高中物理复习试题：选章专项训练气体压强的计算及微观解释
专项训练气体压强的计算及微观解释
一、计算的知识储备
(1)液面下h深处由液体重量产生的压强p＝ρgh.(注意：h是液柱的竖直高度，不一定等于液柱的长度)
(2)若液面与外界大气相接触，则液面下h处的压强为p＝p0＋ρgh，p0为外界大气压强．
(3)帕斯卡定律(液体传递压强的规律)：加在密闭静止液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递．
(4)连通器原理：在连通器中，同一种液体(中间液体不间断)的同一水平面上的压强是相等的．
【说明】计算的主要依据是静力学知识．
【例1】如图所示，竖直放置的弯曲管A端开口，B端封闭，密度为ρ的液体将两段空气封闭在管内，管内液面高度差分别为h1、h2和h3，则B端气体的压强为(已知大气压强为p0)()
A．p0－ρg(h1＋h2－h3)B．p0－ρg(h1＋h3)
C．p0－ρg(h1＋h3－h2) D．p0－ρg(h1＋h2)
【解析】由图中液面的高度关系可知，p0＝p2＋ρgh3和p2＝p1＋ρgh1，由此解得p1＝p0－ρg(h1＋h3)
【答案】 B
【易错点】很多学生会错误认为p0＜p2和p2＜p1，此外图中h2是一个干扰条件，而实际上中间气体的压强与中间两液面的高度差无关．
二、压强计算的基本方法
基本方法，实质为受力分析，即受力分析的三种表现．
1．液面法
选取一个假想的液体薄面(其自重不计)为研究对象；分析液面两侧受力情况，建立力的平衡方程；消去横截面积，得到液面两侧的压强平衡方程；求得气体压强．【例2】如图所示，在竖直平面内倾斜放置的U形管，管的一端封闭，内有一段空气柱，U形管的倾角为θ，U形管内水银柱长度L1、L2，如图所示，已知水银密度为ρ，大气压强为p0，则封闭段空气柱的压强为________．
【解析】本题若选取如图所示的AB作为等压强的液面，从理论上来说是可以的，但是B至右管液面的高度差不知，无法求出．
若选取C 作为液面，则左右两侧的压强应该相等，即有p ＋ρga sin θ＋ρgL 2cos θ＝p 0＋ρgL 1sin θ＋ρga sin θ，解得p ＝p 0＋ρg (L 1sin θ－L 2cos θ)．
【答案】 p 0＋ρg (L 1sin θ－L 2cos θ)
2．平衡法
欲求用固体(如活塞等)封闭在静止容器中的气体压强，应对固体(如活塞等)进行受力分析，然后根据力的平衡条件求解．
【例3】 如图所示，一个横截面积为S 的圆筒形容器竖直放置，金属圆板的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆板的质量为m ，不计圆板与容器内壁的摩擦，若大气压强为p 0，则被圆板封闭在容器中的气体的压强等于( )
A ．p 0＋mg cos θS
B.p 0cos θ＋mg S cos θ
C ．p 0＋mg cos 2θS
D ．p 0＋mg S
【解析】 为求气体的压强，应以封闭气体的圆板为研究对象，圆板受力如图所示，封闭气体对圆板的压力垂直圆板的下表面．由竖直方向合力为零，得
p S cos θ
·cos θ＝mg ＋p 0S 得p ＝p 0＋mg S
【答案】 D
3．动力学法
当封闭气体所在的系统处于力学非平衡状态时，欲求封闭气体的压强，首先要恰当地选择对象(如与气体相关联的液柱、固体等)，并对其进行正确的受力分析(特别注意分析内、外气体的压力)，然后应用牛顿第二定律列方程求解．
【例4】 试管内封有一定质量的气体，静止时气柱长为L 0，大气压强为p 0，其他尺寸如图所示．当试管绕竖直轴以角速度ω在水平面内匀速转动时气柱长变为L ，设温度不变，管横截面积为S ，水银密度为ρ， 则转动时管内被封气体的压强为( )
A ．p 0＋ρL 1ω2(L 2＋L 0－L ＋L 12
) B ．p 0＋ρL 1ω2(L 2＋L 12
) C ．p 0＋ρgL 1
D.L 0L
p 0 【解析】 以水银柱为研究对象，水平方向受力为向右的p 0S ，向左的pS ，由牛顿第二
定律，知pS －p 0S ＝ma ＝mω2(L 1＋L 2＋L 0－L －L 12)，p ＝p 0＋ρL 1ω2(L 2＋L 0－L ＋L 12
)；若以被封闭气体为研究对象，由等温变化可知，p 0L 0S ＝pLS ，解得p ＝L 0L
p 0. 【答案】 AD
三、压强的微观解释
1．决定压强的两个微观因素
p ＝23
n E k 为理想气体对器壁的压强公式，其揭示出压强这一宏观量的微观本质．压强公式表明，气体的压强决定于分子的数密度n 和分子的平均平动动能E k ，并与二者的乘积成正比．
【例5】 喷雾器内有10 L 水，上部封闭有1 atm 的空气2 L ．如图所示，关闭喷雾阀门，用打气筒向喷雾器内再充入1 atm 的空气3 L(设外界环境温度一定，空气可看作理想气体)．
(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时，求气体压强，并从微观上解释气体压强变化的原因．
(2)打开喷雾阀门，喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀，此过程气体是吸热还是放热？简要说明理由．
【解析】 (1)设气体初态压强为p 1＝1 atm ，体积为V 1＝2 L ＋3 L ＝5 L ；末态压强为p 2，体积为V 2＝2 L ，由玻意耳定律p 1V 1＝p 2V 2 ，代入数据得p 2＝2.5 atm
微观解释：温度不变，分子平均动能不变，单位体积内分子数增加，所以压强增加．
(2)吸热．气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律，可知气体吸热．
【名师点拨】 本题对压强的微观解释是从分子的数密度n 和分子的平均平动动能E k (即温度)两个方面解释的，有些考生在回答时，找不出答题要点，是对压强的微观因素的两个原因不知，不知道为什么要从这两个方面解释．
2．分子速率是从双重意义上来影响碰撞效果的
p ＝23n E k ，p ＝13
nm v 2为理想气体对器壁的压强公式，它们揭示出压强这一宏观量的微观本质．压强公式表明，气体的压强决定于分子的数密度n 和分子的平均平动动能E k ，并
与二者的乘积成正比．这一结论，是根据分子动理论，从压强是大量分子对器壁碰撞的平均
效果这一基本分析得出的，当然很容易从分子与器壁碰撞的角度来理解它．p ＝23
n E k 表明当分子平均平动动能一定时，数密度n 越大则压强p 越大，这是因为n 越大时，单位时间内撞击到器壁上的分子数越多，故器壁受到的压强越大；当n 一定时，E k 越大则p 越大，这是因为E k 越大，v 2越大，从而使器壁所受压强p 越大．可见分子速率是从双重意义上来影响碰撞效果的：一方面分子运动越快，单位时间内分子碰撞器壁的次数越多；另一方面，分子运动越快，每次碰撞时施于器壁的冲量也越大．
【例6】 下列说法正确的是( )
A ．气体的内能是分子热运动的动能和分子间的势能之和
