2025年高考物理复习讲义第十四章实验十三　探究等温情况下一定质量气体压强（含解析）.docxVIP

实验十三探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

●误差分析

1．漏气造成空气柱质量变化．

改进措施：给注射器柱塞涂润滑油，使橡胶套尽量密封，压强不要太大．

2．空气柱温度不恒定造成误差．

改进措施：尽量在恒温环境操作，移动柱塞尽量缓慢．

3．空气柱体积和气压测量不准确．

改进措施：用较细的注射器和准确度高的压力表．

考点教材原型实验

典例(2023·山东卷)利用如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＝10.0mL，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________(填“增大”或“减小”)．

变式(2024·天津耀华中学月考)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．实验前应将注射器内的空气完全排出

B．空气柱体积变化尽可能地快些

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)如图乙所示是a、b两同学在实验中得到的p-eq\f(1,V)图像，若两人实验时均操作无误且选取的坐标标度相同，那么两图像斜率不同的主要原因是____________________．

考点实验的创新与改进

实验器材的创新

应用传感器采集实验数据，结合计算机完成数据的处理与分析，方便得出实验规律

实验目的的创新

由探究气体压强和体积的关系迁移为测量不规则小物体的体积

1．[实验器材创新]如图1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缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后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值p1.

③重复步骤②，多次测量并记录数据．

④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论．

(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的________和________．

(2)根据记录的实验数据，作出了如图2所示的p-V图像．对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式____________，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比．图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义是______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________.

(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，在下列四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是________．

2．[数据处理创新]某小组利用如图所示装置研究“一定质量气体温度不变时，压强与体积的关系”．

如图所示，带刻度的注射器内封闭了一定质量的气体，推动活塞可以改变气体体积V.实验时所用测量压强的装置较特殊，测量的是注射器内部气体和外部大气(压强为p0)的压强差Δp.在多次改变体积后，得到如表所示数据：

Δp/(×105Pa)

0

0.11

0.25

0.43

0.67

V/mL

10

9

8

7

6

(1)图中装置1为____________，装置2为____________．

(2)每次气体的状态调整后，都要等一会儿再记录数据，这是为了

________________________________________________________________________.

(3)研究小组基于数据，以Δp为y轴，作出的函数图线为直线，则x轴是________．

(4)若图像斜率为k，该直线的函数表达式是________________，图像纵轴截距的绝对值的物理含义是____