新教科版第14章實(shí)驗探究課18探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系課件（21張）

實(shí)驗探究課18探究等溫情況下一定質(zhì)量

的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系第十四章內(nèi)容索引0102強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分研考點(diǎn)精準(zhǔn)突破強(qiáng)基礎(chǔ)固本增分易錯辨析·判一判(1)本實(shí)驗應(yīng)用物理實(shí)驗中常用的控制變量法,探究在氣體質(zhì)量和溫度不變的情況下(即等溫過程),氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系。(

√

)(2)為保持等溫變化,實(shí)驗過程中不要用手握住注射器有氣體的部位。同時,改變體積過程應(yīng)緩慢,以免影響密閉氣體的溫度,為保證氣體密閉,應(yīng)在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油,注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不宜過大,防止漏氣。(

√

)(3)實(shí)驗中讀壓力表和氣體體積的示數(shù)時,不需要等到示數(shù)穩(wěn)定之后再去讀數(shù)。(

×

)(4)在等溫過程中,氣體的壓強(qiáng)和體積的關(guān)系在p-V圖像中呈現(xiàn)為類似于雙曲線。處理實(shí)驗數(shù)據(jù)時,可以通過畫p-圖像,把雙曲線變?yōu)橹本€,說明p和V成反比。因為一次函數(shù)反映的物理規(guī)律比較直觀,容易得出相關(guān)的對實(shí)驗研究有用的參數(shù),化曲為直是科學(xué)研究中常用的數(shù)據(jù)處理的方法。(

√

)研考點(diǎn)精準(zhǔn)突破考點(diǎn)一教材原型實(shí)驗典例1.如圖所示,用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律,操作步驟如下:①在注射器內(nèi)用活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,將注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機(jī)逐一連接起來;②移動活塞至某一位置,記錄此時注射器內(nèi)封閉氣體的體積V1和由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)p1;③重復(fù)上述步驟②,多次測量并記錄;④根據(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)于本實(shí)驗的基本要求,下列說法正確的是

(填選項前的字母)。

A.移動活塞時應(yīng)緩慢一些B.封閉氣體的注射器應(yīng)密封良好C.必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量(2)為了能直觀地判斷氣體壓強(qiáng)p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系,應(yīng)作出

圖像。對圖線進(jìn)行分析,如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條

線,就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時,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)了上述實(shí)驗,實(shí)驗操作和數(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

(選填選項的字母)。

解析

(1)移動活塞時應(yīng)緩慢一些,以保證氣體的溫度不變,選項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B正確;必須測出注射器內(nèi)封閉氣體的體積,選項C錯誤。規(guī)律方法

在探究兩個成反比的物理量間的關(guān)系時,如果直接做出的兩個物理量的關(guān)系圖像是曲線,則不能說明兩個物理量成反比,這時我們可以轉(zhuǎn)化成探究這個物理量與另一個物理量倒數(shù)的關(guān)系圖像,如果這個物理量與另一個物理量倒數(shù)的關(guān)系圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線,則說明這兩個物理量成反比。對點(diǎn)演練1.用注射器和壓力表來探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時遵循的規(guī)律,實(shí)驗裝置如圖甲所示,用柱塞和注射器外筒封閉一定質(zhì)量的氣體,其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓力表測得。(1)實(shí)驗時通過推拉柱塞改變封閉氣體的體積V和壓強(qiáng)p,可得到多組關(guān)于V和p的數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)驗所測數(shù)據(jù),猜想在溫度不變時V和p成反比,為了驗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)所作圖像的形狀若為圖乙中實(shí)線所示,則造成圖線形狀這樣彎曲的原因可能是

(選填“柱塞推拉過快”或“封閉氣體有泄漏”)。

考點(diǎn)二實(shí)驗的改進(jìn)與創(chuàng)新典例2.如圖所示是一種研究氣球的體積和壓強(qiáng)的變化規(guī)律的裝置。將氣球、壓強(qiáng)傳感器和大型注射器用T形管連通。初始時認(rèn)為氣球內(nèi)無空氣,注射器內(nèi)氣體體積為V0,壓強(qiáng)為p0。T形管與傳感器內(nèi)少量氣體體積可忽略不計。緩慢推動注射器,保持溫度不變,裝置密封良好。(1)該裝置可用于驗證

定律。(填寫氣體實(shí)驗定律名稱)

(2)將注射器內(nèi)氣體部分推入氣球,讀出此時注射器內(nèi)剩余氣體的體積為

V0,壓強(qiáng)傳感器讀數(shù)為p1,則此時氣球體積為

。

思維點(diǎn)撥

本實(shí)驗是驗證性實(shí)驗,要控制實(shí)驗條件,氣體的質(zhì)量一定,氣體的溫度一定,運(yùn)用玻意耳定律列式進(jìn)行分析。解析

(1)研究在溫度不變時,氣體的壓強(qiáng)隨體積的變化情況,所以該裝置可用于驗證玻意耳定律;對點(diǎn)演練2.利用圖甲裝置驗證氣體等溫變化實(shí)驗規(guī)律,用一個帶兩根細(xì)管的橡皮塞塞緊燒瓶的瓶口,壓強(qiáng)傳感器通過其中一根不帶閥門的細(xì)管連通燒瓶中的空氣,另一根帶閥門的細(xì)管連通注射器。開始時閥門處于關(guān)閉狀態(tài),注射器針筒的最大刻度線到閥門之間充滿了水。實(shí)驗時打開閥門,緩慢推動注射器活塞向燒瓶內(nèi)注入水。根據(jù)注射器刻度記錄注入水的體積V,同時記錄對應(yīng)氣體的壓強(qiáng)p值,得到多組實(shí)驗數(shù)據(jù)。利用圖像法處理數(shù)據(jù)得到乙圖。(1)乙圖中的縱坐標(biāo)為

(選填“V”或“

”),利用乙圖中的數(shù)據(jù)可得燒瓶的體積為

;

(2)通過對實(shí)驗裝置的不斷完善,可準(zhǔn)確測出氣體的體積V',作出p-V'圖像如圖丙所示,圖線在V1、V2之間所圍的面積的物理意義是

;

(3)某同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)pV'乘積隨壓強(qiáng)p增大而變小,導(dǎo)致這個現(xiàn)象的原因是

。

答案

(1)V

b(2)氣體體積從V2減小到V1過程中外界對氣體做的功的大小(3)裝置出現(xiàn)漏氣或環(huán)境溫度降低(2)由功的計算公式可知W=Fl=pSl=pV,即pV的乘積表示氣體體積變化