B ．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能也随之改变
C ．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功
D ．热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，但不能自发地从低温物体传递到高温物体
E ．一定量的气体，在体积不变时，分子每秒平均碰撞次数随着温度降低而减小
F ．一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加
【答案】 ADEF
四、压强的产生与理解
1．源于压强的基本概念
压强的基本概念为p ＝F S
，大气压从压强定义出发可理解为大气自身重力产生的． 【例7】 已知地球半径约为6.4×106m ，空气的摩尔质量约为29×10－
3kg/mol ，一个标准大气压约为 1.0×105Pa ，利用以上数据可估算出地球表面大气在标准状况下的体积为
( )
A ．4×1016 m 3
B ．4×1018 m 3
C ．4×1020 m 3
D ．4×1022 m 3
【解析】 大气压是由大气重量产生的．大气压强p ＝F S ＝mg S ＝mg 4πR 2
，带入数据可得地球表面大气质量m ＝5.2×1018kg.标准状态下1 mol 气体的体积为V 0＝22.4×10－3m 3，故地球
表面大气体积为V ＝m m 0V 0＝5.2×101829×10－3×22.4×10－3m 3＝4×1018 m 3，B 项对． 【答案】 B
【名师点拨】 本题源于1984年全国普通高等学校招生统一考试物理试题原题如下：
估算地球大气层空气的总重量．(最后结果取1位有效数字)，(答案：5×1019N)．可谓老题新编．
2．从分子动理论的角度理解大气压强
前面说大气压是大气自身重力产生的，这与在地球表面任取一部分气体的压强约为1.013×105Pa是不矛盾的，这时的压强是大气压的一部分，已经具有由重力产生压强的属性，不可再由取出部分的气体重力产生的．这个压强可从分子动理论的角度理解，即气体分子的碰撞产生的．
【例8】一位质量为60 kg的同学为了表演“轻功”，他用打气筒给4只相同的气球充以相等质量的空气(可视为理想气体)，然后将这4只气球以相同的方式放在水平放置的木板上，在气球的上方放置一轻质塑料板，如图所示．
(1)关于气球内气体的压强，下列说法正确的是()
A．大于大气压强
B．是由于气体重力而产生的
C．是由于气体分子之间的斥力而产生的
D．是由于大量气体分子的碰撞而产生的
(2)在这位同学慢慢站上轻质塑料板中间位置的过程中，球内气体温度可视为不变．下列说法正确的是()
A．球内气体体积变大B．球内气体体积变小
C．球内气体内能变大D．球内气体内能不变
(3)为了估算气球内气体的压强，这位同学在气球的外表面涂上颜料，在轻质塑料板面和气球一侧表面贴上间距为2.0 cm的方格纸．表演结束后，留下气球与方格纸接触部分的“印迹”如图所示．若表演时大气压强为1.013×105Pa，取g＝10 m/s2，则气球内气体的压强为________ Pa.(取4位有效数字)
气球在没有贴方格纸的下层木板上也会留下“印迹”，这一“印迹”面积与方格纸上留下的“印迹”面积存在什么关系？
【解析】(1)由于气球对球内气体的作用，球内气体压强大于大气压强，A选项正确，B选项错误；根据气体的压强的微观理论，可知C选项错误，D选项正确．
(2)由于可视为理想气体，则pV
T＝C，T不变，p增大，V减小，A选项错误，B选项正
确；理想气体的内能只与温度有关，C选项错误，D选项正确．
(3)人作用在气球上的力F＝mg＝600 N，“印迹”的面积为4S，S为每个“印迹”的面积(大于半格的算一格，小于半格的去掉)，得S＝354×10－4m2，人作用在气球上的压强．可
以以其中一个球的接触薄层为研究对象，薄层受到向上的压力pS ，向下的压力p 0S ，每个球
承受人体重力的14，即14mg ，由平衡关系，可知p ＝p 0＋14mg S
＝1.013×105 Pa ＋14×600354×10－4 Pa ＝1.053×105 Pa 气球内部气体压强处处相等，气球上下两部分形变一样，面积相同．
【答案】 (1)AD (2)BD (3)1.053×105Pa 面积相同
五、浮力的实质
浮力产生的原因是压力差，推导如下：如图所示，物块浮在液体中，物块受到向下的p 0S ，向上的pS ，两侧均有对称的作用力，即两侧的合力为零．故压力差ΔF ＝pS －p 0S ＝(p 0＋ρgh )S －p 0S ＝ρghS ＝ρgV 排＝F 浮，即浮力的实质为上下的压力差．
【例9】 在天花板上用轻弹簧悬挂一支平底试管，将试管口向下竖直插入水银槽中，当处于如图所示的静止状态时，不计管壁厚度，关于弹簧秤对试管作用力的大小，下列正确的说法是( )
A ．大小等于试管重力
B ．大小等于试管重力减去水银对试管的浮力
C ．大小等于试管重力减去管内h 高度部分相当的水银的重力
D ．大小等于试管重力减去内部气体与外界大气对试管压力之差
【解析】 以试管为研究对象，对试管进行受力分析如图所示，
试管受到向下的重力mg 、大气的向下的压力p 0S 、试管内被封闭的气体的向上的压力pS 、弹簧向上的拉力F ，pS ＋F ＝mg ＋p 0S ，所以F ＝mg ＋p 0S －pS ＝mg －(pS －p 0S )＝mg －F 浮＝mg －ρgV 排，故选B 、C 、D 三项．
【答案】 BCD
六、自由落体下的压强变化分析
气体压强是大量气体分子频繁碰撞容器壁的结果，在完全失重的情况下，气体对器壁仍产生同样的碰撞结果，温度变化，压强变化．如2013全国新课标Ⅱ33C 选项“在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零”，此选项错误．
【例10】 如图所示，一定质量的空气被水银封闭在静置于竖直平面的U 型玻璃管内，右管上端开口且足够长，右管内水银面比左管内水银面高h ，能使h 变大的原因是( )
A ．环境温度升高
B ．大气压强升高
C ．沿管壁向右管内加水银
D ．U 型玻璃管自由下落
【解析】 以左端被封闭气体为研究对象，假设被封闭气体压强不变，温度升高，必然导致被封闭体积的增加，则两侧水银柱长度h 增加，A 选项正确；大气压升高，暗含温度不变，即导致体积减小，h 减小，B 选项错误；沿管壁向右管内加水银，使被封闭气体的压强增加，而被封闭气体的压强p ＝p 0＋ρgh ，故两侧水银柱长度h 增加，C 选项正确；U 型玻璃管自由下落，水银处于完全失重状态，故被封闭气体的压强等于外界大气压p ＝p 0，压强减小了，被封闭气体的体积增大，两侧水银柱长度h 增加，D 选项正确．
【答案】 ACD
七、活塞与弹簧结合问题
【例11】 如图所示，竖直放置在水平面上的汽缸，其中缸体质量M ＝10 kg ，活塞质量m ＝5 kg ，横截面积S ＝2×10－
