《全品選考復(fù)習(xí)方案》2026版《全品高考》選考復(fù)習(xí)方案物理05實(shí)驗(yàn)十七探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系【答案】聽課答案實(shí)驗(yàn)十七探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系例1(1)不需要(2)1V(或體積的倒數(shù))(3)氣體發(fā)生了泄露(4)B(5)選用容積較大的注射器(或?qū)嶒?yàn)中氣體的體積不壓縮得過小或測出軟管中氣體的體積等[解析](1)在計(jì)算時(shí)橫截面積會(huì)被消掉,不需要測量橫截面積.(2)為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系,應(yīng)以p為縱坐標(biāo),以1V為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖(3)pV乘積減小很有可能是物質(zhì)的量降低,故有可能氣體發(fā)生了泄漏.(4)推拉活塞時(shí),動(dòng)作迅速容易造成外界急劇對(duì)氣體做功,導(dǎo)致氣體內(nèi)能增加溫度升高,無法控制變量,故A錯(cuò)誤;手不握住含有氣體的部分是為了不產(chǎn)生傳熱造成誤差,故B正確;軟管脫落后氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化,無法控制變量,故C錯(cuò)誤;注射器不必固定在豎直平面內(nèi),故D錯(cuò)誤.(5)軟管內(nèi)有一部分氣體,容易造成誤差,所以選擇容積較大的注射器(或?qū)嶒?yàn)中的氣體不壓縮得過小或測出軟管中氣體的體積等),從而減小誤差.變式(1)保持恒溫(2)橡膠套及壓力表內(nèi)原有氣體體積升高[解析](1)為了確保氣體的溫度不變,實(shí)驗(yàn)過程中需要緩慢地移動(dòng)柱塞.(2)根據(jù)圖乙可知,當(dāng)1p等于0時(shí),體積V的值等于-V0,表明當(dāng)空氣柱的長度l為0時(shí),橡膠套及壓力表內(nèi)仍然有氣體,即V0代表橡膠套及壓力表內(nèi)原有氣體的體積;根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有pVT=C,則有V=CT1p,可知V?1p圖像中,圖像上的點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)連線的斜率能夠間接表示溫度,體積增大到一定值后,圖線開始向上偏離直線,例2(1)B(2)2.04×105(3)增大[解析](1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線,說明在等溫情況下,一定質(zhì)量的氣體p與1V成正比,故選B(2)若氣體被壓縮到V=10.0mL,則有1V=110.0mL-1=100×10-3mL-1,由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為p=2.04×105(3)某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了ΔV,則在計(jì)算p、V乘積時(shí),根據(jù)p(V0+ΔV)-pV0=pΔV,可知他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨p的增大而增大.實(shí)驗(yàn)十七探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系1.(1)②(2)反比[解析](1)步驟②中不應(yīng)該把柱塞快速地向下壓或向上拉,這樣會(huì)導(dǎo)致氣體溫度發(fā)生變化.(2)若圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上,即pV=常數(shù),說明一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)與體積成反比.2.(1)C(2)A(3)4(4)②[解析](1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用壓強(qiáng)傳感器測量壓強(qiáng),則注射器沒必要必須水平放置,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)不需要必須測出,只需要用氣柱的長度代替體積即可,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可,無須標(biāo)注單位,選項(xiàng)C正確.(2)若推拉活塞過快,則氣體的溫度會(huì)發(fā)生變化,則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí),推拉活塞不能過快,故選A.(3)由表中數(shù)據(jù)可知p、L乘積約為12×105Pa?cm,可知第4組數(shù)據(jù)乘積為11.34×105Pa?cm,偏離較大.(4)根據(jù)pLST=C,可得p=CTS·1L,溫度越低,則圖像的斜率越小,可知根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ3.(1)CD(2)選擇容積較大的注射器(3)V?1p(4)如圖甲所示甲[解析](1)注射器和柱塞間涂抹潤滑油是為防止漏氣,A錯(cuò)誤;為了保持溫度不變,實(shí)驗(yàn)時(shí)不可用手緊握注射器的針筒部分,B錯(cuò)誤;為了保證等溫變化,改變空氣柱的體積時(shí)要緩慢進(jìn)行,C正確;分別在20℃和25℃環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒有影響,D正確.(2)軟管內(nèi)有一部分氣體,容易造成誤差,所以選擇容積較大的注射器會(huì)忽略軟管內(nèi)氣體的體積,從而減小誤差,可以使圖線通過坐標(biāo)原點(diǎn).(3)根據(jù)玻意耳定律得p(V+V0)=C,解得V=C·1p-V0,其圖像如圖乙所示,膠管內(nèi)的氣體體積V0等于縱軸截距的絕對(duì)值,故選V?1p乙(4)畫出V?1p圖像如圖甲所示,根據(jù)圖像得,膠管內(nèi)氣體體積為V0=1mL實(shí)驗(yàn)十七探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄吭跍囟炔蛔兊那闆r下,一定質(zhì)量的理想氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系.二、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)研究在溫度不變時(shí),氣體的壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系.在溫度不變的條件下,氣體壓強(qiáng)增大時(shí),體積減小;氣體壓強(qiáng)減小時(shí),體積增大.三、實(shí)驗(yàn)器材帶鐵夾的鐵架臺(tái)、注射器、柱塞(與壓力表密封連接)、壓力表、橡膠套、刻度尺.四、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖所示組裝實(shí)驗(yàn)器材.2.注射器兩端有柱塞和橡膠套,管內(nèi)密封一段空氣柱,這段空氣柱就是我們的研究對(duì)象.在實(shí)驗(yàn)過程中,我們可以近似認(rèn)為空氣柱的質(zhì)量和溫度不變.3.用手把柱塞向下壓,選取幾個(gè)位置,同時(shí)讀出刻度尺讀數(shù)與壓強(qiáng),記錄數(shù)據(jù).4.用手把柱塞向上拉,選取幾個(gè)位置,同時(shí)讀出刻度尺讀數(shù)與壓強(qiáng),記錄數(shù)據(jù).在該實(shí)驗(yàn)中,我們可以直接用刻度尺讀數(shù)作為空氣柱體積,而無需測量空氣柱的橫截面積.5.以壓強(qiáng)p為縱坐標(biāo),以體積的倒數(shù)1V為橫坐標(biāo),把以上各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn),觀察圖像,進(jìn)一步確定p與1V五、數(shù)據(jù)處理1.設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù).2.根據(jù)數(shù)據(jù)繪制p?1V圖像六、誤差分析1.氣體并不是嚴(yán)格意義上的理想氣體.2.兩個(gè)狀態(tài)的溫度不能保證完全一致.七、注意事項(xiàng)(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用控制變量法,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)為保證等溫變化,實(shí)驗(yàn)過程中不要用手握住注射器有氣體的部位.同時(shí),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)在活塞與注射器內(nèi)壁間涂上潤滑油,注射器內(nèi)外氣體的壓強(qiáng)差不宜過大.(3)實(shí)驗(yàn)中所用的壓力表精度較高,而氣柱長度是直接在刻度尺上讀出的,其誤差會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.例1用如圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律.(1)實(shí)驗(yàn)中,為找到體積與壓強(qiáng)的關(guān)系,(選填“需要”或“不需要”)測出空氣柱的橫截面積.

