高考物理总复习第15单元热学实验21探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系.pptx

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1、实验二十一探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系实验课标解读 基础实验过关 创新实验拓展教师备用习题 课时巩固训练实验课标解读基础实验过关例12021山东威海模拟某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律.(1)在实验中,下列操作中不是必需的是(填选项前的字母).A.用橡胶塞密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径C.读取压力表上显示的气压值D.读取刻度尺上显示的空气柱长度B解析用橡胶塞密封注射器的下端,是为了封住一定量的气体,故A正确;没有必要测量柱塞的直径,由于整个过程中,截面不变,知道长度就可以,列方程时,两边截面积可以消掉,故B错误;基础实验过关例12021山东威海模拟某同学

2、用如图所示装置探究气体做等温变化的规律.(1)在实验中,下列操作中不是必需的是(填选项前的字母).A.用橡胶塞密封注射器的下端B.用游标卡尺测量柱塞的直径C.读取压力表上显示的气压值D.读取刻度尺上显示的空气柱长度B读取压力表上显示的气压值,知道初、末状态的气压值,故C正确;读取刻度尺上显示的空气柱长度来表示空气的体积,故D正确.本题选择不必需的,故选B.基础实验过关(2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是.保证气体状态变化过程中温度尽可能保持不变解析不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动活塞,这些要求的目的是:

3、尽可能保证封闭气体在状态变化过程中的温度不变.基础实验过关(3)如图所示的图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是(填选项字母).C基础实验过关(4)一定质量的气体由状态A变到状态B的过程如图所示,A、B位于同一双曲线上,则此变化过程中,温度(填选项前的字母).A.一直降低B.先升高后降低C.先降低后升高D.一直升高B例2 2021宁波模拟如图甲为某同学做“用DIS研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验示意图,缓慢推动活塞,在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中,多次从注射器的刻度尺上读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机.实验完成后,计算机

4、屏幕上显示出如图乙所示的p-V图线(其中实线是实验所得图线,虚线为一根参考双曲线).创新实验拓展(1)在实验操作过程中,为了保证实验的恒温条件,要采取的做法是(填选项前的字母).A.用橡皮帽堵住注射器的小孔B.移动活塞要缓慢C.实验时,不要用手握注射器有气体的部位D.在注射器活塞一周涂润滑油创新实验拓展BC解析本实验需要研究的问题是“一定质量气体在温度不变时,压强与体积的关系”,实验中为保证气体的质量不变,用橡皮帽堵住注射器的小孔,并在注射器活塞一周涂润滑油,即封闭气体的容器密封良好,故A、D错误;为保证气体的温度不变,实验时,移动活塞一定要缓慢,同时不要用手握注射器有气体的部位,否则不能保证

5、实验条件,故B、C正确.(2)仔细观察不难发现,该图线与玻意耳定律不够吻合,造成这一现象的可能原因是(填选项前的字母).A.环境温度逐渐升高B.环境温度逐渐降低创新实验拓展B解析仔细观察不难发现,该图线与玻意耳定律不够吻合,造成这一现象的可能原因是:实验时环境温度降低了,故B正确,A错误.创新实验拓展A1.实验中缓慢推动活塞,可以使被压缩气体与周围环境充分进行热传递,保持与周围环境温度一致,避免活塞对气体做功使气体温度升高.2.用图像法处理实验数据就是为了减小偶然误差,需要多测量几组数据,以减小偶然误差.创新实验拓展要点总结例3如图所示是一种探究气体的体积和压强的变化规律的装置.将气球、压强传

6、感器和大型注射器用T形管连通.初始时认为气球内无空气,注射器内气体体积为V0,压强为p0.T形管与传感器内少量气体体积可忽略不计.缓慢推动活塞,保持温度不变,装置密封性良好.(1)该装置可用于验证定律.创新实验拓展玻意耳解析本实验研究在温度不变时气体的压强随体积的变化情况,所以该装置可用于验证玻意耳定律.创新实验拓展(3)继续推动活塞,多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强,计算出对应的气球内气体的体积,得到如图所示的气球内的气体体积和压强关系图.根据该图像估算:若初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体,则当气体全部被压入气球后,气球内气体的压强将变为p0.(保留3位小数)创

7、新实验拓展1.027解析根据图像可知,当0.5V0的气体全部推入气球后,气球内的压强为1.027p0.1.运用玻意耳定律可以测量小晶体的体积,装置示意图如图所示,实验步骤如下:教师备用习题123p/(105Pa)0.771.001.33V/(10-5m3)1.201.000.85取适量小晶体,装入注射器内;缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度V1,通过压强传感器、数据采集器从计算机上读取此时气体的压强p1;重复步骤,记录活塞在另一位置的容积刻度V2并读取相应的气体的压强p2;再重复步骤,处理记录的3组数据,得到小晶体的体积.(1)实验中缓慢推动活塞,是为了保持不变.教师备用习题温

8、度解析实验中推动活塞,活塞对气体做功,而缓慢推动可以使被压缩气体与周围环境充分进行热传递,以保持与周围环境温度一致,即为了保持温度不变.V教师备用习题1(3)如果图像的斜率用k表示,则注射器内小晶体的体积V0与容积刻度V、气体的压强p的关系表达式为:V0=.教师备用习题(4)采用图像法处理实验数据,则本次数据的不足之处是.数据太少教师备用习题解析用图像法处理实验数据就是为了减小偶然误差,所以题中数据量太少,需要多测量几组数据.教师备用习题(1)根据如图所示的图像,可求得不规则物体的体积约为mL.教师备用习题5.5(2)如果在上述实验过程中,由于注射器内气体的温度升高,那么,所测不规则物体体积值

