Question

王浩跟同學們一起探究“一定質量的氣體，在溫度不變時，其壓強跟體積的關系”，實驗裝置如圖甲所示（固定的鐵架臺未畫出）．用一支容量為2.5mL的針筒，先將活塞的下底面拉到剛好對準2.5mL的刻度線，用橡皮泥封住針口，然后在活塞上加砝碼．他們測出筒上全部刻度的長度為5cm．活塞的質量和活塞與筒壁的摩擦不計，托盤的質量為15g．測量數據如下表：（外界大氣壓為1×10⁵Pa，g=10N/kg）

實驗序號	砝碼和托盤質量m/g	筒內氣體體積V/cm3	筒內氣壓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 他們測得的活塞的橫截面積為      m²．

⑵ 第三次實驗時，所加砝碼和活塞的位置如圖甲所示，請在表內空格填上數據，并寫出筒內氣壓的計算過程．

⑶ 根據實驗數據，請在圖乙畫出氣壓隨體積變化的圖像．

⑷ 根據圖像可知，氣體壓強跟體積的關系是：一定質量的氣體，在溫度不變時，      ．

 

 

Answer 1

【答案】

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

⑵ 托盤和砝碼總質量m=125g  ------------------------------------------------ 1分

                                                                            筒內氣體體積V=2.0cm³    1分

                                                                            托盤和砝碼的總重力G=mg=0.125kg×10N/kg=1.25N

                                                                            外界氣體對活塞壓力F₀=P₀S=1×10⁵Pa×0.5×10^-4m²=5N  --------------------------------------------- 1分

                                                                            活塞對筒內氣體壓力F=F₀+G=5N+1.25N=6.25N  ---------------------------------------------------- 1分

                                                                            筒內氣體壓強p===1.25×10⁵Pa  ------------------------------------------------------------- 1分

⑶ 圖略（在圖上的7個描點必須正確，連線不光滑不扣分）  -------------------- 2分

⑷ 體積越大，壓強越小（體積越小，壓強越大）  ------------------------------ 2分

 

 

【解析】他們測得的活塞的橫截面積為0.5×10^-4m²．托盤和砝碼總質量m=125g托盤和砝碼的總重力G=mg=0.125kg×10N/kg=1.25N外界氣體對活塞壓力F₀=P₀S=1×10⁵Pa×0.5×10^-4m²=5N活塞對筒內氣體壓力F=F₀+G=5N+1.25N=6.25N筒內氣體壓強p===1.25×10⁵Pa氣體壓強跟體積的關系是：一定質量的氣體，在溫度不變時，體積越大，壓強越小。