Question

王浩跟同学们一起探究“一定质量的气体，在温度不变时，其压强跟体积的关系”，实验装置如图甲所示（固定的铁架台未画出）．用一支容量为2.5mL的针筒，先将活塞的下底面拉到刚好对准2.5mL的刻度线，用橡皮泥封住针口，然后在活塞上加砝码．他们测出筒上全部刻度的长度为5cm．活塞的质量和活塞与筒壁的摩擦不计，托盘的质量为15g．测量数据如下表：（外界大气压为1×10⁵Pa，g=10N/kg）

实验序号	砝码和托盘质量m/g	筒内气体体积V/cm3	筒内气压P/×105Pa
1	0	2.5	1
2	45	2.3	1.09
3
4	195	1.8	1.39
5	335	1.5	1.67
6	540	1.2	2.08
7	750	1.0	2.5

⑴ 他们测得的活塞的横截面积为      m²．

⑵ 第三次实验时，所加砝码和活塞的位置如图甲所示，请在表内空格填上数据，并写出筒内气压的计算过程．

⑶ 根据实验数据，请在图乙画出气压随体积变化的图像．

⑷ 根据图像可知，气体压强跟体积的关系是：一定质量的气体，在温度不变时，      ．

 

 

Answer 1

【答案】

⑴ 0.5×10^-4   ------------------------------------------------------------- 1分

⑵ 托盘和砝码总质量m=125g  ------------------------------------------------ 1分

                                                                            筒内气体体积V=2.0cm³    1分

                                                                            托盘和砝码的总重力G=mg=0.125kg×10N/kg=1.25N

                                                                            外界气体对活塞压力F₀=P₀S=1×10⁵Pa×0.5×10^-4m²=5N  --------------------------------------------- 1分

                                                                            活塞对筒内气体压力F=F₀+G=5N+1.25N=6.25N  ---------------------------------------------------- 1分

                                                                            筒内气体压强p===1.25×10⁵Pa  ------------------------------------------------------------- 1分

⑶ 图略（在图上的7个描点必须正确，连线不光滑不扣分）  -------------------- 2分

⑷ 体积越大，压强越小（体积越小，压强越大）  ------------------------------ 2分

 

 

【解析】他们测得的活塞的横截面积为0.5×10^-4m²．托盘和砝码总质量m=125g托盘和砝码的总重力G=mg=0.125kg×10N/kg=1.25N外界气体对活塞压力F₀=P₀S=1×10⁵Pa×0.5×10^-4m²=5N活塞对筒内气体压力F=F₀+G=5N+1.25N=6.25N筒内气体压强p===1.25×10⁵Pa气体压强跟体积的关系是：一定质量的气体，在温度不变时，体积越大，压强越小。