2026版《全品高考》选考复习方案物理05 实验十七　探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系 【答案】听课答案

《全品选考复习方案》2026版《全品高考》选考复习方案物理05实验十七探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系【答案】听课答案实验十七探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系例1(1)不需要(2)1V(或体积的倒数)(3)气体发生了泄露(4)B(5)选用容积较大的注射器(或实验中气体的体积不压缩得过小或测出软管中气体的体积等[解析](1)在计算时横截面积会被消掉,不需要测量横截面积.(2)为直观反映压强与体积之间的关系,应以p为纵坐标,以1V为横坐标在坐标系中描点作图(3)pV乘积减小很有可能是物质的量降低,故有可能气体发生了泄漏.(4)推拉活塞时,动作迅速容易造成外界急剧对气体做功,导致气体内能增加温度升高,无法控制变量,故A错误;手不握住含有气体的部分是为了不产生传热造成误差,故B正确;软管脱落后气体物质的量发生变化,无法控制变量,故C错误;注射器不必固定在竖直平面内,故D错误.(5)软管内有一部分气体,容易造成误差,所以选择容积较大的注射器(或实验中的气体不压缩得过小或测出软管中气体的体积等),从而减小误差.变式(1)保持恒温(2)橡胶套及压力表内原有气体体积升高[解析](1)为了确保气体的温度不变,实验过程中需要缓慢地移动柱塞.(2)根据图乙可知,当1p等于0时,体积V的值等于-V0,表明当空气柱的长度l为0时,橡胶套及压力表内仍然有气体,即V0代表橡胶套及压力表内原有气体的体积;根据理想气体状态方程有pVT=C,则有V=CT1p,可知V⁃1p图像中,图像上的点与坐标原点连线的斜率能够间接表示温度,体积增大到一定值后,图线开始向上偏离直线,例2(1)B(2)2.04×105(3)增大[解析](1)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体p与1V成正比,故选B(2)若气体被压缩到V=10.0mL,则有1V=110.0mL-1=100×10-3mL-1,由图乙可读出封闭气体压强为p=2.04×105(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算p、V乘积时,根据p(V0+ΔV)-pV0=pΔV,可知他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而增大.实验十七探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系1.(1)②(2)反比[解析](1)步骤②中不应该把柱塞快速地向下压或向上拉,这样会导致气体温度发生变化.(2)若图像中的各点位于过原点的同一条直线上,即pV=常数,说明一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成反比.2.(1)C(2)A(3)4(4)②[解析](1)实验时用压强传感器测量压强,则注射器没必要必须水平放置,选项A错误;注射器内部的横截面积的具体数据不需要必须测出,只需要用气柱的长度代替体积即可,选项B错误;注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可,无须标注单位,选项C正确.(2)若推拉活塞过快,则气体的温度会发生变化,则进行实验操作时,推拉活塞不能过快,故选A.(3)由表中数据可知p、L乘积约为12×105Pa∙cm,可知第4组数据乘积为11.34×105Pa∙cm,偏离较大.(4)根据pLST=C,可得p=CTS·1L,温度越低,则图像的斜率越小,可知根据实验室Ⅱ3.(1)CD(2)选择容积较大的注射器(3)V⁃1p(4)如图甲所示甲[解析](1)注射器和柱塞间涂抹润滑油是为防止漏气,A错误;为了保持温度不变,实验时不可用手紧握注射器的针筒部分,B错误;为了保证等温变化,改变空气柱的体积时要缓慢进行,C正确;分别在20℃和25℃环境下完成实验对实验结论没有影响,D正确.(2)软管内有一部分气体,容易造成误差,所以选择容积较大的注射器会忽略软管内气体的体积,从而减小误差,可以使图线通过坐标原点.(3)根据玻意耳定律得p(V+V0)=C,解得V=C·1p-V0,其图像如图乙所示,胶管内的气体体积V0等于纵轴截距的绝对值,故选V⁃1p乙(4)画出V⁃1p图像如图甲所示,根据图像得,胶管内气体体积为V0=1mL实验十七探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系一、实验目的探究在温度不变的情况下,一定质量的理想气体压强与体积的关系.二、实验原理本实验研究在温度不变时,气体的压强与体积之间的关系.在温度不变的条件下,气体压强增大时,体积减小;气体压强减小时,体积增大.三、实验器材带铁夹的铁架台、注射器、柱塞(与压力表密封连接)、压力表、橡胶套、刻度尺.四、实验步骤1.如图所示组装实验器材.2.注射器两端有柱塞和橡胶套,管内密封一段空气柱,这段空气柱就是我们的研究对象.在实验过程中,我们可以近似认为空气柱的质量和温度不变.3.用手把柱塞向下压,选取几个位置,同时读出刻度尺读数与压强,记录数据.4.用手把柱塞向上拉,选取几个位置,同时读出刻度尺读数与压强,记录数据.在该实验中,我们可以直接用刻度尺读数作为空气柱体积,而无需测量空气柱的横截面积.5.以压强p为纵坐标,以体积的倒数1V为横坐标,把以上各组数据在坐标系中描点,观察图像,进一步确定p与1V五、数据处理1.设计表格记录数据.2.根据数据绘制p⁃1V图像六、误差分析1.气体并不是严格意义上的理想气体.2.两个状态的温度不能保证完全一致.七、注意事项(1)本实验应用控制变量法,探究在气体质量和温度不变的情况下(即等温过程),气体的压强和体积的关系.(2)为保证等温变化,实验过程中不要用手握住注射器有气体的部位.同时,改变体积过程应缓慢,以免影响密闭气体的温度.为保证气体密闭,应在活塞与注射器内壁间涂上润滑油,注射器内外气体的压强差不宜过大.(3)实验中所用的压力表精度较高,而气柱长度是直接在刻度尺上读出的,其误差会直接影响实验结果.例1用如图甲所示装置探究气体等温变化的规律.(1)实验中,为找到体积与压强的关系,(选填“需要”或“不需要”)测出空气柱的横截面积.

