāo)變換畫P－1V圖像，把雙曲線的一條變?yōu)橹本€，以便利推斷p和V關(guān)鍵實(shí)力·精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)例1在利用特制的注射器做“探究氣體等溫變更的規(guī)律”試驗(yàn)中，某小組同學(xué)通過上拉或下壓柱塞得到了a、b、c、d四組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如圖所示是壓力表記錄b組數(shù)據(jù)時(shí)的狀態(tài)，通過記錄對應(yīng)的四個(gè)封閉氣柱的長度值L(L單位：cm)算出體積，四組試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．次數(shù)abcd壓強(qiáng)p(×105Pa)0.81.61.9體積V(cm3)86.44.03.4體積倒數(shù)1V(cm－30.1250.1560.250.294(1)試驗(yàn)探討的對象是________，試驗(yàn)中應(yīng)保持不變的參量是________和________．(2)試驗(yàn)中為了限制該參量不變，下列實(shí)行的主要措施比較合理的是________．A．在活塞上涂上潤滑油，保持良好的封閉性B．推動(dòng)活塞時(shí)要緩慢C．不要用手干脆握住注射器密閉氣體的部分D．試驗(yàn)前注射器內(nèi)要吸入盡量多的空氣(3)試驗(yàn)數(shù)據(jù)b對應(yīng)的壓強(qiáng)應(yīng)為________×105Pa，依據(jù)上表數(shù)據(jù)作出的p－1V[解題心得]針對訓(xùn)練1.某同學(xué)探究氣體等溫變更規(guī)律的試驗(yàn)裝置如圖1所示．該同學(xué)測出了注射器內(nèi)封閉氣體的幾組壓強(qiáng)p和體積V的值后，以p為縱坐標(biāo)，1V為橫坐標(biāo)，畫出p－1A．各組的p、1VB．試驗(yàn)過程中有漏氣現(xiàn)象C．試驗(yàn)過程中氣體溫度上升D．在計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，沒有計(jì)入由于活塞和框架的重力引起的壓強(qiáng)考點(diǎn)二探究創(chuàng)新試驗(yàn)例2[2024·北京海淀二模]如圖所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變更的規(guī)律，操作步驟如下：①在注射器內(nèi)用活塞封閉肯定質(zhì)量的氣體，將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來；②緩慢移動(dòng)活塞至某一位置，待示數(shù)穩(wěn)定后記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1；③重復(fù)上述步驟②，多次測量并記錄；④依據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，作出相應(yīng)圖像，分析得出結(jié)論．(1)在本試驗(yàn)操作的過程中，須要保持不變的量是氣體的________和________．(2)依據(jù)記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，做出了如圖所示的p－V圖.對圖線進(jìn)行分析，假如在誤差允許范圍內(nèi)，p1、p2、V1、V2之間滿意關(guān)系式________，就說明肯定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比．圖線在V1、V2之間所圍的面積的物理意義表示________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)在不同溫度環(huán)境下，另一位同學(xué)重復(fù)了上述試驗(yàn)，試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確．環(huán)境溫度分別為T1、T2，且T1>T2.在如圖所示的四幅圖中，可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是________(選填選項(xiàng)前的字母)．(4)在相同溫度環(huán)境下，不同小組的同學(xué)均按正確的試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理的方法完成了試驗(yàn)，并在相同坐標(biāo)標(biāo)度的狀況下畫出了壓強(qiáng)與體積的關(guān)系圖線，如圖所示．對于兩組的圖線并不相同的結(jié)果，他們請教了老師，老師的說明是由于他們選取的氣體質(zhì)量不同．若4個(gè)小組所選擇的探討對象的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，則由圖可知它們的大小關(guān)系是m1________m2，m3________m4(選填“大于”或“小于”)．[解題心得]針對訓(xùn)練2.如圖所示為“探討肯定質(zhì)量氣體在壓強(qiáng)不變的條件下，體積變更與溫度變更關(guān)系”的試驗(yàn)裝置示意圖．粗細(xì)勻稱的彎曲玻璃管A臂插入燒瓶，B臂與玻璃管C下部用橡膠管連接，C管開口向上，肯定質(zhì)量的氣體被封閉于燒瓶內(nèi)．起先時(shí)B、C內(nèi)的水銀面等高．(1)若氣體溫度上升，為使燒瓶內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，應(yīng)將C管________(選填“向上”或“向下”)移動(dòng)，直至________．(2)試驗(yàn)中多次變更氣體溫度，用Δt表示氣體上升的溫度，用Δh表示B管內(nèi)水銀面高度的變更量．依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線是圖中的()試驗(yàn)十九探究等溫狀況下肯定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系關(guān)鍵實(shí)力·精準(zhǔn)突破例1解析：(1)試驗(yàn)探討的對象是注射器內(nèi)密閉的氣體，保持不變的參量是溫度和密閉氣體的質(zhì)量．(2)活塞和針筒之間涂上潤滑油，減小摩擦，防止漏氣，保證氣體質(zhì)量不變．緩慢推動(dòng)活塞、不要用手干脆握住注射器密閉氣體的部分，保證氣體的溫度不變，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤．(3)試驗(yàn)數(shù)據(jù)b對應(yīng)的壓強(qiáng)為1.0×105Pa，作出的p-1V答案：見解析1．解析：甲圖：是線性關(guān)系，但不過原點(diǎn)，相當(dāng)于把圖線向右平移了肯定距離或向下平移了肯定距離，分析知，體積計(jì)算是不會出錯(cuò)誤，應(yīng)當(dāng)是少了一部分壓強(qiáng)，故選D.乙圖：圖線向上彎曲，說明pV乘積變大，是溫度上升或質(zhì)量增加造成的現(xiàn)象，故選C.丙圖：圖線向下彎曲，說明pV乘積變小，是溫度下降或質(zhì)量減小造成的現(xiàn)象，故選B.答案：DCB例2解析：(1)玻意耳定律：對肯定量的氣體溫度保持不變時(shí)…….因此應(yīng)是質(zhì)量和溫度不變．(2)依據(jù)玻意耳定律可知p1V1＝p2V2，氣體體積由V1變到V2的過程中，氣體對外界做功．(3)由于pV＝恒量，V-p圖像為雙曲線，且取相同的體積時(shí)，溫度高的壓強(qiáng)大，因此T1圖像在T2圖像的上方，A正確，B錯(cuò)誤；由于pV＝恒量，V-1p圖像為過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，且壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度高的體積大，因此T1圖像在T2(4)在體積和溫度相同時(shí)，質(zhì)量大的，單位體積內(nèi)的分子數(shù)多，壓強(qiáng)大，因此m1>m2，m