2.2.1气体等温变化-高中物理人教版选择性必修三教案

中小学教育资源及组卷应用平台 高中物理人教版选择性必修三教案 第二章 气体、固体和液体 第2.2.1节 气体等温変化 学习目标 实验探究玻意耳定律 课前导学 基础知识导学 一、等温变化 一定质量的气体,在温度不变的条件下,其压强与体积变化时的关系。 二、实验思路 在保证密闭注射器中气体的质量和温度不变的条件下,通过改变密闭注射器中气体的体积,由压力表读出对应气体的压强值,进而研究在恒温条件下气体的压强与体积的关系。 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、物理量的测量 1.如图所示组装实验器材。 2.利用注射器选取一段空气柱为研究对象,注射器下端的开口有橡胶套,它和柱塞一起把一段空气柱封闭。 3.把柱塞缓慢地向下压或向上拉,读取空气柱的长度与压强的几组数据。空气柱的长度l可以通过刻度尺读取,空气柱的长度l与横截面积S的乘积就是它的体积V。空气柱的压强p可以从与注射器内空气柱相连的压力表读取。 五、数据分析 1.作p- V图像 以压强p为纵坐标,以体积V为横坐标,用采集的各组数据在坐标纸上描点,绘出等温线,如图所示。观察p- V图像的特点看能否得出p、V间的定量关系。 2.作p- 图像 以压强p为纵坐标,以为横坐标,在坐标纸上描点。如果p- 图像中的各点位于过原点的同一条直线上(如图所示),就说明压强p跟体积的倒数成正比,即压强与体积成反比。如果不在同一条直线上,我们再尝试其他关系。 3.实验结论:一定质量的某种气体,在温度不变的情况下,其压强与体积的倒数成正比,即压强与体积成反比。 六、注意事项 1.改变气体体积时,要缓慢进行,等稳定后再读出气体压强,以防止气体体积变化太快,气体的温度发生变化。 2.实验过程中,不要用手接触注射器的玻璃管,以防止玻璃管从手上吸收热量,引起内部气体温度变化。 3.实验中应保持气体的质量不变,故实验前应在柱塞上涂好润滑油,以免漏气。 4.在这个实验中,由于气体体积与长度成正比,因此研究气体的体积与压强的关系时,不需要测量空气柱的横截面积。 5.读数时视线要与柱塞底面平行。 6.作p- 图像时,应使尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布于直线两侧,偏离太大的点应舍弃掉。 知识点探究 探究1　实验原理与操作 例1 某实验小组用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。已知压力表通过细管与注射器内的空气柱相连,细管隐藏在柱塞内部未在图中标明,从压力表中读取空气柱的压强,从注射器旁的刻度尺中读取空气柱的长度。 (1)为了保持封闭气体的质量不变,实验中采取的主要措施是　_____; (2)实验过程中,下列说法正确的是　　　　。 A.推拉柱塞时,动作要快,以免气体进入或漏出 B.推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器 C.柱塞移至某位置时,应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值 训练1 (2025·山东聊城一中期末)某同学用如图所示装置探究气体等温变化的规律。 (1)在实验中,下列哪些操作不是必需的　　　　。 A.用橡胶套密封注射器的下端 B.用游标卡尺测量柱塞的直径 C.读取压力表上显示的气压值 D.读取刻度尺上显示的空气柱长度 (2)实验装置用铁架台固定,而不是用手握住玻璃管(或注射器),并且在实验中要缓慢推动柱塞,这些要求的目的是_____。 (3)下列图像中,最能直观反映气体做等温变化的规律的是　　　　。 探究2　数据处理与创新实验 例2 对一定质量的气体,在等温条件下得出体积V与压强p的数据如下表: V/m3 1.00 0.50 0.40 0.25 0.20 p/(×105 Pa) 1.45 3.10 3.95 5.98 7.70 (1)根据所给数据在坐标纸上(如图所示)画出p-图线。 (2)由画出的图线可得出的结论是:_____。 例3 (2025·江苏徐州高二期末)某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 (1)关于该实验,下列说 ... ...