Question

【题目】某实验小组为了探究气缸内气体压强p与缸内气柱长度h的关系，设计了一带有活塞(截面积S=5cm2)并封闭了气体的密闭金属气缸，如图甲所示。某次实验过程中，活塞缓慢下压，记录数据后绘制出如图乙所示图像。请回答下列问题:

(1)活塞下压过程中，缸内气体的密度__________(选填“变小”、“变大”或“不变”).

(2)据图乙可知，缸内气体压强p与长度h成_______比;当h为6cm时，缸内气体的压强p=______Pa.

(3)经测量，当缸内气体压强p为1×105Pa时，缸内气体的密度为1.3kg/m3，那么，当缸内气体压强p为5×105Pa时，缸内气体的密度为______kg/m3;此时活塞下表面受到的气体压力为________N.

Answer 1

【答案】 变大 反 1.5×105 6.5 250

【解析】解：（1）活塞下压过程中，气体质量不变，体积变小，根据可得，缸内气体的密度变大。

（2）据图乙可知，一定质量的气体，温度不变时，Ph乘积为一定值，即缸内气体压强p与长度h成反比。当h为6cm时，缸内气体的压强p=1.5×105Pa 。

（3）气缸内气体的体积为：V1=Sh1，气缸内气体的质量为：m=ρ1V1=ρ1Sh1，由图象乙可知，当气体压强p为1×105Pa时对应的缸内气体的长度为h1=10cm，当气体压强p为5×105Pa时对应的缸内气体的长度为h2=2cm，在此过程中气体的质量不变，所以m=ρ2V2=ρ2Sh2，

故ρ1Sh1=ρ2Sh2，

解得： 。

活塞下表面受到的气体压力为：F=pS=5×105Pa×5×10-4m2=250N。