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(共34张PPT)
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
实验知识·自主回顾
核心考点·重点突破
2年高考·1年模拟
实验知识·自主回顾
一、实验目的
探究在温度不变的情况下，一定质量的理想气体压强与体积的关系。
二、实验原理
本实验就是研究在温度不变时，气体的压强与体积之间的关系。在温度不变的条件下，气体压强增大时，体积减小；气体压强减小时，体积增大。
三、实验器材
带铁夹的铁架台，注射器，柱塞(与压力表密封连接)，压力表，橡胶塞，刻度尺。
四、实验步骤
1．如图所示组装实验器材。
2．注射器两端有柱塞和橡胶塞，管内密封一段空气柱，这段空气柱就是我们的研究对象。在实验过程中，我们可以近似认为空气柱的质量和温度不变。
3．用手把柱塞向下压，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与压强，记录数据。
4．用手把柱塞向上拉，选取几个位置，同时读出刻度尺读数与压强，记录数据。在该实验中，由于我们可以直接用刻度尺读数做为空气柱体积，而无需测量空气柱的横截面积。
五、数据处理
1．设计表格记录数据
六、误差分析
1．气体并不是严格意义上的理想气体。
2．两个状态的温度不能保证完全一致。
七、注意事项
1．适用条件是温度保持不变，所以操作要缓慢，才能保证温度不变。
2．要等到示数稳定之后，再去读数。
3．研究对象为一定质量的气体，防止漏气。
核心考点·重点突破
考点一
教材原型试验
(2023·凌源市高三月考)小华同学利用圆柱体注射器选取一段空气柱为研究对象来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，实验装置如图甲所示，它由注射器与气压计组成。
例1
(1)实验的条件：在柱塞上涂油防止漏气，以保证气体______不变；缓慢地推、拉柱塞，以保证在体积改变时______不变。
(2)物理量的测量：空气柱的压强p可以从仪器上方压力表的指针读出，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。小华实验前用游标卡尺测量了圆柱体注射器的内径，从图乙上读出的测量结果D＝___________ mm；用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据。
质量
温度
20.00
否
[解析](1)在柱塞上涂油防止漏气，以保证气体质量不变；缓慢地推、拉柱塞，以保证在体积改变时温度不变。
(2)游标卡尺是20分度，读数为20 mm＋0×0.05 mm＝20.00 mm。
考点二
试验拓展创新
高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情境，因此，要发现创新角度，善于用基本实验的原理、方法和技巧处理新问题。本实验的常见创新如下
实验器材 的创新
应用传感器结合计算机完成数据的采集和处理，使实验规律更形象
(2023·山西高三阶段检测)如图甲为研究一定质量的气体压强与体积关系的实验装置。
(1)图中①为______传感器，该实验需要保持气体的______和______不变。
例2
压强
质量
温度
(2)某同学在实验中测出多组气体压强与体积值后，利用DIS实验绘图功能，得到如图乙所示的p－V图像，则由图______(选填“能”或“不能”)得到压强与体积成反比的结论。
(3)某同学在实验中得到的数据如下：
次数 1 2 3 4 5 6
压强p/kPa 116.2 124.6 134.3 145.6 158.8 173.2
体积V/cm3 14 13 12 11 10 9
不能
表中数据表明气体的pV乘积随着气体体积的减小而减小，若实验中很好地满足了实验需要满足的条件，则出现该结果的原因是___________________________________________________。
实验时注
射器内的空气向外发生了泄漏
[解析](1)题图甲中①为压强传感器；研究一定质量的气体压强与体积关系时，应保持气体的质量和温度不变；
(2)压强与体积成反比的图像应为双曲线的一支，题图乙的p－V图像不能确定是不是双曲线的一支，所以不能确定压强与体积成反比；
(3)实验时注射器内的空气向外发生了泄漏。
2年高考·1年模拟
1.(2023·山东聊城一中高三开学考试)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
(1)实验时，为判断气体压强与体积的关系，_________(选填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积。
(2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体
积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以________________为横坐标在坐标系中描点作图，作出的图线如图乙所示。
(3)实验过程中，下列操作正确的是___。
A．改变气体体积时应快速推拉活塞
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．实验前应先利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量
不需要
B
ABD
(3)因是探究气体等温变化的规律，因此改变气体体积时应缓慢推拉活塞，A错误；推拉活塞时，为使气体温度不变，手不能握住注射器含有气体的部分，B正确；因是探究气体等温变化的规律，与实验装置的总质量无关，因此不需要实验前应先利用天平测量出注射器活塞及压力表的总质量，C错误。
2．(2023·海南高三阶段检测)如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；
②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强p1；
③重复上述步骤②，多次测量并记录；
④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
(1)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是______(填选项前的字母)。
A．移动活塞时应缓慢一些
B．封闭气体的注射器应密封良好
C．必须测出注射器内封闭气体的质量
AB
过原点的倾斜直
(3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______(选填选项的字母)。
A B
C D
AC

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