2025年高三一轮复习物理课件实验18探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系

化而引起误差。
3.活塞直径的测量、空气柱长度的测量、气压计的读数等引起误差。
4
突破考点题型
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
考点一
常规实验
(2024 届北京期末)某实验小组用图 1 所示实验装置来进行“探究气体等温变化的
规律”实验。
6
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
( - )
Δ
0 2 1
0
3
3
意耳定律 p1V1=p2V2,联立得 ρ=ℎ(
=
,代值可得
ρ=1.22×10
kg/m
。
+ ) ℎ
1
2
16
。
b
(2)根据上述条件可知,大气压强为
cmHg(用所给的字母表示)。

(3)某次实验中,测得 h1=h0,则此时封闭的气柱长度为 ℎ0 + m(用所给的字母表
示)。
(4)该小组先后进行了两次实验,两次实验中封闭的气体质量相同,但在第一次实验中的
1
环境温度要比第二次实验的环境温度高,则第一次实验得到的 h1-ℎ 图像的斜率

ℎ 0 +
,则此时封闭的气柱长度为
m。

(4)由 =C 可知在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高,则第
1
1
一次实验得到的 h1-ℎ 图像的斜率大于第二次实验得到的 h1-ℎ 图像探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
角度 2 实验目的的创新
某同学打算测量某种液体的密度,用到的器材有:少量该种液体,细长玻璃管一根(约
通过散热,又会回到原来的温度,因此是等温变化。
(2)设玻璃管横截面积为 S,对封闭气体,满足玻意耳定律,有(p0+h1)h2S=C,即
1

h1= ·ℎ -p0,结合图像可知 =k、p0=b,则大气压强为 b cmHg。
2
1

ℎ2
ℎ 0 +
(3)某次实验中,测得的 h1=h0,由 h1=k· -b,可得 h2=
30 cm),刻度尺,铁架台。
(1)实验步骤如下:
①将玻璃管开口向上竖直固定到铁架台上,然后加入约 5 cm 长的液体封闭一定质量的空
气,如图所示,待液柱稳定后,标记液柱的上下液面位置;
②倒置玻璃管,将其竖直固定到铁架台上,待液柱稳定后,标记靠近管底的液面位置;
③倒出液体后,利用三个位置标记,用刻度尺测量出试管正立、倒置时的空气柱长度 l1、
第十五章 热学
实验18 探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
理清知识结构
突破考点题型
理清知识结构
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
3
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
误差分析
1.橡胶套密封不严会使空气柱的质量发生变化引起误差。
2.实验过程环境温度的变化或柱塞向下压或向上拉得过快均会使空气柱的温度发生变
B
定质量的气体
。
A.p 与 V 成正比
1
B.p 与 成正比
9
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
Pa(保留
(2)若气体被压缩到 V=10.0 mL,由图 2 可读出封闭气体压强为 2.04×105
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 pV 乘积时,他的计算
等稳定后再读数,以避免气体温度发生变化,B 项错误;推拉柱塞及读取数据时不要用手
握住注射器下端,以避免改变气体的温度,C 项正确;实验不必测量柱塞的横截面积,以气
柱的长度值代替气体的体积值即可,D 项错误。
(3)因 T2 对应的图像的 pV 值较大,可知温度较高,即这两次实验气体的温度大小关
系为 T1<T2。
(1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的温度和 质量 。
AC
(2)关于该实验的操作,下列说法正确的是
。
A.在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性
B.实验时应快速推拉柱塞并迅速读数,以避免气体与外界发生热交换
C.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端,以避免改变气体的温度
D.实验必须测量柱塞的横截面积,以获知被封闭气体的体积
的封闭气体压强 p=2.04×105 Pa。
(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 pV 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。
10
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
考点二
11
实验创新与拓展
角度 1 实验方法的创新
(2024 届烟台期末)某实验小组利用图 1 所示装置进行“探究气体的等温变化规律”实
验,通过向竖直放置的 U 形玻璃管开口端多次注入水银改变气体的状态,每次缓慢注入水
银后,测量 U 形玻璃管两端液面的高度差 h1(cm)以及封闭气柱的长度 h2(m)。一次实验中,
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 2 所示。
回答以下问题:
(1)在实验误差允许范围内,图 2 中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在等温情况下,一
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 (选填
“增大”或“减小”)。
解析
(1)在实验误差允许范围内,图 2 中的拟合曲线为一条过原点的直线,说明在
1
等温情况下,一定质量的气体 p 与 成正比,B 项符合题意。
1
1
(2)若气体被压缩到 V=10.0 mL,则有 =10.0 mL-1=100×10-3 mL-1,由图 2 可读出对应

偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离,则描绘的图线可能如图 3 的
② (选填“①”或“②”)所示。请通过分析说明你的判断理由 理由见解析 。
7
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
解析 (1)在本实验操作的过程中,需要保持不变的量是气体的温度和质量。
(2)在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性,A 项正确;实验时应缓慢推拉柱塞
(3)为了探究气体在不同温度下发生等温变化是否遵循相同的规律,实验小组在不同的环境
温度下进行了实验,得到的 p-V 图像如图 2 所示,由图可知,这两次实验气体的温度大小关系
<
为 T1
(选填“<”、“=”或“>”)T2。
1
(4)实验小组同学作出 p- 图像,发现当气体压强增大到一定值后,根据实验数据描绘的图线
1
1
该小组通过多次测量记录多组 h1 和 h2 数据,然后以 h1 为纵坐标、以ℎ 为横坐标作出 h1-ℎ
2
图像,如图 2 所示,已知图像的斜率为 k,图像与纵轴的截距为-b。
2
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
(1)实验中,每次注入水银时都需要缓慢注入,其目的是 保持封闭气体温度不变
3
示),代入数据可得 ρ= 1.22×10 kg/m3。(p0=1.00×105 Pa,g=10.0 m/s2,结果保留 3 位
有效数字)
解析 (2)由实验步骤可知,封闭气体的状态变化是等温变化,故遵循玻意耳定律,A
项正确,B、C 两项错误。
(3)对封闭气体初态正立时 p1=p0+ρgh、V1=Sl1,末态倒置时 p2=p0-ρgh、V2=Sl2,由玻
大于
1
2
(选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次实验得到的 h1- 图像的斜率。
ℎ2
12
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
【思路导引】
13
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
解析 (1)缓慢注入水银,目的是保持封闭气体温度不变,如果快速注入,外界对气
体做功,气体内能会增加,温度会升高,如果缓慢注入,即使气体温度瞬间会升高,但很快
l2,以及液柱的长度 h。
(2)封闭的空气柱遵循的理想气体的实验定律是 A
。
A.玻意耳定律
B.查理定律
C.盖-吕萨克定律
15
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
(3)该同学由所测数据得到:h=67.7 mm,气体柱长度的变化量 Δl=l2-l1=1.5 mm,总长度
0 Δ
L=l2+l1=182.0 mm,则所求液体密度的表达式为 ρ= ℎ (用 h、Δl、L、p0 和 g 表

1


(4)根据 =C 可知 p=CT ,若漏气,则 C 减小,即图像的斜率减小,则图像为②。
8
实验18
探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系
(2023 年山东卷)利用图 1 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