3 m 2，活塞上部的汽缸里封闭一部分理想气体，下部有气孔a 与外界相通，大气压强p 0＝1.0×105Pa ，活塞的下端与劲度系数为k ＝2×103 N/m 的弹簧相连．当汽缸内气体温度为127 ℃时，弹簧的弹力恰好为零，此时缸内气柱长为L ＝20 cm.求：当缸内气体温度升高到多少度时，汽缸对地面的压力为零？(g 取10 m/s 2，活塞不漏气且与汽缸壁无摩擦)
【解析】 缸内气体初态：V 1＝LS ＝20S
p 1＝p 0－mg S
＝0.75×105 Pa T 1＝(273＋127) K ＝400 K
末态：p 2＝p 0＋Mg S ＝1.0×105 Pa ＋10×102×10－3
Pa ＝1.5×105Pa 系统受力平衡：kx ＝(m ＋M )g
则x ＝?m ＋M ?g k ＝?5＋10?×102×103
m ＝0.075 m ＝7.5 cm 缸内气体体积V 2＝(L ＋x )S ＝27.5S
对缸内气体建立状态方程p 1V 1T 1＝p 2V 2T 2
即0.75×105×20 S 400＝1.5×105×27.5 S T 2
解上式，可得T 2＝1 100 K ，即t ＝T 2－273 ℃＝827 ℃
【答案】827 ℃
气体压强的微观解释
分子热运动、布朗运动、扩散现象 1、做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是（ D ） A．分子无规则运动的情况 B．某个微粒做布朗运动的轨迹 C．某个微粒做布朗运动的速度——时间图线 D．按等时间间隔依次记录的某个运动微粒位置的连线 E．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 2、布朗运动虽然与温度有关，但布朗运动不能称为热运动（对） 3、空中飞舞的尘埃的运动不是布朗运动 经验之谈：布朗运动凭肉眼观察不到，得在光学显微镜下观察 分子运动在光学显微镜下观察不到，得在电子显微镜下观察。 布郎运动不会停止，而尘埃的飞扬经过一段时间后，会落回地面 4、观察布朗运动时，下列说法正确的是（ AB ） A.温度越高，布朗运动越明显 B.大气压强的变化，对布朗运动没有影响 C.悬浮颗粒越大，布朗运动越明显 D.悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动 5.由分子动理论及能的转化和守恒定律可知…（ D ） A.扩散现象说明分子间存在斥力 B.布朗运动是液体分子的运动，故分子在永不停息地做无规则运动 C.理想气体做等温变化时，因与外界存在热交换，故内能改变 D.温度高的物体的内能不一定大，但分子的平均动能一定大 6．下列关于热运动的说法,正确的是（ D ） A.热运动是物体受热后所做的运动 B.温度高的物体中的分子的无规则运动 C.单个分子的永不停息的无规则运动 D.大量分子的永不停息的无规则运动 物质的量
（1）m M v V N A ==即：分子质量摩尔质量＝分子体积摩尔体积阿佛加德罗常数＝ （2）分子的个数 = 摩尔数 ×阿伏加德罗常数 （3）摩尔质量摩尔体积＝密度 1．从下列哪一组数据可以算出阿伏加德罗常数（ C ） A.水的密度和水的摩尔质量 B.水的 摩尔质量和水分子的体积 C.水的摩尔质量和水分子的质量 D.水分子的体积 和水分子的质量 2.已知铜的摩尔质量为M （kg/mol ），铜的密度为ρ（kg/m 3），阿伏加德罗常数为 N A （mol - 1）.下列说法不正确的是（ B ） A.1 kg 铜所含的原子数为 M N A B.1 m 3铜所含的原子数为ρA MN 个铜原子的质量为A N M kg 个铜原子所占的体积为A N M ρ m 3 3. 利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数.如果已知体积为V 的一滴油 在 水面上散开形成的单分子油膜的面积为S ，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M ，则阿伏 加德罗常数的表达式为（ ）答案：33 6V MS πρ 4.已知铜的密度为×103 kg/m3,相对原子质量为64,通过估算可知铜中每个铜原子所占 的体积为（B ) ×10－6 m 3 ×10－29 m 3 ×10－26 m 3 ×10－24 m 5.某物质的摩尔质量为M ,密度为ρ,设阿伏加德罗常数为N A ,则每个分子的质量和单位 体积所含的分子数分别是(D ) A.M N A M N ρ?A B.A N M ρM N A C. M N A ρ?A N M D. A N M M N ρ?A 6 ．一热水瓶水的质量约为m=2.2 kg,它所包含的水分子数目为_________.(取两位有效数 字, 阿伏加德罗常数取×1023 mol -1) ×1025个) 7．某同学采用了油膜法来粗略测定分子的大小：将1 cm 3油酸溶于酒精，制成1 000 cm 3
备战2020年高考物理计算题专题复习《向心力的计算》(解析版)
《向心力的计算》 一、计算题 1.如图所示，长为L的细绳一端与一质量为m的小球可看成质点 相连，可绕过O点的水平转轴在竖直面内无摩擦地转动．在最 低点a处给一个初速度，使小球恰好能通过最高点完成完整的圆 周运动，求： 小球过b点时的速度大小； 初速度的大小； 最低点处绳中的拉力大小． 2.如图所示，一条带有圆轨道的长轨道水平固定，圆轨道竖直，底端分别与两侧的直 轨道相切，半径，物块A以的速度滑入圆轨道，滑过最高点Q，再沿圆轨道滑出后，与直轨上P处静止的物块B碰撞，碰后粘在一起运动。P点左侧轨道光滑，右侧轨道呈粗糙段，光滑段交替排列，每段长度都为。物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为，A、B的质量均为重力加速度g 取；A、B视为质点，碰撞时间极短。 求A滑过Q点时的速度大小V和受到的弹力大小F； 若碰后AB最终停止在第k个粗糙段上，求k的数值； 求碰后AB滑至第n个光滑段上的速度与n的关系式。
3.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管 道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过秒后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰到。已知圆轨道半径为，小球的质量为，g取求 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离 小球经过圆弧轨道的B点时，受到轨道的作用力的大小和方向？ 小球经过圆弧轨道的A点时的速率。 4.如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为R的光 滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内。一 质量为m的小滑块从轨道上离地面高为的D处无初速 下滑进入圆环轨道，接着小滑块从圆环最高点C水平飞出， 恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力。求： 小滑块在C点飞出的速率； 在圆环最低点时滑块对圆环轨道压力的大小； 滑块与斜轨之间的动摩擦因数。
