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热学第十二章实验18探究气体压强与体积的关系[实验目的]1．会用控制变量法进行实验探究．2．在气体的质量和温度都不变的条件下，探究气体压强与体积的关系．01主干回顾·强化根基[实验原理]在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下(实验装置如图所示)，通过改变密闭气体的体积，由压力表读出对应气体体积的压强值，进而研究在温度不变的条件下气体的体积和压强的关系．[实验器材]铁架台、铁夹、带有压力表的注射器．[实验步骤]1．密封气体：用胶套在注射器中密封一定质量的气体(气体的体积大约是注射器容积的一半)．2．安装固定：把带有压力表的注射器固定在铁架台上．3．实验数据的收集空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度l可以在玻璃管侧的刻度尺上读出，空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V.用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组数据．填入表格次数12345压强气柱长度体积4．数据处理(1)猜想：由记录的数据可知，空气柱的体积越小，压强就越大，空气柱的压强是否跟体积成反比？(2)检验：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．如果图象中的各点位于过原点的同一条直线上，就说明压强跟体积的倒数成正比，即压强的确与体积成反比．如果不在同一条直线上，我们再尝试其他关系．(3)结论：在实验误差允许的范围内，一定质量的气体，在温度不变的情况下，其压强与体积成反比．[注意事项]1．气体质量一定：针筒要密封好，活塞上涂好润滑油，防止漏气．2．温度要保持不变：推拉活塞要缓慢，手不能握住针筒．3．改变气体的体积时，要缓慢进行，等稳定后再读数．4．不需要测气柱的横截面积．5．作p－1V图象时，应尽量多的实验数据点落在直线上．[误差分析]本实验的测量误差主要产生在空气柱长度的测量上，因此读数时视线一定与活塞底面平行．02核心考点·探究突破考点一教材原型实验[例1]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活塞得到了a、b、c、d四组实验数据．如图是压力表记录b组数据时的状态．通过记录对应的四个封闭气柱的长度值L(L单位：cm)算出体积，四组实验数据如下表．(1)实验研究的对象是____________________，实验中应保持不变的参量是______________________和_________________.次数abcd压强p(×105Pa)0.81.01.61.9体积V(cm3)86.44.03.4体积倒数1V(cm－3)0.1250.1560.250.30注射器内密闭的气体气体的温度、质量注射器内密闭的气体(2)实验中为了控制该参量不变，下列采取的主要措施比较合理的是________.(多项选择)A．在活塞上涂上润滑油，保持良好的封闭性B．推动活塞时要缓慢C．不要用手直接握在注射器密闭气体的部分D．实验前注射器内要吸入尽量多的空气(3)根据上表数据作P－1V图象并得出结论．实验结论：质量一定的理想气体____________________________．ABC答案见解析解析(1)实验的研究对象是注射器内密闭的气体，保持不变的参量是温度．(2)活塞和针筒之间涂上润滑油，减小摩擦防止漏气，可以保证气体质量不变．缓慢推动活塞、不要用手握住注射器密闭气体的部分保证气体的温度不变，故选项A、B、C正确，D错误．(3)如图所示，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比考点二实验的拓展与创新[例2]有同学在做“研究温度不变时气体的压强跟体积的关系”实验时，用连接计算机的压强传感器直接测得注射器内气体的压强值，缓慢推动活塞，使注射器内空气柱从20.0mL变为12.0mL.实验共测了5次，每次体积值直接从注射器的刻度上读得并输入计算机．同时由压强传感器测得对应体积的压强值．实验完成后，计算机屏幕上立刻显示出如表所示的实验结果：序号V/mLp/(×105Pa)pV/(×105Pa·mL)120.01.001020.020218.01.095219.714316.01.231319.701414.01.403019.642512.01.635119.621解题指导实验原理→注意事项→减小误差的方法(1)仔细观察不难发现，pV/(×105Pa·mL)一栏中的数值越来越小，造成这一现象的可能原因是()A．实验时注射器活塞与筒壁的摩擦力不断增大B．实验时环境温度增大C．实验时外界大气压强发生变化D．实验时注射器内的空气向外发生泄漏(2)根据你在(1)中的选择，说明为了减小误差，应采取的措施是___________________________．D在注射器活塞上涂润滑油解析(1)因为实验用的时间不会太长，环境温度、外界大气压强都不会变化；因为是缓慢推动活塞，温度不变，而气体的pV值越来越小，只能说明气体的质量减少，即实验时注射器内的空气向外发生泄漏，故选D．(2)为减小误差，应该增加注射器的密封性，可以采用在注射器活塞上涂润滑油的方法．