题目内容

【题目】小明在学习了大气压的知识后,对气体压强与哪些因素有关作出了猜想,下表是他根据生活现象所做出的猜想。

序号

生活现象

影响因素

关系

1

充气玩具充气过多易爆裂

质量

质量增大,压强增大

2

吹足气后的气球用力挤压易爆裂

体积

体积减小,压强增大

3

夏天自行车容易爆胎

温度

__________,压强增大

(1)请在表格中划线处填上合适的内容。

(2)为了研究气体压强与这些因素之间的关系,他做了如下实验:用注射器密封一段空气柱,保证其温度不变化的情况下,研究气体压强与它的体积之间的关系,如图所示,用弹簧测力计竖直向上拉活塞来改变气体的体积。已知注射器活塞的横截面积为S,(活塞与注射器壁之间的摩擦、活塞重都忽略不计),当地大气压为标准大气压 p0,当弹簧测力计的示数为F时,注射器内气体的压强计算表达式为p________

p×105Pa

1.0

0.8

0.5

0.4

V(×10-5m3

1

1.25

2

2.5

(3)通过实验,他得到了表中一些数据:分析表中数据,可以得出的结论是:在气体_____不变的条件下________

【答案】温度升高 温度 气体压强与气体体积成反比

【解析】

(1)[1]自行车内胎充气过足,放在阳光下受暴晒,在车胎爆炸前,车胎内气体吸收热量,温度升高,内能增大,而车胎容积不变,即气体体积不变,所以气体压强变大。

(2)[2]当弹簧秤的示数为F时,注射器活塞受大气压力、拉力和里面气体压力的作用,由于活塞静止,所以活塞受力平衡,则

F0=F+F

p=可得

p0S=F+pS

p=p0-

(3)[3][4]由表中的数据可知,实验次数1

V1p1=1×105m3×1×10-5Pa=1m3Pa

实验次数2

V2p2=0.8×105m3×1.25×10-5Pa=1m3Pa

实验次数3

V3p3=0.5×105m3×2×10-5Pa=1m3Pa

实验次数4

V4p4=0.4×105m3×2.5×10-5Pa=1m3Pa

由此可知,气体体积和气体压强的乘积为定值,即在温度不变的情况下,气体压强与气体体积成反比。

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