2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第15章热学实验20探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系考点2创新实验提升

这是一份2025版高考物理一轮总复习考点突破训练题第15章热学实验20探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系考点2创新实验提升，共3页。试卷主要包含了实验器的改进，数据处理的改进等内容，欢迎下载使用。
1．实验器的改进
用压强传感器代替压力表
2．数据处理的改进
还可以做eq \f(1,P)－V或V－eq \f(1,P)图像
►考向1 实验器材的改进
在“用DIS研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学采用如图1所示的实验装置，一个带刻度的导热试管内封闭一定质量的气体，有一定厚度的活塞可在试管内无摩擦地滑动，试管的右端通过一个小软管与压强传感器相连。
该同学向右缓慢推动活塞左侧的手柄，在这个过程中未用手接触试管，每次从活塞左边沿对应的试管刻度读取体积值，并输入计算机，同时由压强传感器测得对应的压强值。实验共测了6次，实验结果如表所示。
(1)在图2所示的坐标纸上已经标出4组数据点，请将余下的两组数据在坐标纸上标出，并作出对应的图像。
(2)该同学经老师提醒后发现自己的体积数据记录有误，漏记了小软管内气体的体积。你认为他的体积数据记录还存在什么问题： 将有一定厚度的活塞体积也计入气体体积值 。结合图2中画出的图像，判断该同学 不需要 (选填“需要”或“不需要”)修正体积的数据记录。
(3)该同学从分子动理论的角度分析实验过程：试管内封闭一定质量的气体，温度保持不变，气体分子的 分子平均动能(或平均速率) 和 总分子数 一定；气体的体积减小时，单位时间内撞击单位面积的分子数 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)，宏观表现为气体的 压强增大 。
[答案] (1)见解析图
[解析] (1)将余下的两组数据在坐标纸上标出，并用平滑线连接各个点，如图所示。
(2)该同学将有一定厚度的活塞体积也计入气体体积值。结合图像可知，温度不变时，压强与体积成反比，所以不需要修正。
(3)因为气体温度及质量不变，所以气体分子的分子总数和分子平均动能不变，气体的体积减小时，单位体积内的分子数增多，所以单位时间内撞击单位面积的分子数增大。每个分子撞击的平均作用力不变，但是单位时间内撞击的分子数增多，所以宏观表现为气体的压强增大。
►考向2 实验原理的创新
(2024·山东泰安质检)某同学利用图(a)装置验证玻意耳定律，粗细相同的玻璃管A和B下端用橡皮管相连，管内装有水银，A管上端封闭，内有封闭气体，B管上端开口。上、下移动B管时，需保持 温度 不变，气体体积V可以根据A管上的刻度读出，利用刻度尺测出B管液面与A管液面的高度差h。测得一系列数据后，以h为纵坐标，得到如图(b)所示的函数图像，则图像的横坐标应为eq \f(1,V) ；图线与h轴交点的物理含义是 大气压强p0对应的水银柱的高度值的相反数 。
[解析] 由于要验证玻意耳定律，则上、下移动B管时，需保持温度不变；题中压强用水银柱高度表示，可设大气压强为h0高度的水银值，ρ为水银密度，对A中的气体，若满足玻意耳定律，则ρg(h0＋h)V＝C，解得h＝eq \f(C,ρg)·eq \f(1,V)－h0，则以h为纵坐标，得到如题图(b)所示的函数图像，则图像的横坐标为eq \f(1,V)；图线与h轴交点的物理含义是－p0，即大气压强p0对应的水银柱高度值的相反数。序号
体积V/mL
压强p/(×105 Pa)
1
200
1.011
2
180
1.123
2
160
1.264
4
140
1.444
5
120
1.685
6
100
2.022