2025屆新教材高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章熱學(xué)實(shí)驗(yàn)19探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系學(xué)案新人教版

PAGE5-試驗(yàn)19探究等溫狀況下肯定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系必備學(xué)問預(yù)案自診留意事項(xiàng)(1)為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變,試驗(yàn)中實(shí)行的主要措施是注射器活塞上涂潤滑油。(2)為了保持封閉氣體的溫度不變,試驗(yàn)中實(shí)行的主要措施是移動(dòng)活塞要緩慢和不能用手握住注射器封閉氣體部分。關(guān)鍵實(shí)力學(xué)案突破考點(diǎn)一教材原型試驗(yàn)【典例1】(2024北京海淀期末)如圖所示,用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變更的規(guī)律,操作步驟如下:①在注射器內(nèi)用活塞封閉肯定質(zhì)量的氣體,將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)逐一連接起來;②移動(dòng)活塞至某一位置,記錄此時(shí)注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計(jì)算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值p1;③重復(fù)上述步驟②,多次測量并記錄;④依據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出相應(yīng)圖像,分析得出結(jié)論。(1)(多選)關(guān)于本試驗(yàn)的基本要求,下列說法中正確的是(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.移動(dòng)活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些B.封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C.必需測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量D.氣體的壓強(qiáng)和體積必需用國際單位(2)為了能最直觀地推斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系,應(yīng)作出

選填“p-V”或“P-1V”圖像。對圖線進(jìn)行分析,假如在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條線,就說明肯定質(zhì)量的氣體在溫度不變時(shí),其壓強(qiáng)與體積成反比。

(3)(多選)在不同溫度環(huán)境下,另一位同學(xué)重復(fù)了上述試驗(yàn),試驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理均正確。環(huán)境溫度分別為T1、T2,且T1>T2。在如圖所示的四幅圖中,可能正確反映相關(guān)物理量之間關(guān)系的是(選填選項(xiàng)的字母)。

在探究兩個(gè)成反比的物理量間的關(guān)系時(shí),假如干脆做出兩個(gè)物理量的關(guān)系圖像是曲線,則不能說明兩個(gè)物理量成反比,這時(shí)我們可以轉(zhuǎn)化成探究這個(gè)物理量與另一個(gè)物理量倒數(shù)的關(guān)系圖像,假如這個(gè)物理量與另一個(gè)物理量倒數(shù)的關(guān)系圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線,則說明這兩個(gè)物理量成反比?？键c(diǎn)二試驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新【典例2】如圖所示是一種探討氣球的體積和壓強(qiáng)的變更規(guī)律的裝置。將氣球、壓強(qiáng)傳感器和大型注射器用T型管連通。初始時(shí)認(rèn)為氣球內(nèi)無空氣,注射器內(nèi)氣體體積V0,壓強(qiáng)p0。T型管與傳感器內(nèi)少量氣體體積可忽視不計(jì)。緩慢推動(dòng)注射器,保持溫度不變,裝置密封良好。(1)該裝置可用于驗(yàn)證定律。(填寫氣體試驗(yàn)定律名稱)

(2)將注射器內(nèi)氣體部分推入氣球,讀出此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為23V0,壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1,則此時(shí)氣球體積為本試驗(yàn)是驗(yàn)證性試驗(yàn),要限制試驗(yàn)條件,此試驗(yàn)要限制兩個(gè)條件:一是注射器內(nèi)氣體的質(zhì)量肯定;二是氣體的溫度肯定,運(yùn)用玻意耳定律列式進(jìn)行分析。對應(yīng)演練遷移應(yīng)用1.(2024山東德州一模)用注射器和壓力表來探究肯定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變更時(shí)遵循的規(guī)律,試驗(yàn)裝置如圖甲所示,用活塞和注射器外筒封閉肯定質(zhì)量的氣體,其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓力表測得:(1)試驗(yàn)時(shí)通過推拉活塞變更封閉氣體的體積V和壓強(qiáng)p,可得到多組關(guān)于V和p的數(shù)據(jù)。依據(jù)試驗(yàn)所測數(shù)據(jù),若猜想在溫度不變時(shí)V和p成反比,為了驗(yàn)證猜想是否正確可描點(diǎn)畫圖像,若圖像的縱軸為p,則橫軸應(yīng)為;

