Question

（2012?武進區模擬）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

（1）他們測得的活塞的橫截面積為

0.5×10^-4

m²．
（2）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．
（3）根據實驗數據，請在圖乙畫出氣壓隨體積變化的圖象．
（4）根據圖象可知，氣體壓強跟體積的關系是：一定質量的氣體，在溫度不變時，

體積越大，壓強越小

．

Answer 1

分析：（1）根據S=

V

h

即可求出活塞的橫截面積；
（2）先根據G=mg求出托盤和砝碼的總重力，再根據F=PS求出外界氣體對活塞的壓力，最后根據p=

F

S

即可求出筒內氣體壓強；
（3）根據數學描點法描出氣壓與體積對應的點，用光滑的曲線連接起來．
（4）根據圖象中，在氣體的溫度和質量一定時，得出氣體體積與氣體壓強的關系．

解答：解：（1）S=

V

h

=

2.5×10-6m3

0.05m

=0.5×10^-4m²；
（2）托盤和砝碼總質量m=125g，
筒內氣體體積V=2.0cm³，
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=

F

S

=

6.25N

0.5×10-4m2

=1.25×10⁵Pa．
（3）在圖象上描出（2.5，1）（2，1.25）（1.8，1.39）（1.5，1.67）（1.0，2.5），用光滑的曲線連接起來．如圖：

 （4）從圖象上可以看出，一定質量的氣體，在溫度不變時，體積越大，壓強越小．
故答案為：（1）0.5×10^-4；
（2）

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	125	2.0	1.25
4	195	1.8	1.39
5	335	1.5	1.67
6	540	1.2	2.08
7	750	1.0	2.5

（4）體積越大，壓強越小．

點評：本題是一道研究一定量的氣體在溫度不變時，壓強與體積關系的實驗探究題，考查了學生對實驗數據的處理能力，解題的關鍵是分析表中數據，找出壓強P與體積V間的關系．