物态变化的微观解释
物态变化的微观解释 一、基本的规则 1.所有的分子都在运动，所以具有动能 2.分子之间存在引力与斥力，所以当分子要摆脱其他分子的约束，克服引力做功，所以需要比较大的动能。 3.分子热运动的能力中势能部分使分子趋于团聚，动能部分使它们趋于飞散。大体来说平均动能胜过势能时，物体处于气态；势能胜于平均动能时，物体处于固态；当势能与平均动能势均力敌时，物质处于液态。 二、为什么沸腾在一定温度下发生 由于分子不停的运动，也就会与周边的分子相撞。在这随机碰撞的过程，有的分子得到比较大的能量，若这分子在液体内部，它也可以挣脱另的分子对它的约束。但在大多数情况下它们逃不出液体。因为它们和邻近的分子会碰撞，把能量传给邻近的分子，自身的能量会减少，自己又再次处于束缚态。但若是液体表面的分子就可以挣脱周边分子对它的束缚，离开液体，成为气态。这也就是为什么蒸发只发生在液体表面。因为能离开液体的分子的动能较大，所以当它离开后，液体的平均动能当然就减少了，所以液体的温度会下降。而在液体表面的分子也会在随机飞行中，有可能飞回到水的表面。这就是在一个封闭的系统，我们看到液体好像没有发生蒸发。其实每一时刻都有分子从液体表面飞出，也有分子飞入，是一个动态的平衡。 从上述的分析我们可以得知，温度越高，分子的平均动能就越大，摆脱束缚的可能性就越大。 随着温度的升高，有越来越多的分子力图挣脱，如果偶然有几个挣脱其邻居的分子彼此很靠近，它们就有可能在液体内部为自己找到一个安身之地：生成一个气泡。气泡内是饱和蒸气。如果泡内蒸气的压强小于外部压强，外部压强会压缩气泡，使之重新消失在液体中。当液体内部生成的气泡内的饱和蒸气压达到外部压强时，就开始沸腾。在沸腾过程中，越来越多的分子加入气泡，使气泡的体积猛然增大。密度比水小的气泡上升到水面破裂，在那里让内部积累起来的高能分子飞走。也就说液体内部的分子能否挣脱束缚离开液面，就取决于饱和蒸气压
压强计算题专项训练一附答案
1、随着电热水器的不断改进，图l4所示的电热水壶深受人们的喜爱。它的容积 为2L ，壶身和底座的总质最是l.2kg ，底座与水平桌面的接触面积为250cm 2，装满水后水深l6cm 。(ρ水=1.0×l03kg/m 3)求： (1)装满水后水的质量； (2)装满水后水对电热水壶底部的压强； (3)装满水后桌面受到的压强。 解： （1）V=2 L=2×10-3 m 3，m=ρV=1.0×103kg ／m 3×2×10-3m 3=2kg ； （2）p=ρgh =1.0×103kg/m 3×10N/kg ×0.16m=1.6×103Pa ； （3）F=G=mg=（1.2kg+2kg ）×10N/kg=32N ，S=250 cm 2=2.5×10-2m 2， p=F/S=32N/2.5×10-2m 2=1.28×103Pa 。 2、如图所示，水平桌面上放置的容器容积为1.5×10-3m 3，底面积为1.0×10-2m 2 ，高为20cm ，容器重1N ，当它盛满水时求： （1）水对器底的压力和压强； （2）容器对桌面的压力． 解： 3、学生课桌质量为9kg ，桌子与地面有四个接触面，每个接触面 的面积为4×10-4m 2；某同学将底面积为24.5×10-4m 2、容量为 1L 、装满水后水深为18cm 的塑料水杯放在课桌的桌面上。求： （1）课桌对地面的压力；（2）课桌对地面的压强； （3）杯对桌面的压强。（不计塑料水杯的质量） 解：（1）m 水＝ρ水V 杯＝1.0×103千克/米3×10-3米3＝1千克
F＝G＝(m水＋m桌）g＝10千克×9.8牛/千克＝98牛 （2）P＝F/S＝98牛/（4×4×10-4米2）＝6.125×104帕 （3）F′＝G杯＝m水g＝1千克×9.8牛/千克＝9.8牛 P′＝F′/S′＝9.8牛/（24.5×10-4米2）＝4×103帕 4、如图所示A端开口B端封闭的L形容器，内盛有水，已知B端顶面离容器底 6cm，A端内液面离容器底26cm。 求：(l)B端顶面受到水的压强． (2)如果B端顶面的面积为2×10-3m2，那么，顶面受 到水的压力是多大？ 解： （1）B端顶面所处的深度h=（26﹣6）cm=20cm=0.2m， B端顶面受到水的压强P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa； （2）顶面受到水的压力F=PS=2×103Pa×2×10-3m2=4N． 5、油罐里装着4.8m深的煤油，在罐壁上有2cm2的小孔，用塞于塞着，塞子中 心距罐底0.3m，(煤油的密度是0.8×103kg/m3) 求：(1)煤油对塞子中心的压强。 (2)煤油对塞子的压力. 解：（1）塞子所处深度： h=4.8m-0.3m=4.5m， 煤油对塞子的压强： p=ρgh=0.8×103kg/m3×10N/kg×4.5m=3.6×104Pa； （2）s=2cm2=2×10-4m2， 煤油对塞子的压力： F=ps=3.6×104Pa×2×10-4m2=7.2N． 6、如图1所示，一梯形截面容器重10N，容器底面积是200cm2，倒入4 kg水后水的高度是30cm。（g＝10N/kg ） 求：（1）容器底所受水的压强; （2）容器底所受水的压力; （3）容器对桌面的压强
高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含答案)
高中物理3-3《热学》计算题专项练习题(含 答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
热学计算题（二） 1.如图所示，一根长L=100cm、一端封闭的细玻璃管开口向上竖直放置，管内用h=25cm长的水银柱封闭了一段长L1=30cm的空气柱．已知大气压强为75cmHg，玻璃管周围环境温度为27℃．求： Ⅰ．若将玻璃管缓慢倒转至开口向下，玻璃管中气柱将变成多长？ Ⅱ．若使玻璃管开口水平放置，缓慢升高管内气体温度，温度最高升高到多少摄氏度时，管内水银不能溢出． 2.如图所示，两端开口、粗细均匀的长直U形玻璃管内由两段水银柱封闭着长度为15cm的空气柱，气体温度为300K时，空气柱在U形管的左侧． （i）若保持气体的温度不变，从左侧开口处缓慢地注入25cm长的水银柱，管内的空气柱长为多少？ （ii）为了使空气柱的长度恢复到15cm，且回到原位置，可以向U形管内再注入一些水银，并改变气体的温度，应从哪一侧注入长度为多少的水银柱气体的温度变为多少（大气压强P0=75cmHg，图中标注的长度单位均为cm） 3.如图所示，U形管两臂粗细不等，开口向上，右端封闭的粗管横截面积是开口的细管的三倍，管中装入水银，大气压为76cmHg。左端开口管中水银面到管口距离为11cm，且水银面比封闭管内高4cm，封闭管内空气柱长为11cm。现在开口端用小活塞封住，并缓慢推动活塞，使两管液面相平，推动过程中两管的气体温度始终不变，试求： ①粗管中气体的最终压强；②活塞推动的距离。
