2024-2025学年人教版高二物理选择性必修三教学课件 第二章 3 实验：探究气体等温变化的规律

2会测量气体的压强与体积，能作出气体的p－V图像、p－

图像，并通过图像得出等温情况下p与V的关系。1知道什么是气体的等温变化，了解探究气体等温变化的规律的实验装置和实验过程。重难点重点热水可以使一个压瘪但没有破的乒乓球复原。一、实验思路1.实验目的探究一定质量的气体，在温度不变的条件下，其____与____变化时的关系。2.实验原理控制变量法：在保证密闭注射器中气体的____和____不变的条件下，通过改变密闭注射器中气体的体积，由压力表读出对应气体的压强值，进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。压强体积质量温度3.研究对象注射器内被封闭的气体。4.物理量的测量(1)空气柱的长度l可以通过______读取；空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。(2)空气柱的压强可以由_______读取。刻度尺压力表二、实验器材带铁夹的铁架台、_______、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、______、刻度尺。气柱管柱塞橡胶套注射器橡胶套三、实验步骤1.如图所示组装实验器材。2.利用注射器选取一段空气柱为研究对象，注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭。3.使柱塞缓慢地向下压或向上拉，读取空气柱的长度与压强的几组数据。密封好;缓慢移动柱塞;手不与筒接触。四、数据分析数据示例：次数12345压强(×105Pa)3.02.52.01.51.0体积(L)1.31.62.02.74.0一定质量气体等温变化的压强p与体积V的关系，可以用p－V图像来呈现。用采集的各组数据在坐标纸上描点，绘制等温曲线。V/L12301234观察p－V图像的特点看能否得出p、V的定量关系?思考如何确定p与V的关系呢？1.作p－V图像：12300.20.40.60.8

化曲为直

3.实验结论：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强与体积的倒数成正比，即压强与体积成反比。五、误差分析及注意事项1.改变气体体积时，要缓慢进行，等稳定后再读出气体压强，以防止气体体积变化太快，气体的温度发生变化。2.实验过程中，不要用手接触注射器的圆筒，以防止圆筒从手上吸收热量，引起内部气体温度变化。3.实验中应保持气体的质量不变，故实验前应在柱塞上涂好润滑油，以免漏气。4.作p－

图像时，应使尽可能多的点落在直线上，不在直线上的点应均匀分布于直线两侧，偏离太大的点应舍弃。5.本实验测量体积时误差主要出现在长度的测量上，由于柱塞不能与刻度尺非常靠近，故读数时注意视线一定要与柱塞底面相平。思考与讨论会影响实验结果，气体发生等温变化的条件是一定质量的气体。1.被封闭气体的质量发生变化会不会影响实验结果？管子的横截面积可以不用测量，因为体积V＝LS，横截面积不变时，气体的长度变化与体积变化成正比。2.实验时管子的横截面积一定需要测量吗？推拉活塞要缓慢；手不能握住玻璃管；改变气体体积后不要立即读数，待稳定后再读数。3.实验过程中，如何实现气体的等温条件？1.(多选)关于“探究气体等温变化的规律”的实验，下列说法正确的是A.实验过程中应保持被封闭气体的质量和温度不发生变化B.实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积C.为了减小实验误差，可以在柱塞上涂润滑油，以减小摩擦D.处理数据时采用p－

图像，是因为p－

图像比p－V图像更直观√√2.在利用特制的注射器做“探究气体等温变化的规律”实验中，某小组同学通过压力连杆上拉或下压柱塞得到了表中四组实验数据。如图甲是压力表记录第2组数据时的状态。通过记录对应的四个封闭气柱的长度L(单位：cm)算出体积，已知封闭气柱的横截面积S＝2cm2，且V＝LS，若测第3组数据时，读出空气柱的长度为2.0cm。次数1234压强p(×105Pa)0.8____1.61.9体积V(cm3)8.06.4____3.4体积倒数

(cm－3)0.1250.156____0.294(1)完善表格：1.04.00.250(2)根据表中数据在图乙所示坐标系中作p－

图像。由图像可得实验结论：质量一定的某种气体，________________________________________。在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比3.(2023·上海市向明中学高二期末)用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。(1)关于该实验下列说法正确的是____。A.为保证封闭气体的气密性，应在活塞与注射器壁间涂上润滑油B.为方便推拉活塞，应用手握住注射器C.为节约时间，实验时应快速推拉活塞和读取数据D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得A(2)若A组同学利用所得实验数据作出的p－

图线，应该是____。A(3)B组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和体积V的数据并作出V－

图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示。则①造成这一结果的原因是______________；②图乙中V0代表的物理含义是________________；胶管内存在气体胶管内气体的体积(4)C组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在p－

坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图丙中______(选填“①”或“②”)。②实验：探究气体等温变化的规律一、实验思路二、实验器材三、实验步骤四、数据分析五、误差分析与注意事项实验原理：一定质量的空气，在温度不变的情况下，测量气