2022年高考物理一轮复习（人教2） 第14章 实验 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系.docx

实验　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
目标要求　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.会用图象法处理实验数据．
技能储备
1．实验器材：注射器、橡胶套、压力表(如图1所示)
图1
2．实验数据的搜集
空气的压强p可以从仪器上方的压力表读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.
把柱塞缓慢地向下压或向上拉，读出空气柱的长度与压强的几组数据．
3．实验数据的处理
在等温过程中，气体的压强和体积的关系在p－V图象中呈现为双曲线的一支，如图2甲所示．处理实验数据时，要通过变换，即画p－图象，把双曲线变为直线，说明p和V成反比，如图乙所示．这是科学研究中常用的数据处理的方法，因为一次函数反映的物理规律比较直接，容易得出相关的对实验研究有用的参数．
图2
4.实验结论
一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比，所以p－V图线是双曲线的一支，但不同温度下的图线是不同的．如图3是一定质量的气体分别在T1、T2温度下等温变化的p－V图线，其中温度较高的是T2.
图3
5．注意事项
(1)本实验应用控制变量法，探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程)，气体的压强和体积的关系．
(2)为保证等温变化，实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位．同时，改变体积过程应缓慢，以免影响密闭气体的温度．为保证气体密闭，应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油，注射器内外气体的压强差不宜过大．
(3)实验中所用的压力表精度较高，而气柱长度是直接在刻度尺上读出的，其误差会直接影响实验结果．
考点突破
例1　在“探究气体压强与体积的关系”的实验中，如图4所示，完成下列问题．
图4
(1)实验中的研究对象是________，实验中应保持不变的参量是________，它的体积由________直接读出，它的压强由________传感器等计算机辅助系统得到．
(2)某同学在实验中测得的数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“p·V”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的原因可能是________．
序号
V(mL)
p(×105 Pa)
p·V(×105 Pa·mL)
1
20.0
1.001 0
20.020
2
18.0
1.095 2
19.714
3
16.0
1.231 3
19.701
4
14.0
1.403 0
19.642
5
12.0
1.635 1
19.621
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B．实验时环境温度升高了
C．实验时外界大气压强发生了变化
D．实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
(3)某同学在一次实验中，计算机屏幕显示如图5所示，其纵坐标表示封闭气体的压强，则横坐标表示的物理量是封闭气体的________．
图5
A．热力学温度T
B．摄氏温度t
C．体积V
D．体积的倒数
(4)实验过程中下列哪些操作是错误的________．
A．推拉活塞时，动作要慢
B．推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分
C．压强传感器与注射器之间的软管脱落后，应迅速重新装上继续实验