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实验十九探究气体等温变化的规律
考情调研
命题特征
探究气体等温变化的规律实验在新高考中考查较少，在2023年江苏卷和2023年山东卷对本实验有考查，在2023年考查两次，可见对本实验的考查热度有所增加，在备考中还应引起足够重视
1.考装置：通过不同实验装置确定气体的压强。
2.考操作：实验操作中的注意事项。
3.考数据：计算法、图像法
某实验小组用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律。
【实验原理】
（1）一定质量的气体，在温度保持不变的情况下，压强与体积成反比（选填“正比”或“反比”）。
【实验步骤】
（2）在注射器内用柱塞封闭一定质量的气体，按图甲所示的实验装置将实验器材连接起来。
（3）缓慢移动柱塞至某位置，压力表示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和压力表显示的气体压强值。
（4）重复步骤（3），多次测量并记录。
（5）根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。
【注意事项】
（6）实验装置需用铁架台固定，而不能用手握住注射器，并且在实验中要缓慢地向下压或向上拉柱塞的原因是保证温度不发生明显变化。
【数据处理】
（7）表中是小明同学测得的a、b、c、d四组实验数据。图甲中的压力表记录的是测b组数据时的状态，请将表中数据补充完整。
a
b
c
d
压强p/105Pa
0.80
1.00
1.60
1.90
体积V/cm3
8.0
6.4
4.0
3.4
体积倒数1V/cm－
0.125
0.156
0.250
0.294
（8）根据表中数据在如图乙所示的坐标系中作出p－1V
答案：（8）如图所示
【误差分析】
（9）小组同学重复小明同学的实验步骤得到了如图丙所示的图像，则产生这种现象可能的原因是A（填选项前字母）。
A.实验过程中气体温度升高
B.实验过程中气体温度降低
C.实验过程中有漏气现象
解析：（9）由一定质量的理想气体的状态方程pV＝CT可知，p＝CT·1V，题图丙中最后图线的斜率逐渐增大，说明气体温度逐渐升高，A正确，B错误；若出现漏气现象，相同体积下气体的压强会偏小，图线应下偏，C
1.实验步骤与操作
（1）组装实验器材。
（2）注射器两端有柱塞和橡胶套，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，计算出气体体积，也可以直接用刻度尺读数作为空气柱体积。
（5）以压强p为纵坐标，以体积的倒数1V为横坐标，把以上各组数据在坐标系中描点，观察图像，进一步确定p与1
2.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。
1.（2023·江苏高考9题）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：B探究气体等温变化的规律，要求气体质量一定，橡胶套可确必威体育官网网址封良好，C、D错误；缓慢移动柱塞，保持气体温度不变，A错误，B正确。
2.（2023·山东高考13题）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B。
A.p与V成正比
B.p与1V
（2）若气体被压缩到V＝10.0mL，由图乙可读出封闭气体压强为2.04×105Pa（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的增大而增大（选填“增大”或“减小”）。
解析：（1）题图乙为一条过原点的倾斜直线，说明一定质量的气体在温度不变的条件下压强与体积的倒数成正比，B正确。
（2）气体体积V＝10.0mL时，1V＝100×10－3mL－1，由题图乙直接读出该状态下的压强p＝2.04×105Pa
（3）正确记录数据时p
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