2025年高中物理试卷(带答案)实验十九　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系.docx

实验十九探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

1.学会探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系．

2．会用图像法处理实验数据．

一、操作过程

1．按实验原理图安装好仪器

2.使活塞处于适当的位置，安装好橡胶套，密封一定质量的空气．

提醒：密封的气体体积要适当大一些

3.把柱塞缓慢地向下压或向上提，当柱塞稳定后读取空气的体积以及对应的气压计的示数，并记录到设计好的表格内．

提醒：缓慢移动是为了保证密闭空气的温度保持不变

4．实验完毕，整理实验仪器．

二、数据处理

以压强p为纵坐标，以体积V为横坐标作出p-V图像，如图甲所示；再以体积的倒数1V为横坐标作出p-1V图像，

三、误差分析

1．橡胶套密封不严会使空气柱的质量变化引起误差．

2．实验过程环境温度变化或柱塞向下压或向上拉得过快会使空气柱的温度变化引起误差．

3．空气柱体积、压力表的读数等引起的误差．

四、注意事项

1．为保证气体密闭，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油．

2．为保持气体温度不变，实验过程中不要用手握住注射器有密闭气体的部位；同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．

3．注射器内外气体的压强差不宜过大．

4．在等温过程中，气体的p-V图像呈现为双曲线的一条，不便确定p与V的关系，要通过坐标变换画p-1V图像，把双曲线的一条变为直线，以方便判断p和V成反比

考点一教材原型实验

例1物理小组的同学们利用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律．实验步骤如下：

①将注射器下端开口处套上橡胶套，和柱塞一起封闭一段空气柱；

②测出空气柱的横截面积，通过刻度尺读取空气柱的长度，可得空气的体积V；

③从与注射器内空气柱相连的压力表读取空气柱的压强p；

④把柱塞迅速地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强，获取空气柱的体积V和压强p的几组数据；

⑤将各组数据在坐标纸上描点，绘制曲线，得出温度不变时气体压强与体积的关系．

完成下列填空：

(1)实验中出现错误的步骤是________(选填步骤前的数字序号)，应该纠正为______________________________．

(2)纠正了实验中的错误后，重新规范完成实验．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，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

例2用图甲所示装置探究气体等温变化的规律．

(1)实验中，为找到体积与压强的关系，______(选填“需要”或“不需要”)测空气柱的横截面积；

(2)关于该实验的操作，下列说法正确的有________；

A．柱塞上应该涂油

B．应缓慢推拉柱塞

C．用手握住注射器推拉柱塞

D．注射器必须固定在竖直平面内

(3)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标，1V为横坐标，在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得的数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的________(选填“①”或“②”)，造成该现象的原因可能是________

例3[2024·云南模拟预测]

某同学用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时遵循的规律，实验装置如图(a)所示．用活塞和注射器外筒封闭一定的气体，其压强可由左侧的压强传感器测得．

(1)在注射器柱塞上涂上润滑油，其主要目的是____________．

(2)该同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图(b)所示，其纵坐标表示封闭气体的体积，则横坐标表示的物理量是封闭气体的________；

A．热力学温度TB．摄氏温度t

C．压强pD．压强的倒数1

(3)若该实验的误差仅由注射器与传感器之间细管中的气体体积V0导致的，由图(b)可得V0大小为________mL(结果保留1位有效数字)．

考点二探索创新实验

例4[2023·山东卷]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