Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組為了探究氣缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p與缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度h的關(guān)系，設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中，活塞緩慢下壓，記錄數(shù)據(jù)后繪制出如圖乙所示圖像。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

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

(2)據(jù)圖乙可知，缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p與長(zhǎng)度h成_______比;當(dāng)h為6cm時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p=______Pa.

(3)經(jīng)測(cè)量，當(dāng)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p為1×105Pa時(shí)，缸內(nèi)氣體的密度為1.3kg/m3，那么，當(dāng)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p為5×105Pa時(shí)，缸內(nèi)氣體的密度為______kg/m3;此時(shí)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(guò)程中，氣體質(zhì)量不變，體積變小，根據(jù)可得，缸內(nèi)氣體的密度變大。

（2）據(jù)圖乙可知，一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，Ph乘積為一定值，即缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)p與長(zhǎng)度h成反比。當(dāng)h為6cm時(shí)，缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p=1.5×105Pa 。

（3）氣缸內(nèi)氣體的體積為：V1=Sh1，氣缸內(nèi)氣體的質(zhì)量為：m=ρ1V1=ρ1Sh1，由圖象乙可知，當(dāng)氣體壓強(qiáng)p為1×105Pa時(shí)對(duì)應(yīng)的缸內(nèi)氣體的長(zhǎng)度為h1=10cm，當(dāng)氣體壓強(qiáng)p為5×105Pa時(shí)對(duì)應(yīng)的缸內(nèi)氣體的長(zhǎng)度為h2=2cm，在此過(guò)程中氣體的質(zhì)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。