高中物理高考 实验十八　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

实验十八　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

【例5】 (2020·北京市海淀区6月二模)如图11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：

图11

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值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，下列说法中正确的是________(选填选项前的字母)。

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

D.气体的压强和体积必须用国际单位

(2)为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出__________(选填“p－ V”或“p－”)图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条__________________，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。

(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)。

答案　(1)AB　(2)p－　过原点的倾斜直线(或正比例函数直线)　(3)AC

解析　(1)移动活塞时应缓慢一些，以保证气体的温度不变，选项A正确；封闭气体的注射器应密封良好，要保证气体的质量不变，选项B正确；必须测出注射器内封闭气体的体积，选项C错误；气体的压强和体积使用同一单位制的单位即可，不必须用国际单位，选项D错误。

(2)根据pV＝C可知p＝，则为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出p－图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条过原点的倾斜直线(或正比例函数直线)，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。

(3)在p－V图像中，若画出一条平行p轴的等容线，可看出p1＞p2，由＝C可知T1＞T2，则选项A正确，B错误；由＝C可知，p＝CT，则p－图像的斜率越大，温度越高，因T1＞T2，则选项C正确，D错误。