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象．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】
（1）變大
（2）反；1.5×105
（3）6.5；250
【解析】解：（1）氣缸是封閉的，當活塞向下壓，由于氣缸內的氣體含量并沒有發生變化，所以它的質量并不發生改變，體積減小，根據ρ= 知密度增大；（2）由圖象可得：一定質量的氣體，溫度不變時，Ph乘積為一定值，即壓強與氣缸內氣體的長度成反比；由圖象乙可知，當缸內氣體的長度為h=6cm時的壓強為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 ，
所以ρ1Sh1=ρ2Sh2 ，
解得：ρ2= = ρ1= ×1.3kg/m3=6.5kg/m3 ．
活塞下表面受到的氣體壓力為：F=pS=5×105Pa×5×10﹣4m2=250N．
所以答案是：（1）變大；（2）反； 1.5×105；（3）6.5； 250．