4.如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1=14cm，的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2=24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h=6cm，若把该装置移至温度恒为27℃的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为p0=76cmHg，不计活塞与管壁间的摩擦，分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度． 5.如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑气缸，其侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动且处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0，温度为T0．设外界大气压强为P0保持不变，活塞横截面积为S，且mg=P0S，环境温度保持不变．求：在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡，活塞B下降的高度． 6.如图，在固定的气缸A和B中分别用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞面积之比为S A：S B=1：2，两活塞以穿过B的底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动．两个气缸都不漏气．初始时，A、B 中气体的体积皆为V0，温度皆为T0=300K．A中气体压强P A=1.5P0，P0是气缸外的大气压强．现对A加热，使其中气体的体积增大V0/4，,温度升到某一温度T．同时保持B中气体的温度不变．求此时A中气体压强（用P 0表示结果）和温度（用热力学温标表达）
气体的微观意义
气体的微观意义 【教学设计】 第八章第4节 一、教材分析 用微观解释宏观，离不开统计规律。本节教材有意识地渗透统计观点，提出什么是统计规律。教学时可以举出学生比较熟悉的生活中的事例，帮助学生理解统计规律的意义，并理解压强以及气体实验定律的微观解释。通过分析气体分子运动的特点，去学习压强的产生原因。 二、教学目标 知识与技能 能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。 过程与方法 通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。 情感态度价值观 通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学
生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 三、教学重点、难点 1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点。 2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。 四、学情分析 根据学生的情况教师可以先让学生课前完成“抛币实验”然后进行全班交流家与评价，让学生发表自己的看法，从中领略到自然与社会的奇妙与和谐，增加对科学的求知欲和好奇心。 五、教学方法 讨论、谈话、练习、多媒体辅助 六、课前准备 ．学生的学习准备：预习 ．教师的教学准备：多媒体制作，课前预习学案，准备实验器材。 七、课时安排：1课时 八、教学过程 预习检查、总结疑惑 检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
情景导入、展示目标。 设问：气体的状态变化规律？从微观方面如何解释？ 合作探究、精讲点拨 统计规律 气体分子运动的特点 设问：气体分子运动的特点有哪些？ 弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。 碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。 因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。
高中物理经典题库_力学计算题49个
四、力学计算题集粹（49个） 1．在光滑的水平面，一质量ｍ＝1ｋｇ的质点以速度ｖ０＝10ｍ／ｓ沿ｘ轴正方向运动，经过原点后受一沿ｙ轴正方向的恒力Ｆ＝5Ｎ作用，直线ＯＡ与ｘ轴成37°角，如图1-70所示，求： 图1-70 （1）如果质点的运动轨迹与直线ＯＡ相交于Ｐ点，则质点从Ｏ点到Ｐ点所经历的时间以及Ｐ的坐标；（2）质点经过Ｐ点时的速度． 2．如图1-71甲所示，质量为1ｋｇ的物体置于固定斜面上，对物体施以平行于斜面向上的拉力Ｆ，1ｓ末后将拉力撤去．物体运动的ｖ-ｔ图象如图1-71乙，试求拉力Ｆ． 图1-71 3．一平直的传送带以速率ｖ＝2ｍ／ｓ匀速运行，在Ａ处把物体轻轻地放到传送带上，经过时间ｔ＝6ｓ，物体到达Ｂ处．Ａ、Ｂ相距Ｌ＝10ｍ．则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率，物体能较快地传送到Ｂ处．要让物体以最短的时间从Ａ处传送到Ｂ处，说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍，则物体从Ａ传送到Ｂ的时间又是多少? 4．如图1-72所示，火箭平台上放有测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度ｇ／2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为起动前压力的17／18，已知地球半径为Ｒ，求火箭此时离地面的高度．（ｇ为地面附近的重力加速度） 图1-72 5．如图1-73所示，质量Ｍ＝10ｋｇ的木楔ＡＢＣ静止置于粗糙水平地面上，摩擦因素μ＝0．02．在木楔的倾角θ为30°的斜面上，有一质量ｍ＝1．0ｋｇ的物块由静止开始沿斜面下滑．当滑行路程ｓ＝1．4ｍ时，其速度ｖ＝1．4ｍ／ｓ．在这过程中木楔没有动．求地面对木楔的摩擦力的大小和方向．（重力加速度取ｇ＝10／ｍ·ｓ２） 图1-73 6．某航空公司的一架客机，在正常航线上作水平飞行时，由于突然受到强大垂直气流的作用，使飞机在10ｓ高度下降1700ｍ造成众多乘客和机组人员的伤害事故，如果只研究飞机在竖直方向上的运动，且假定这一运动是匀变速直线运动．试计算： （1）飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样? （2）乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力，才能使乘客不脱离座椅？（ｇ取10ｍ／ｓ２） （3）未系安全带的乘客，相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位? （注：飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子，它使乘客与飞机座椅