(2)據(jù)(1)所做圖像的形態(tài)若為圖乙中實(shí)線所示,則造成圖線形態(tài)這樣彎曲的緣由可能是(選填“活塞推拉過快”或“封閉氣體有泄漏”)。

2.(2024北京通州一模)某同學(xué)利用如圖甲所示傳感器裝置做“探究氣體等溫變更的規(guī)律”試驗(yàn)中,按如下操作步驟進(jìn)行試驗(yàn):a.將注射器活塞移動(dòng)到體積適中的V0位置,接上軟管和壓強(qiáng)傳感器,通過DIS系統(tǒng)記錄下此時(shí)的體積V0與壓強(qiáng)p0;b.用手握住注射器前端,起先緩慢推拉活塞變更氣體體積;c.讀出注射器刻度表示的氣體體積V,通過DIS系統(tǒng)記錄下此時(shí)的V與壓強(qiáng)p;d.重復(fù)b、c兩步操作,記錄6組數(shù)據(jù),作p-V圖。結(jié)合上述步驟,請你完成下列問題:甲乙丙(1)該同學(xué)對器材操作的錯(cuò)誤是,因?yàn)樵摬僮魍ǔ绊憵怏w的(選填“溫度”“壓強(qiáng)”或“體積”)。

(2)我們在探究肯定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)跟體積關(guān)系的試驗(yàn)中,肯定質(zhì)量氣體等溫變更的p-V圖線如圖乙所示,圖線的形態(tài)為雙曲線。肯定質(zhì)量的氣體,不同溫度下的等溫線是不同的,如圖丙所示。請推斷圖丙中的兩條等溫線的溫度T1T2(選填“>”“<”“=”)。

試驗(yàn)19探究等溫狀況下肯定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系關(guān)鍵實(shí)力·學(xué)案突破典例1答案(1)AB(2)p-1V過原點(diǎn)的傾斜直解析(1)移動(dòng)活塞時(shí)應(yīng)緩慢一些,以保證氣體的溫度不變,選項(xiàng)A正確;封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好,要保證氣體的質(zhì)量不變,選項(xiàng)B正確;必需測出注射器內(nèi)封閉氣體的體積,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;氣體的壓強(qiáng)和體積單位相同即可,沒必要必需用國際單位,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。(2)依據(jù)pV=C可知p=CV,則為了能最直觀地推斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系,應(yīng)作出p-1V圖像。對圖線進(jìn)行分析,假如在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條過原點(diǎn)的傾斜直線,就說明(3)在p-V圖像中,若畫出一條平行p軸的等容線,可看出p1>p2,由pVT=C可知T1>T2,則選項(xiàng)A正確;依據(jù)A的分析可知,圖像B錯(cuò)誤;由pVT=C可知,p=CT1V,則p-1V圖像的斜率越大,溫度越高,因T典例2答案(1)玻意耳(2)p解析(1)用DIS探討在溫度不變時(shí),氣體的壓強(qiáng)隨溫度的變更狀況,所以該裝置可用于驗(yàn)證玻意耳定律;(2)將注射器內(nèi)氣體部分推入氣球,壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1,依據(jù)玻意耳定律得:p1V1=p0V0,所以V1=p0V0p1,讀出此時(shí)注射器內(nèi)剩余氣體的體積為23V0,所以此時(shí)氣球體積為V1-對應(yīng)演練·遷移應(yīng)用1.答案(1)1V解析(1)由等溫變更可得pV=C整理得p=1V則若圖像的縱軸為p,則橫軸應(yīng)為1(2)由方程pV=nRT可得p=1V由圖像可知,圖線斜率變小,則說明封閉氣體有泄漏。2.答案(