第7講實驗探究等溫情況下一定質(zhì)量的氣體壓強與體積的關(guān)系高考總復(fù)習(xí)2025強基礎(chǔ)固本增分研考點精準(zhǔn)突破目錄索引強基礎(chǔ)固本增分√√×√研考點精準(zhǔn)突破考點一教材原型實驗典題1

如圖所示,用氣體壓強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、壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計算機逐一連接起來;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和由計算機顯示的氣體壓強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p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系,應(yīng)作出

(選填“p-V”或“p-”)圖像。對圖線進行分析,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,其壓強與體積成反比。

AB過原點的傾斜直

(3)(多選)在不同溫度環(huán)境下,另一位同學(xué)重復(fù)了上述實驗,實驗操作和數(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)。

AC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;不需要測出注射器內(nèi)封閉氣體的質(zhì)量,選項C錯誤。(2)根據(jù)pV=C可知p=,則為了能直觀地判斷氣體壓強p與氣體體積V的函數(shù)關(guān)系,應(yīng)作出p-圖像。對圖線進行分析,如果在誤差允許范圍內(nèi)該圖線是一條過原點的傾斜直線,就說明一定質(zhì)量的氣體在溫度不變時,其壓強與體積成反比。思維點撥

控制實驗條件,密封住一定質(zhì)量氣體,保證氣體溫度不變的條件下,測得p、V值,畫出p-圖像分析得結(jié)論。規(guī)律方法

在探究兩個成反比的物理量間的關(guān)系時,如果直接作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)系圖像是過原點的傾斜直線,則說明這兩個物理量成反比。典題2

某實驗小組用如圖甲所示實驗裝置來探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化遵循的規(guī)律。(1)關(guān)于該實驗,下列說法正確的是

。

A.實驗前應(yīng)將注射器內(nèi)的空氣完全排出B.空氣柱體積變化應(yīng)盡可能快些C.空氣柱的壓強隨體積的減小而減小D.作出p-圖像可以直觀反映出p與V的關(guān)系D(2)為了探究氣體在不同溫度時發(fā)生等溫變化是否遵循相同的規(guī)律,他們進行了兩次實驗,得到的p-V圖像如圖乙所示,由圖可知兩次實驗氣體的溫度大小關(guān)系為T1

(選填“<”“=”或“>”)T2。

(3)另一小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的V-圖像如圖丙所示,若他們的實驗操作無誤,圖線不過原點的原因可能是

。

>見解析(4)小明所在的小組測得多組空氣柱的壓強p和體積V的數(shù)據(jù)后,以p為縱坐標(biāo),為橫坐標(biāo),在坐標(biāo)系中描點作圖;不斷壓縮氣體,由測得數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)p與V的乘積值越來越小,則用上述方法作出的圖像應(yīng)為圖丁中的

(選填“①”或“②”),出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是

。

丁②漏氣解析

(1)實驗是以注射器內(nèi)的空氣為研究對象,所以實驗前注射器內(nèi)的空氣不能完全排出,故A錯誤;空氣柱的體積變化不能太快,要緩慢移動柱塞保證氣體溫度不變,故B錯誤;氣體發(fā)生等溫變化,空氣柱的壓強隨體積的減小而增大,故C錯誤;p-圖像中等溫線是一條傾斜的直線,作出p-圖像可以直觀反映出p與V的關(guān)系,故D正確。(2)在p-V圖像中,離坐標(biāo)原點越遠(yuǎn)的等溫線溫度越高,故T1>T2。(3)圖線不過原點的原因可能是實驗測量的氣體的體積小于實際的封閉氣體的體積,結(jié)合實驗的器材可知,實驗時未考慮注射器前端與橡膠套連接處的氣體體積。(4)由

圖像的斜率為k=CT,則溫度相同時,質(zhì)量越小,常數(shù)C越小,則圖像的斜率越小,圖像將向下彎曲,圖②是小明組所繪,出現(xiàn)這種情況的原因是漏氣?？键c二實驗的改進和創(chuàng)新典題3(2023山東卷)利用圖甲所示實驗裝置可探究等溫條件下氣體壓強與體積的關(guān)系。將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺上,注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的空氣,下端通過塑料管與壓強傳感器相連?；钊隙斯潭ㄒ煌斜P,托盤中放入砝碼,待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后,記錄氣體壓強p和體積V(等于注射器示數(shù)V0與塑料管容積ΔV之和)。逐次增加砝碼質(zhì)量,采集多組數(shù)據(jù)并作出擬合曲線如圖乙所示。甲回答以下問題:(1)在實驗誤差允許范圍內(nèi),圖乙中的擬合曲線為一條過原點的直線,說明在等溫情況下,一定質(zhì)量的氣體

。

A.p與V成正比B.p與

成正比(2)若氣體被壓縮到V=10.0mL,由圖乙可讀出封閉氣體壓強為

Pa(保留3位有效數(shù)字)。

(3)某組同學(xué)進行實驗時,一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時漏掉了ΔV,則在計算pV乘積時,他的計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而

(選填“增大”或“減小”)。

乙B2.04×105

增大

(3)p增大時,pΔV增大,故記錄數(shù)據(jù)時漏掉了ΔV,則在計算pV乘積時,他的計算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計算結(jié)果之差的絕對值會隨p的增大而增大。典題4(2024福建寧德第一中學(xué)?？家荒?在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實驗中,實驗裝置如圖甲所示。用注射器封閉一定質(zhì)量的空氣,連接到氣體壓強傳感器上,用傳感器測量封閉氣體的壓強,用注射器刻度讀出氣體體積。甲(1)多次改變封閉氣體的體積,測量出不同體積時氣體的壓強,用電腦記錄下來,并生成p-V圖像如圖乙所示,由圖乙可猜測p與V可能

(選填“成正比”“成反比”或“不成比例”)

乙成反比(2)實驗完成后,某同學(xué)作出的圖像如圖丙所示(其中實線為實驗所得,虛線為參考雙曲線的一支),造成這一現(xiàn)象的原因可能是

。

A.操作實驗時用手握住注射器B.實驗時環(huán)境溫度降低了C.注射器內(nèi)氣體向外泄漏D.有氣體