Question

【題目】某實驗小組為了探究氣缸內氣體壓強p與缸內氣柱長度h的關系，設計了一帶有活塞(截面積S=5cm2)并封閉了氣體的密閉金屬氣缸，如圖甲所示。某次實驗過程中，活塞緩慢下壓，記錄數據后繪制出如圖乙所示圖像。請回答下列問題:

(1)活塞下壓過程中，缸內氣體的密度__________(選填“變小”、“變大”或“不變”).

(2)據圖乙可知，缸內氣體壓強p與長度h成_______比;當h為6cm時，缸內氣體的壓強p=______Pa.

(3)經測量，當缸內氣體壓強p為1×105Pa時，缸內氣體的密度為1.3kg/m3，那么，當缸內氣體壓強p為5×105Pa時，缸內氣體的密度為______kg/m3;此時活塞下表面受到的氣體壓力為________N.

Answer 1

【答案】 變大 反 1.5×105 6.5 250

【解析】解：（1）活塞下壓過程中，氣體質量不變，體積變小，根據可得，缸內氣體的密度變大。

（2）據圖乙可知，一定質量的氣體，溫度不變時，Ph乘積為一定值，即缸內氣體壓強p與長度h成反比。當h為6cm時，缸內氣體的壓強p=1.5×105Pa 。

（3）氣缸內氣體的體積為：V1=Sh1，氣缸內氣體的質量為：m=ρ1V1=ρ1Sh1，由圖象乙可知，當氣體壓強p為1×105Pa時對應的缸內氣體的長度為h1=10cm，當氣體壓強p為5×105Pa時對應的缸內氣體的長度為h2=2cm，在此過程中氣體的質量不變，所以m=ρ2V2=ρ2Sh2，

故ρ1Sh1=ρ2Sh2，

解得： 。

活塞下表面受到的氣體壓力為：F=pS=5×105Pa×5×10-4m2=250N。