题目内容
4．初步的观察与研究表明，一定质量的气体，它的压强（P）、体积（V）和温度（T）这三个物理量是相互制约相互联系的，当其中的一个物理量发生变化的同时，其余的两个物理量至少有一个也会发生变化．为了进一步研究一定质量气体上述三个物理量之间的数量关系，某同学进行了如下的探究过程，现请你根据自己对科学探究活动的认识，将以下内容补充完整：（1）对一定质量的气体，在温度不变的条件下，研究其压强和体积之间的关系，发现此时压强跟体积的乘积保持不变，即P1V1=P2V2．
（2）对一定质量的气体，在体积不变的条件下，研究压强和温度之间的关系，得到下表所示实验数据；可以得出的结论是压强与温度的比值不变，此时$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$．
| n | P′（mmHg） | P=P0+P′（mmHg） | t（℃） | T（K） | $\frac{P}{T}$（$\frac{mmHg}{K}$） |
| 1 | 20 | 775.0 | 30.0 | 303.0 | 2.557 |
| 2 | 30 | 785.0 | 33.4 | 306.4 | 2.562 |
| 3 | 40 | 795.0 | 37.0 | 310.0 | 2.565 |
| 4 | 50 | 805.0 | 41.0 | 314.0 | 2.563 |
| 5 | 60 | 815.0 | 45.5 | 318.5 | 2.558 |
分析 （1）（2）根据影响气体压强大小的因素，在探究过程中应用到控制变量法；
（3）得出压强与温度和体积的关系，总结在一起得出结论．
解答 解：（1）要探究压强与体积的关系，应使温度不变；
（2）要探究压强与温度的关系，应使气体的体积不变；
根据表格中数据知，对一定质量的气体，在体积相同的条件下，此时压强与温度的比值不变，
即$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$．
（3）由（1）（2）知，一定质量的气体，其压强与体积成反比，与温度成正比，
即$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$．
故答案为：（1）不变；
（2）不变；压强与温度的比值不变；$\frac{{P}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}}{{T}_{2}}$；
（3）$\frac{{P}_{1}{V}_{1}}{{T}_{1}}$=$\frac{{P}_{2}{V}_{2}}{{T}_{2}}$．
点评 此题是探究一定质量的气体，它的压强（P）、体积（V）和温度（T）这三个物理量之间的关系，考查了利用控制变量法分析问题的能力．
练习册系列答案
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12．
如图，物理兴趣小组的同学利用图示装置，探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关．他们将发声的闹铃置于纸筒A内，将充当反射面的材料置于O处，通过纸筒B倾听反射的铃声强弱．
（1）保持纸筒A和纸筒B的位置，只改变充当反射面的材料，让同一为同学倾听反射声音的强弱不变，实验结果如表．
（2）分析实验结果可以得出：在其他条件相同时，反射声音的强弱与充当反射面的材料有关．你还可以得出的结论是（写出一条即可）海绵反射声音最弱．
（3）实验结果表明，玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨，有同学认为可能是人耳对声音强弱的分辨能力不够造成的．对此，请你提出一个改进的措施或方法用灵敏仪器替代人耳测量反射声音的大小．
（4）如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应选择表中大理石的作为反射面效果最好．
（5）小组同学经过观察发现学校南北两栋高楼间距较大，经过测量发现距离约15米左右，墙面贴有比较光滑的瓷砖，楼层之间是一大片平坦的草坪，小组同学决定利用声音的反射测量声速．经过讨论，他们决定晚上九点以后进行测量．你认为他们这样选择的原因是减少环境噪声干扰．请针对他们的实验设想进行合理的评价测量距离太短，声音传播时间太小，导致传播时间无法测量．