(完整版)第三章第2节气体实验定律的图像表示及微观解释
二、气体实验定律的图像表示及微观解释 教学目标 1.会用图像描述气体实验定律，会在p－V，p－T和V－T三种图像中描绘三种等值变化过程。 2．经历“讨论交流”过程，探究图像中所隐含的物理意义。培养学生积极参与，乐于合作、沟通，勇于发表自己见解的精神。 3．能对气体实验定律做微观解释。 重点难点 重点：运用图像分析气体状态变化过程 难点：气体实验定律的微观解释 设计思想 上节课通过实验得出了气体实验定律，本节课利用数学工具――图像进一步研究气体实验定律，使得气体状态变化过程的研究更为直观，相关参量的变化特征一目了然，并通过相关习题的练习培养学生运用数学知识表达物理规律的能力。再引导学生运用分子动理论和统计方法对气体实验定律逐个进行解释，主要围绕压强的微观意义进行解释，帮助学生建立起宏观现象的微观图景，使学生对热学知识有系统的认识。 教学资源《气体实验定律的图像表示及微观解释》多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 问题：气体实验定律除用十分简洁的公式表示，还可用什么数学工具更加直观地表示呢？ 【课堂学习】 学习活动一：气体实验定律的图象表示 问题1：气体实验定律的图像一般有三种：p－V图像、p－T图像、V－T图像，等温变化、等 容变化和等压变化分别在这三种图像中如何表示？ （先由学生根据数学知识作出反映玻意耳定律、查理定律和盖·吕萨克定律的图像） 观察思考：反映等容变化和等压变化的图线有什么特点？其下部为什么要用虚线表示？ 讨论交流1：一定质量的某种气体在T1、T2、T3三个温度下发生等温变化，相对应的三条等温线如图所示，则T1、T2、T3的大小关系如何？ 讨论交流2：一定质量的某种气体装在容积分别为V1、V2、V3的三个容器中，发生等容变化，相对应的三条等容线如图所示，则V1、V2、V3的大小关系如何？
高中物理磁场经典计算题专题
高中物理磁场经典计算 题专题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
1、弹性挡板围成边长为L= 100cm 的正方形abcd ，固定在光滑的水平面上，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B = 0.5T ，如图所示. 质量为m=2×10-4kg 、带电量为q=4×10-3C 的小球，从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入，以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失. （1）为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来，小球入射的速度v 1是多少？ （2）若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射，则需经过多少时间才能由P 点出来？ 2、如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF, DE 中点S 处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下，如图（a ）所示.发射粒子的电量为+q,质量为m,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求： （1）带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? （2）为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大最短时间为多少 （3）若磁场是半径为a 的圆柱形区域，如图（b ）所示(图中圆为其横截面)，圆柱的轴线通过等边三角形的 中心O ，且a=) 10133( L.要使S 点发出的粒子最终又回到S 点，带电粒子速度v 的大小应取哪些数值？ 3、在直径为d 的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆面指向纸外．一电荷量为q ，质量为m 的粒子，从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场，其速度大小为v 0,方向与AC 成 磁场区域圆周上D 点，AD 与AC 的夹角为β，如图所示．求该匀强磁场的磁感强度 a b c d A F D （a ） （b ）
2020年高中物理计算题专题复习 (3)
2020年高中物理计算题专题复习 (3) 1.如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为、方向水平向左的匀强电场，在 第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场比荷的带正电的粒子，以初速度从x轴上的A点垂直x轴射入电场，，经偏转电场后进入磁场，在磁场中发生偏转，轨迹恰好与x轴相切，不计粒子的重力求： 粒子在电场中运动的加速度大小 求粒子经过y轴时的位置到原点O的距离 求磁感应强度B 2.如图甲所示为倾斜的传送带，正以恒定的速度v，沿顺时针方向转动，传送带的倾角为。一 质量的物块以初速度vo从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，物块到传送带顶端的速度恰好为零，其运动的图像如图乙所示，已知重力加速度为，，求： 内物块的加速度a及传送带底端到顶端的距离x；
物块与传送带闻的动摩擦因数； 物块与传送带间由于摩擦而产生的热量Q。 3.如图所示，水平传送带AB足够长，质量为的木块随传送带一起以的速度 向左匀速运动传送带的速度恒定，木块与传送带的动摩擦因数。当木块运动到最左端A点时，一颗质量为的子弹，以的水平向右的速度，正对射入木块并穿出，穿出速度，设子弹射穿木块的时间极短，取。求： 木块遭射击后远离A端的最大距离； 木块遭击后在传送带上向左运动所经历的时间。 4.如图所示，圆心角的圆弧轨道JK与半圆弧轨道GH都固定在竖直平面内，在两者之间 的光滑地面上放置质量为M的木板，木板上表面与H、K两点相切，木板右端与K端接触，左端与H点相距L，木板长度。两圆弧轨道均光滑，半径为R。现在相对于J点高度为3R的P点水平向右抛出一可视为质点的质量为m的木块，木块恰好从J点沿切线进入圆弧轨道，然后滑上木板，木块与木板间的动摩擦因数；当木板接触H点时即被黏住，木块恰好能运动到半圆弧轨道GH的中点。已知，重力加速度为g。