(2)测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后,为直观反映压强与体积之间的关系,若以p为纵坐标,则应以为横坐标在坐标系中描点作图,作出的图线如图乙所示.

(3)某同学在做“探究气体等温变化的规律”实验中,测得的实验数据在计算机屏幕上显示如表所示,仔细观察“pV”一栏中的数值,发现越来越小,造成这一现象的可能原因是.

序号V/mLp/(105Pa)pV/(105Pa·mL)120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621(4)实验过程中,下列操作正确的是.

A.推拉活塞时,动作迅速B.推拉活塞时,手不能握住注射器含有气体的部分C.压力表与注射器之间的软管脱落后,应迅速重新装上继续实验D.注射器必须固定在竖直平面内(5)为了能更准确地测出气体的压强,小华用软管连通注射器和压力表.用(2)中方法作出的图线如图丙所示,该图线不过原点,为减小这一实验误差,请给出你的改进方法:.

变式[2024·黑龙江哈尔滨一中模拟]同学们利用图甲所示的装置探究气体等温变化的规律.①将注射器下端开口处套上橡胶套,和柱塞一起把一段空气柱封闭;②已知空气柱的横截面积为S,通过刻度尺读取空气柱的长度l,可得空气的体积V=lS;③从与注射器内空气柱相连的压力表读取空气柱的压强p;④把柱塞缓慢地向下压或向上拉,读取空气柱的长度与压强,获取空气柱的体积V和压强p的几组数据;⑤将各组数据在坐标纸上描点,绘制曲线,得出温度不变时气体压强与体积的关系.(1)实验时要缓慢地移动柱塞,原因是.(2)某同学根据测量结果,作出V⁃1p图像,如图乙所示,图线不过原点,则V0代表,体积增大到一定值后,图线开始偏离直线,说明气体的温度(选填“升高”或“降低”).

例2[2023·山东卷]利用图甲所示实验装置可探究等温条件下气体压强与体积关系.将带有刻度的注射器竖直固定在铁架台上,注射器内封闭一定质量的空气,下端通过塑料管与压强传感器相连.活塞上端固定一托盘,托盘中放入砝码,待气体状态稳定后,记录气体压强p和体积V(等于注射器示数V0与塑料管容积ΔV之和),逐次增加砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示.回答以下问题:(1)在实验误差允许范围内,图乙中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一定质量的气体.

A.p与V成正比 B.p与1V(2)若气体被压缩到V=10.0mL,由图乙可读出封闭气体压强为Pa(保留3位有效数字).

(3)某组同学进行实验时,一同学在记录数据时漏掉了ΔV,则在计算p、V乘积时,他的计算结果与同组正确记录数据同学的计算结果之差的绝对值会随p的增大而(填“增大”或“减小”).

实验十七探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系(限时20分钟)1.[2024·温州模拟]某同学应用如图甲所示的装置做“探究气体等温变化的规律”的实验.(1)设计了如下的实验步骤,其中有错误的步骤是(填步骤前的数字序号).

①利用注射器选取一段空气柱为研究对象,保持气体的质量和温度不变.②把柱塞快速地向下压或向上拉,读取空气柱的长度l(可得到空气柱体积V)与压强p的几组数据.③作出p⁃1V图像④改变空气柱或环境温度,重复实验.(2)若图像中的各点位于过原点的同一条直线上,说明一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,压强与体积成(选填“正比”或“反比”).

2.某同学用注射器和压强传感器探究一定质量的气体发生等温变化时所遵循的规律.实验装置如图甲所示,用活塞和注射器外筒封闭一定量的气体,其压强可由左侧的压强传感器测得.(1)有关该实验的说法,正确的是.

A.实验时注射器必须水平放置B.注射器内部的横截面积的具体数据必须测出C.注射器旁的刻度尺的刻度只要均匀即可,无须标注单位(2)进行实验操作时,推拉活塞不能过快,其原因是.

A.防止封闭气体的温度发生改变B.防止封闭气体的质量发生改变(3)该同学首先在实验室Ⅰ进行了实验,如表所示为记录的实验数据,其中有一次记录的实验数据错误,记录错误的是(填错误数据对应的实验序号).

实验序号12345封闭气柱的长度L/cm12.0011.0010.009.008.00封闭气柱的压强p/(105Pa)1.001.091.201.261.50(4)该同学利用同一装置对同一封闭气体在另一温度稍低的实验室Ⅱ进行了实验,根据实验室Ⅰ、Ⅱ记录的数据用正确的方法作出的p⁃1L图像如图乙所示,根据实验室Ⅱ记录的数据作出的图像应为(选填“①”或“②”)3.[2024·丽水模拟]某同学利用压强传感器探究气体等温变化的规律,实验装置如图甲所示.甲气体压强传感器通过胶管与注射器相连,空气柱的体积可由注射器标的示数读出,压强由压强传感器自动记录.(1)关于本实验的操作,下列说法正确的有.

A.注射器和柱塞间涂抹润滑油是为了减少摩擦力B.实验时可用手紧握注射器的针筒部分C.改变空气柱的体积时要缓慢进行D.分别在20℃和25℃环境下完成实验对实验结论没有影响(2)该同学在一次实验时获得的实验数据如下表所示:123456压强p/kPa109.0121.0138.8159.3189.0229.3压强倒数1p/(10-6Pa-19.178.267.206.285.294.36体积V/m