(2)測得多組空氣柱的壓強(qiáng)p和體積V的數(shù)據(jù)后,為直觀反映壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系,若以p為縱坐標(biāo),則應(yīng)以為橫坐標(biāo)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)作圖,作出的圖線如圖乙所示.

(3)某同學(xué)在做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示如表所示,仔細(xì)觀察“pV”一欄中的數(shù)值,發(fā)現(xiàn)越來越小,造成這一現(xiàn)象的可能原因是.

序號(hào)V/mLp/(105Pa)pV/(105Pa·mL)120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621(4)實(shí)驗(yàn)過程中,下列操作正確的是.

A.推拉活塞時(shí),動(dòng)作迅速B.推拉活塞時(shí),手不能握住注射器含有氣體的部分C.壓力表與注射器之間的軟管脫落后,應(yīng)迅速重新裝上繼續(xù)實(shí)驗(yàn)D.注射器必須固定在豎直平面內(nèi)(5)為了能更準(zhǔn)確地測出氣體的壓強(qiáng),小華用軟管連通注射器和壓力表.用(2)中方法作出的圖線如圖丙所示,該圖線不過原點(diǎn),為減小這一實(shí)驗(yàn)誤差,請(qǐng)給出你的改進(jìn)方法:.

變式[2024·黑龍江哈爾濱一中模擬]同學(xué)們利用圖甲所示的裝置探究氣體等溫變化的規(guī)律.①將注射器下端開口處套上橡膠套,和柱塞一起把一段空氣柱封閉;②已知空氣柱的橫截面積為S,通過刻度尺讀取空氣柱的長度l,可得空氣的體積V=lS;③從與注射器內(nèi)空氣柱相連的壓力表讀取空氣柱的壓強(qiáng)p;④把柱塞緩慢地向下壓或向上拉,讀取空氣柱的長度與壓強(qiáng),獲取空氣柱的體積V和壓強(qiáng)p的幾組數(shù)據(jù);⑤將各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),繪制曲線,得出溫度不變時(shí)氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)要緩慢地移動(dòng)柱塞,原因是.(2)某同學(xué)根據(jù)測量結(jié)果,作出V?1p圖像,如圖乙所示,圖線不過原點(diǎn),則V0代表,體積增大到一定值后,圖線開始偏離直線,說明氣體的溫度(選填“升高”或“降低”).