气体实验定律的微观解释·教案
气体·气体实验定律的微观解释·教案 一、教学目标 1．在物理知识方面的要求： （1）能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。 （2）能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。 2．通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。 3．通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 二、重点、难点分析 1．用气体分子动理论来解释气体实验定律是本节课的重点，它是本节课的核心内容。 2．气体压强的微观意义是本节课的难点，因为它需要学生对微观粒子复杂的运动状态有丰富的想像力。 三、教具 计算机控制的大屏幕显示仪；自制的显示气体压强微观解释的计算机软件。 四、主要教学过程 （一）引入新课 先设问：气体分子运动的特点有哪些？ 答案：特点是：（1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。（2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。（3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。（4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。 今天我们就是要从气体分子运动的这些特点和规律来解释气体实验定律。 （二）教学过程设计
高中物理《功》专题计算
高中物理《功》专题计算 1、如图所示，斜面长为1米，倾角θ＝37°，把一个质量为10千克 的物体从斜面底端匀速地位到斜面顶端.要使拉力做的功最大，拉力F 与 斜面的夹角α为多大?功的最大值为多少?要使拉力F 做的功最少，拉力F 与斜面的夹角a 又为多大?功的最小值为多大?已知物体与斜面的滑动摩擦 系数为.(g 取10米/秒2.) 2、倾斜传送带与水平方向的夹角θ＝300，传送带以恒定 的速度v=10m/s 沿图示方向运动。现将一质量m ＝50kg 的物块 轻轻放在A 处，传送带AB 长为30m ，物块与传送带间的动摩擦因数为2 3= μ，且认为物块与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g ＝10m/s 2。则在物块从A 至B 的过程中： （1）开始阶段所受的摩擦力为多大？ （2）共经历多长时间？ （3）准确作出物块所受摩擦力随位移变化的函数图像； （4）摩擦力做的总功是多少？ 3、如图所示，质量m=60kg 的高山滑雪运动员，从 A 点由静止开始沿滑雪道滑下，从 B 点水平飞出后又落 在与水平面成倾角θ=37?的斜坡上C 点.已知AB 两点间 的高度差为h=25m ，B 、C 两点间的距离为s=75m ，(取 g=10m/s 2，sin370=，求： (1)运动员从B 点飞出时的速度v B 的大小； (2)运动员从A 到B 过程中克服摩擦力所做的功. 4、如图所示，两个底面积分别为2S 和S 的圆 桶，放在同一水平面上，桶内部装水，水面高分别 是H 和h 。现把连接两桶的闸门打开，最后两水桶中 水面高度相等。设水的密度为ρ，问这一过程中重 力做的功是多少？ 5、如图所示，光滑弧形轨道下端与水平传送带相接，轨道上的A 点到传送带的竖直距离及传送带地面的距离均为h=5m ，把一物体自A 点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数2.0=μ。先让传送带不转动，物体滑上传送带后，从右端 B 水平飞离，落在地面上的P 点，B 、P 间的水平距离OP 为 x=2m ；然后让传送带顺时针方向转动，速度大小为 v=5m/s 。仍将物体自A 点由静止释放，求： (1)传送带转动时，物体落到何处？ (2)先后两种情况下，传送带对物体所做功之比. 6、质量为m 的飞机以水平速度v 0飞离跑道后逐渐上O x /m f /N B θ A v y x l h o
第2节气体实验定律的微观解释
《8.4气体热现象的微观意义》导学案 班级 _______________ 姓名________________ 小组_________________ 得分________________ 【学习目标】 1. 知道气体分子运动的特点 2.了解气体压强的微观意义 3.掌握气体实验定律的微观解释 【自主学习】 一、气体分子运动的特点 1. 运动的理想性：气体分子间的距离比较大，除相互碰撞或跟器壁碰撞外，不受力而做 _________ 动，可以在空间自由移动，所以气体没有一定的体积和形状。 2. 运动的无序性：分子的运动永不停息，杂乱无章，在某一时刻，向着运动的分子都有，而且向各个方向运动的气体分子数目都________ 。 3. 运动的高速性：常温下大多数气体分子的速率都达到数百米每秒，在数量级上相当于子弹的速率；分 子速率分布图线呈的规律. 4. 气体分子的热运动与温度的关系 跟踪练习1：（多选）气体分子运动的特点是（） A. 分子除相互碰撞或跟容器碰撞外，可在空间里自由移动 B. 分子的频繁碰撞致使它做杂乱无章的热运动 C. 分子沿各个方向运动的机会均等. D. 分子的速率分布毫无规律. 二、气体压强的微观意义 1. _________________________________________________________________________ 气体的压强是大量气体分子频繁地_______________________________________________________________________ 而产生的。 2. 影响气体压强的两个因素： 微观：（1）气体分子的；（2）气体分子的 宏观：（1）气体的；（2）气体的_________ . 跟踪练习2 :对于密封在大型气罐内的氧气对器壁的压强，下列说法正确的是（） A. 由于分子向上运动的数目多，因此上部器壁的压强大.. B. 气体分子向水平方向运动的数目少，则侧壁的压强小. C. 由于氧气的重力会对下部器壁产生一个向下的压力，因此下部器壁的压强大. D. 气体分子向各个方向运动的可能性相同，撞击情况相同，器壁各处的压强相等. 三、对气体实验定律的微观解释 1. 玻意耳定律：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的_________________ 是一定的，在这种情况下，体积减小时，分子的____________ 增大，气体的 ______ 就增大。 2. 