9、(选填“偏大”“偏小”或“不变”).教师备用习题偏大(3)为提高实验的准确性,本实验的基本要求是.教师备用习题封闭气体的质量和温度不变解析只有一定质量的气体温度保持不变时,体积与压强才成反比,所以完成本实验的基本要求是封闭气体的质量和温度不变.3.用图甲所示仪器探究气体等温变化的规律.(1)关于该实验下列说法正确的有.A.该实验用控制变量法研究气体的变化规律B.应快速推拉柱塞C.为方便推拉柱塞,应用手握注射器再推拉柱塞D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位教师备用习题AD解析该实验是研究质量一定的气体在温度不变情况下,压强跟体积的关系,采用了控制变量法,A正确;快速推拉或用手

10、握注射器,会导致气体温度发生变化,不符合实验条件,B、C错误;3.用图甲所示仪器探究气体等温变化的规律.(1)关于该实验下列说法正确的有.A.该实验用控制变量法研究气体的变化规律B.应快速推拉柱塞C.为方便推拉柱塞,应用手握注射器再推拉柱塞D.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位教师备用习题AD实验只需要关注图像的斜率变化即可探究压强跟体积的关系,所以注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位,D正确.教师备用习题(3)为更准确地测出气体的压强,小华用压强传感器和注射器相连,得到某次实验的p-V图如图丙所示,这是由于温度.A.一直下降B.先上升后下降C.先下降后上升D

11、.一直上升教师备用习题B解析根据图像与等温线的关系,可知气体温度先升高再降低,故B正确.1.在探究气体压强与体积的关系的实验中,用同一个注射器在实验室前后做了两次实验探究气体压强与体积的关系,操作完全正确.(1)根据实验数据在p-V图上画出了两条不同双曲线,如图所示.造成这种情况的可能原因是(填选项前的字母).A.两次实验中空气质量不同B.两次实验中温度不同C.其中一次实验时活塞受到的摩擦力太大D.其中一次实验时活塞受到的摩擦力太小课时巩固训练AB课时巩固训练(2)实验中为了保持封闭气体的温度不变,下列采取的措施比较合理的是(填选项前的字母).A.在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性B.推拉活

12、塞时要缓慢C.不要用手直接握在注射器有气体的部分上D.实验前注射器内要吸入尽量多的空气课时巩固训练BC解析在活塞上涂上润滑油,保持良好的密封性,这样是为了保持封闭气体的质量不发生变化,并不能保持封闭气体的温度不变,A错误;缓慢地推拉活塞,可以使气体的温度保持与外界的温度一致,从而可以保持封闭气体的温度不变,B正确;当用手直接握在注射器有气体的部位时,手的温度可能会改变气体的温度,所以不要用手直接握在注射器有气体的部位,C正确;实验前注射器内空气质量对温度没有影响,D错误.课时巩固训练2.2021大连五校联考某同学用DIS研究温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系,实验装置如图甲所示,实验中

13、通过注射器示数读出气体体积V,用气压传感器记录气体压强p,研究气体压强和体积的关系.(1)关于本实验过程的说法正确的是(填选项前的字母).A.推拉活塞时,为了读数准确,动作要快B.推拉活塞时,为了稳定,手要握住注射器筒C.压强传感器与注射器之间的软管脱落后,应立即重新接上,继续实验并记录数据D.活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量课时巩固训练D解析推拉活塞时,动作要慢,使温度与环境温度保持一致,故A错误;推拉活塞时,手不能握住注射器,防止对其起加热作用,故B错误;压强传感器与注射器之间的软管脱落后,气体质量变化,需重新实验,故C错误;活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量,故D正确.课时巩固

14、训练课时巩固训练序号 V/mL p/(105Pa)1181.0380.9632161.1600.8623141.3110.7634121.5120.6625101.7840.560682.1780.459762.7930.358答案如图所示解析将表格中的数据在坐标系中描出来,然后用直线连接起来,连线的时候,使尽可能多的点分布在直线上,不在直线上的点均匀分布在直线两侧,图像如图所示.课时巩固训练正比(4)由于在实验中未考虑软管中气体的体积,实验结果有一定的误差,此误差属于(选填“系统误差”或“偶然误差”).课时巩固训练系统误差解析由于在实验中未考虑软管中气体的体积,体积的读数值总是比实际值小,有

15、一定的误差,此误差属于系统误差.(5)由图像可以求得软管中气体的体积为mL(保留2位有效数字).课时巩固训练1.63.2022衡水中学月考如图所示,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: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;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值p1;重复上述步骤,多次测量并记录;根据记录的数据,作出相应图像,分析得出结论.课时巩固训练(1)关于本实验的基本要求,下列说法中正确的是(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

16、器内封闭气体的质量D.必须测出注射器内封闭气体的温度AB课时巩固训练解析由于该实验是用气体压强传感器探究气体等温变化的规律,条件是对于一定质量的气体而言的,故实验中不能出现漏气的现象,实验时应该缓慢一些移动活塞,因为移动活塞时,相当于对气体做功或者气体对外做功,如果太快的话,气体的温度就会发生变化,故A、B正确;等温变化的规律为p1V1=p2V2,所以不必要测出气体的质量和温度,只要看它是否满足这样的变化规律即可,故C、D错误.课时巩固训练过原点的倾斜直线(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T1T2.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(填选项字母).AC课时巩固训练