例2[2023·山東卷]利用圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置可探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積關(guān)系.將帶有刻度的注射器豎直固定在鐵架臺(tái)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(qiáng)傳感器相連.活塞上端固定一托盤,托盤中放入砝碼,待氣體狀態(tài)穩(wěn)定后,記錄氣體壓強(qiáng)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.回答以下問題:(1)在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)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1V(2)若氣體被壓縮到V=10.0mL,由圖乙可讀出封閉氣體壓強(qiáng)為Pa(保留3位有效數(shù)字).

(3)某組同學(xué)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),一同學(xué)在記錄數(shù)據(jù)時(shí)漏掉了ΔV,則在計(jì)算p、V乘積時(shí),他的計(jì)算結(jié)果與同組正確記錄數(shù)據(jù)同學(xué)的計(jì)算結(jié)果之差的絕對(duì)值會(huì)隨p的增大而(填“增大”或“減小”).

實(shí)驗(yàn)十七探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系(限時(shí)20分鐘)1.[2024·溫州模擬]某同學(xué)應(yīng)用如圖甲所示的裝置做“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn).(1)設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)步驟,其中有錯(cuò)誤的步驟是(填步驟前的數(shù)字序號(hào)).

①利用注射器選取一段空氣柱為研究對(duì)象,保持氣體的質(zhì)量和溫度不變.②把柱塞快速地向下壓或向上拉,讀取空氣柱的長度l(可得到空氣柱體積V)與壓強(qiáng)p的幾組數(shù)據(jù).③作出p?1V圖像④改變空氣柱或環(huán)境溫度,重復(fù)實(shí)驗(yàn).(2)若圖像中的各點(diǎn)位于過原點(diǎn)的同一條直線上,說明一定質(zhì)量的某種氣體,在溫度不變的情況下,壓強(qiáng)與體積成(選填“正比”或“反比”).

2.某同學(xué)用注射器和壓強(qiáng)傳感器探究一定質(zhì)量的氣體發(fā)生等溫變化時(shí)所遵循的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,用活塞和注射器外筒封閉一定量的氣體,其壓強(qiáng)可由左側(cè)的壓強(qiáng)傳感器測得.(1)有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法,正確的是.

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器必須水平放置B.注射器內(nèi)部的橫截面積的具體數(shù)據(jù)必須測出C.注射器旁的刻度尺的刻度只要均勻即可,無須標(biāo)注單位(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí),推拉活塞不能過快,其原因是.

A.防止封閉氣體的溫度發(fā)生改變B.防止封閉氣體的質(zhì)量發(fā)生改變(3)該同學(xué)首先在實(shí)驗(yàn)室Ⅰ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),如表所示為記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),其中有一次記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤,記錄錯(cuò)誤的是(填錯(cuò)誤數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)序號(hào)).

實(shí)驗(yàn)序號(hào)12345封閉氣柱的長度L/cm12.0011.0010.009.008.00封閉氣柱的壓強(qiáng)p/(105Pa)1.001.091.201.261.50(4)該同學(xué)利用同一裝置對(duì)同一封閉氣體在另一溫度稍低的實(shí)驗(yàn)室Ⅱ進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ、Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)用正確的方法作出的p?1L圖像如圖乙所示,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ記錄的數(shù)據(jù)作出的圖像應(yīng)為(選填“①”或“②”)3.[2024·麗水模擬]某同學(xué)利用壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.甲氣體壓強(qiáng)傳感器通過膠管與注射器相連,空氣柱的體積可由注射器標(biāo)的示數(shù)讀出,壓強(qiáng)由壓強(qiáng)傳感器自動(dòng)記錄.(1)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的操作,下列說法正確的有.

A.注射器和柱塞間涂抹潤滑油是為了減少摩擦力B.實(shí)驗(yàn)時(shí)可用手緊握注射器的針筒部分C.改變空氣柱的體積時(shí)要緩慢進(jìn)行D.分別在20℃和25℃環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論沒有影響(2)該同學(xué)在一次實(shí)驗(yàn)時(shí)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:123456壓強(qiáng)p/kPa109.0121.0138.8159.3189.0229.3壓強(qiáng)倒數(shù)1p/(10-6Pa-19.178.267.206.285.294.36體積V/m