2026高考一轮总复习 物理课件_实验二十　探究气体等温变化的规律_含解析

这是一份2026高考一轮总复习 物理课件_实验二十　探究气体等温变化的规律_含解析，共50页。PPT课件主要包含了注射器，橡胶套，压力表，刻度尺，误差分析，注意事项，考点一教材原型实验，设定的温度不同，考点二创新拓展实验，实验步骤等内容，欢迎下载使用。
一、实验器材带铁夹的铁架台、 、柱塞（与压力表密封连接）、压力表、 、刻度尺。
二、实验步骤与操作1. 如图甲所示，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 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 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 ⁠读数，记录数据。
4. 用手把柱塞向上拉，选取几个位置，同时读出 ⁠读数与压力表读数，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。
三、数据记录与处理1. 设计表格记录数据
3. 实验结论在 不变的条件下，一定质量的理想气体，气体压强与体积成 ⁠ ⁠。
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 ⁠ ⁠。
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 ⁠。
3. 空气柱体积和气压测量不准确。
改进措施：采用较细的注射器和准确度高的压力表。
1. 适用条件是温度保持不变，所以操作要缓慢，才能保证 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，要防止 ⁠。
（1）“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，下列说法正确的是 ⁠。
解析： 在题图乙中作平行于纵轴的辅助线，可知甲、乙两同学所用气体的体积相同时，甲所用气体的压强较大；根据生活经验可知，当某种气体的质量和体积一定时，温度越高，压强越大，所以两图线斜率不同的原因可能是实验设定的温度不同，甲同学所用气体的温度较高。
某实验小组用如图甲所示的实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 ⁠。
（2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的p-V图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1 （选填“＜”“＝”或“＞”）T2。
解析： 在p-V图像中，离坐标原点越远的等温线温度越高，故T1＞T2。
（2024·上海高考2题） 验证气体体积随温度变化关系的实验装置如图所示，用支架将封有一定质量气体的注射器和温度传感器固定在盛有热水的烧杯中。实验过程中，随着水温的缓慢下降，记录多组气体温度和体积的数据。
（1）不考虑漏气因素，符合理论预期的图线是 ⁠。
（2）下列有助于减小实验误差的操作是 ⁠。
解析： 环境温度不影响实验数据，实验前测量并记录环境温度并不能减小实验误差，故A错误；本实验压强不变，实验前测量并记录大气压强不能减小实验误差，故B错误；待温度读数完全稳定后才记录数据，稳定后的数据更加接近真实数据，故能减小误差，故C正确；测量过程中保持水面高于活塞下端不能减小误差，故D错误。
创新分析1. 实验目的创新：验证气体在等压条件下体积随温度变化关系。2. 实验器材创新：利用温度传感器测量气体的温度。3. 数据处理创新：对V-T图像和V-t图像进行对比分析判断。
某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的石子的体积。
①将石子装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与传感器A连接；
②移动活塞，通过活塞所在的刻度读取了多组气体体积V，同时记录对应的传感器数据；
（1）在实验操作中，下列说法正确的是 ⁠；
解析： 该气体发生等温变化，从注射器的刻度上读出体积，因此传感器A为压强传感器，A正确；在步骤①中，将注射器与传感器A连接前，应使注射器封住一定质量的气体，因此不必将活塞移至注射器最右端，B错误；操作中，不可用手握住注射器封闭气体部分，是为了保持封闭气体的温度不变，C正确；若实验过程中不慎将活塞拔出注射器，气体的质量发生变化，因此以上数据全部作废，应重新做实验，D错误。
（3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的图像如图乙所示，若不考虑传感器和注射器连接处的软管容积带来的误差，则石子的体积为 ；若考虑该误差影响，测得软管容积为V0，则石子的体积为 ⁠ ⁠。
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（　　）
解析： 　探究气体等温变化规律，要求气体质量一定，橡胶套可确保密封良好，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。
（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 ⁠。
解析： 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）若气体被压缩到V＝10.0 mL，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 （选填“增大”或“减小”）。
解析： 正确记录数据时p、V的乘积为p（V0＋ΔV），漏掉ΔV时，该乘积为pV0，则计算结果之差的绝对值为p·ΔV，由于ΔV为定值，所以压强p越大，计算结果之差的绝对值越大。
3. 某同学设计了如图甲所示的装置来探究“温度不变时气体压强随体积变化规律”的实验，注射器导热性能良好，用橡皮帽和活塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。质量不计的细绳跨过定滑轮，一端系到活塞上，左侧细绳拉直时保持水平，另一端可以挂钩码。实验时，在细绳的下端依次挂上质量相等的钩码1，2，3，…，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并能求出对应气体的压强p。已知注射器的最大体积为Vm，刻度全长为L，大气压强为p0，每个钩码的质量为m，重力加速度为g。
（1）关于本实验的操作，下列说法正确的是 ⁠。
解析： 每挂上一个钩码，平衡后，待封闭气体的体积不再发生变化，再读出体积，可以减小误差，故A正确；挂钩码时，不能用手紧紧握住注射器，因为手的温度会改变封闭气体的温度，使测量结果不准确，故B错误；实验前，应在活塞上涂上润滑油，并来回拉动几次，可以增加密封性，也可以减小摩擦带来的误差，故C正确；注射器不隔热，所以实验时封闭气体的温度与外界温度相同，气体做等温变化，不需要测量温度，故D错误。
4. 图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。
（1）主要操作步骤如下，请补充缺失的内容：
①用注射器封闭一定质量的空气，将注射器与压强传感器连接；
②从 读取并记录气体的体积V，同时从 ⁠读取并记录对应的气体压强值p；
③缓慢推动（或拉动）活塞，再记录一组V和p的值；
④重复上述步骤③，多次测量。
解析： 根据题图甲可知，应从注射器刻度读取并记录气体的体积V，同时从压强传感器读取并记录对应的气体压强值p。
（2）用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线如图乙所示，根据绘制的p-V图线， （选填“能”或“不能”）直观判断空气柱的压强与体积成反比。
解析：根据绘制的p-V图线，不能直观判断空气柱的压强与体积成反比，原因是p-V图线是曲线，只能猜想p与V成反比，需要将曲线转化为直线进一步检验。
（3）该小组测得封闭气体的压强p和体积V的多组数据，在坐标系中描点作图，作出的图线如图丙所示。
②图线后半段向上弯曲的原因可能是 ⁠。
5. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机。推、拉活塞，改变注射器内气体体积，根据注射器针筒上的刻度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，实验模拟系统即可按要求显示出各种图线。
（1）关于该实验，下列说法正确的是 ⁠。
解析： 为避免温度发生变化，不能用手握住注射器，故A错误；实验中气体体积不是通过数据采集器获得的，故B错误；为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，故C正确；为避免温度发生变化，实验过程中不能以较快的速度推拉活塞，故D错误。