如图，物理兴趣小组的同学利用图示装置，探究反射声音的强弱与充当反射面的材料是否有关．他们将发声的闹铃置于纸筒A内，将充当反射面的材料置于O处，通过纸筒B倾听反射的铃声强弱．（1）保持纸筒A和纸筒B的位置，只改变充当反射面的材料，让同一为同学倾听反射声音的强弱不变，实验结果如表．
| 反射面材料 | 大理石 | 玻璃板 | 木板 | 棉布 | 毛巾 | 海绵 |
| 反射声音的强弱 | 最强 | 强 | 强 | 较强 | 弱 | 几乎听不到 |
（3）实验结果表明，玻璃板和木板反射声音的强弱无法分辨，有同学认为可能是人耳对声音强弱的分辨能力不够造成的．对此，请你提出一个改进的措施或方法用灵敏仪器替代人耳测量反射声音的大小．
（4）如果利用声音的反射现象，测量声音在空气中的传播速度，应选择表中大理石的作为反射面效果最好．
（5）小组同学经过观察发现学校南北两栋高楼间距较大，经过测量发现距离约15米左右，墙面贴有比较光滑的瓷砖，楼层之间是一大片平坦的草坪，小组同学决定利用声音的反射测量声速．经过讨论，他们决定晚上九点以后进行测量．你认为他们这样选择的原因是减少环境噪声干扰．请针对他们的实验设想进行合理的评价测量距离太短，声音传播时间太小，导致传播时间无法测量．
19．某中学的物理兴趣小组，想探究水平抛出的小球从抛出到落地的时间与哪些因素有关．大家经过讨论，提出了以下猜想：
猜想1：小球从抛出到落地的时间，可能与小球的质量有关．
猜想2：小球从抛出到落地的时间，可能与小球水平射出的速度有关．
猜想3：小球从抛出到落地的时间，可能与小球下落的高度有关．
为了检验上述猜想是否正确，他们精心设计了实验，找来精密计时器，一个可将小球以任意所需速度射出的弹射器，并将弹射器水平固定在铁架台上，按上图所示进行实验，得到下表中数据．请你通过分析，回答下列的问题：
（1）要探究这个问题应采取控制变量法进行实验，
例如：要探究小球从抛出到落地时间与小球质量的关系，应保持小球水平射出的速度 和 小球下落的高度 相同，用质量不同的小球进行实验，所以：
为了验证猜想1，应选用序号为2、5、6的实验；
为了验证猜想2，应选用序号为1、3、4的实验；
为了验证猜想3，应选用序号为2、4、7的实验．
（2）分析表中数据得出的实验结论是：小球从抛出到落地的时间与小球的质量无关； 与小球水平射出的速度无关； 与小球下落的高度有关．（均填“有关”或“无关”）
猜想1：小球从抛出到落地的时间，可能与小球的质量有关．
猜想2：小球从抛出到落地的时间，可能与小球水平射出的速度有关．
猜想3：小球从抛出到落地的时间，可能与小球下落的高度有关．
为了检验上述猜想是否正确，他们精心设计了实验，找来精密计时器，一个可将小球以任意所需速度射出的弹射器，并将弹射器水平固定在铁架台上，按上图所示进行实验，得到下表中数据．请你通过分析，回答下列的问题：
| 实验序号 | 小球质量m/g | 水平射出速度v/m•s-1 | 小球下落高度h/m | 从射出到落地的时间t/s |
| 1 | 10 | 0.5 | 1.5 | 0.55 |
| 2 | 10 | 1.0 | 1.0 | 0.45 |
| 3 | 10 | 1.5 | 1.5 | 0.55 |
| 4 | 10 | 1.0 | 1.5 | 0.55 |
| 5 | 20 | 1.0 | 1.0 | 0.45 |
| 6 | 30 | 1.0 | 1.0 | 0.45 |
| 7 | 10 | 1.0 | 2.0 | 0.64 |
例如：要探究小球从抛出到落地时间与小球质量的关系，应保持小球水平射出的速度 和 小球下落的高度 相同，用质量不同的小球进行实验，所以：
为了验证猜想1，应选用序号为2、5、6的实验；
为了验证猜想2，应选用序号为1、3、4的实验；
为了验证猜想3，应选用序号为2、4、7的实验．
（2）分析表中数据得出的实验结论是：小球从抛出到落地的时间与小球的质量无关； 与小球水平射出的速度无关； 与小球下落的高度有关．（均填“有关”或“无关”）
小华用蜡烛、光屏和焦距为10cm的凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验，装置如图所示．
在“探究凸透镜成像规律”的实验时：