2027届新高考物理热点精准复习　探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系

物理2027届新高考物理热点精准复习探究等温情况下一定质量的气体压强与体积的关系目录12基础自主落实课前

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能力探究突破课中课堂互动·考教衔接基础

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一、实验原理利用注射器封闭一段空气柱作为研究对象,在温度不变的情况下,测量气体在不同体积时的压强,再分析气体压强与体积的关系。空气柱的体积:空气柱的长度可以通过刻度尺读取,空气柱的长度与横截面积的乘积就是体积。空气柱的压强:从与注射器内空气柱相连的压力表读取。二、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。三、实验步骤1.安装器材(如图所示)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。

易错辨析(1)本实验应用物理实验中常用的控制变量法,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)为保持等温变化,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,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,注射器内外气体的压强差不宜过大,防止漏气。(

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×√考点一教材原型实验能力探究突破课中

课堂互动·考教衔接角度一实验原理与操作例1(2026甘肃兰州模拟)某实验小组利用如图所示的装置做“探究气体等温变化的规律”实验,主要实验步骤如下:①将压力表的指针校准到1.0×105Pa;②在柱塞上均匀涂抹润滑油,然后将柱塞移至注射器适当刻度处;③将橡胶套套在注射器下端的开口处,它和柱塞一起把一段空气柱封闭;④迅速推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。(1)请指出以上步骤中存在不妥之处的是

(填写对应的步骤序号)。(2)按正确步骤进行了实验,记录的部分实验数据如表所示,其中有一次记录的实验数据错误,错误的是

(填写对应的实验序号)。

实验序号1234封闭空气柱长度L/cm3.502.502.803.00封闭空气柱压强p/(105Pa)1.011.701.261.17④2(3)实验中应在柱塞上涂抹润滑油,其主要目的是

。

A.避免漏气B.减小摩擦(4)完成本实验的基本要求是

。

A.在等温条件下操作B.封闭气体的容器密封良好C.必须测出所封闭气体的质量D.气体的压强和体积必须用国际单位AAB解析

(1)实验目的是探究气体等温变化的规律,为了确保温度一定,实验中应缓慢推动柱塞,记录多组注射器内气体的体积V及相应的压力表示数p。即步骤中存在不妥之处是④。(2)根据玻意耳定律可知pV=C,结合表格中的数据可知,1、3、4数据中两个数值乘积均约为3.5,而2数据中两个数值乘积约4.25,可知错误的是2。(3)为了控制气体质量不变,实验中应在柱塞上涂抹润滑油,故A正确。(4)本实验研究的是一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系,所以需要在等温条件下操作,A正确;要保证气体质量不变,封闭气体的容器必须密封良好,否则会有气体进出,无法满足“一定质量的气体”这一条件,B正确;实验研究的是压强与体积的关系,并不需要测出所封闭气体的质量,只要保证气体质量不变就行,C错误;在实验中只要单位统一即可,不一定必须用国际单位,D错误。角度二实验数据处理与误差分析例2(2026辽宁沈阳模拟)某实验小组用如图甲所示实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。(1)关于该实验,下列说法正确的是

。

A.实验时应快速推拉柱塞以避免气体与外界发生热交换B.无需测出封闭气体的质量C.推拉柱塞时,应用手握住整个注射器以使装置更稳定B(2)为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律,他们进行了两次实验,得到的p-V图像如图乙所示,由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1

(选填“<”“=”或“>”)T2。

>

过原点的倾斜直线

考点二创新拓展实验例3(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的关系。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)。甲逐次增加砝码质量,采集多组数据并作出拟合曲线如图乙所示。乙

B2.04×105增大

例4(2026广东惠州模拟)图甲是“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置。

C

V1(3)若用天平测出若干粒大米的质量为m,然后将这些米粒装入上述装置中的注射器内,移动活塞,多次记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p,绘出图丙所示的图像,则可求出大米的密度为

(用m、