查理定律：一定质量的理想气体，体积保持不变时，分子的保持不变，在这种情况下，温度升高 时，分子的平均动能—, 气体的压强就__________________ . 3. 盖吕萨克定律:一定质量的理想气体，温度升高时，分子的平均动能—,—只有气体的体积同 时_________ .,使分子的密集程度 ___________ ,才能保持压强 ______________ . 跟踪练习3 :（多选）一定质量的理想气体，在等温变化过程中，下列物理量中发生改变的有（） A. 分子的平均速率 B.单位体积内的分子数 C.气体的压强D?分子总数 【课堂练习】 4. 对于一定质量的气体，下列四个论述中正确的是（） A. 当分子热运动变剧烈时，压强必变大 B. 当分子热运动变剧烈时，压强可以不变 C. 当分子间的平均距离变大时，压强必变小 D. 当分子间的平均距离变大时，压强必变大 5. 下列关于气体的说法中，正确的是（） A、由于气体分子运动的无规则性，所以密闭容器的器壁在各个方向上的压强可能会不相等 B、气体的温度升高时，所有的气体分子的速率都增大 C、一定量的气体，体积一定，气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大 D、气体的分子数越多，气体的压强就越大 6、（多选）对于一定质量的气体，如果保持气体的体积不变，温度升高，那么 下列说法中正确的是（ A. 气体的压强增大. B. 单位时间内气体分子对器壁碰撞的次数增多 C. 每个分子的速率都增大 D. 气体分子的密集程度增大 7. 如图所示，一定质量的理想气体由状态A沿平行纵轴的直线变化到状态 A. 气体的温度不变 B. 气体的内能增加 C. 气体的分子平均速率减少 D. 气体分子在单位时间内与器壁单位面积上碰撞的次数不变 8、有关气体的压强，下列说法正确的是（） 9、（多选）关于气体分子运动的特点，以下说法正确的有：（） A. 气体分子间的距离较大，除了相互碰撞或者跟器壁碰撞外，气体分子几乎不受力的作用而做匀速直线运动。 B. 分子的运动杂乱无章，在某一时刻，向各个方向运动的气体分子数目都相等。 C. 温度越高，分子热运动越剧烈。所以每个氧气分子在100 C时的运动速率都比0 C时的运动速率大。 D. 随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占的比例减少 10、（多选）对一定质量的理想气体，下列说法正确的是（） A. 体积不变，压强增大时，气体分子的平均动能一定增大 B. 温度不变，压强减小时，气体的密度一定减小 C. 压强不变，温度降低时，气体的密度一定减小 D. 温度升高，压强和体积都可能不变 11、（多 选）一定质量的理想气体，体积变大的同时，温度也升高了，那么下面判断正确的是（） A ?气体分子平均动能增大B.单位体积内分子数目增多 C.气体的压强一定保持不变 D.气体的压强可能变大 12、一 定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为（） A. 气体分子每次碰撞器壁的作用力增大 B，则它的状态变化过程是（ A.气体分子的平均速率增大，则气体的压强一定增大 B.气体分子的密集程度增大，则气体的压强一定增大 C.气体分子的平均动能增大，则气体的压强一定增大 D.气体分子的平均动能增大，气体的压强有可能减小
高中物理相互作用力10道计算题专题
高中物理相互作用力10道计算题专题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、解答题 1．如图所示，竖直平面内有一半径为R的光滑半圆弧形轻杆，圆心为O，其直径AB 位于水平桌面上，原长为R的轻弹簧一端固定在A点，另一端连接着质量为m的小球， θ=?，重力小球套在弧形杆上的C点处于静止状态，已知OC与水平面之间的夹角60 加速度为g。求： (1)弧形杆对小球的弹力大小及方向； (2)弹簧的劲度系数。 2．如图所示，质量M＝kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m kg的小 球相连，今用跟水平方向成α＝30°角的力F＝N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，g取10N/kg，求： （1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ； （2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ。 3．重250N的物体放在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为150N，动摩擦因数是0.5，物体的一端连一根劲度系数为4×103N/m的轻质弹簧．求： （1）将弹簧拉长2cm时，物体受到地面的摩擦力多大？ （2）将弹簧拉长4cm时，物体受地面的摩擦力多大？ 4．如图所示，用一轻弹簧竖直悬挂物体，现用力F=10.5N竖直向下拉物体，使物体处于静止状态，弹簧由原长5cm伸长到7.2cm。若将力F改为竖直向上拉物体，大小不变，物体仍处于静止状态，弹簧由原长缩短到3cm。求物体的质量和弹簧的劲度系数。（g
取10N/kg） 5．如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有A、B两个小球，其中B球质量为m，当它们处于平衡状态时，小球A与O点的连线与水平线的夹角为α=60°，求：小球A的质量大小。 6．如图所示，某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角。已知空气对气球的浮力为15N，人的质量M=50kg，且人受的浮力忽略不计（g取10N/kg，sin37°=0.6，co s37°=0.8）。求： (1)水平风力的大小； (2)人对地面的压力大小； (3)若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？（要求说明理由） 7．如图所示，物块A套在一根水平固定的直杆上，物块A与水平杆间的动摩擦因数 μ=，用轻绳将物块A与质量m=1 kg的小球B相连，轻绳与水平方向夹角为30°。 3 现用跟竖直方向成30°角的拉力F，拉着球B并带动物块A一起向左做匀速直线运动，运动中A、B相对位置保持不变，g=10 m/s2。求： （1）拉力F的大小；（结果可以用根式表示） （2）物块A的质量。
8年高考热学试题分类训练(4)：气体压强的微观解释
八年高考热学试题分类训练【2002－2009】 （4）气体压强的微观解释 17．（04江苏）甲、乙两个相同的密闭容器中分别装有等质量的同种气体，已知甲、乙容器中气体的压强分别为p甲、p乙，且p甲 A．100℃ B．112℃C．122℃D．124℃ 21．（07天津）A、B两装置，均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成，除玻璃泡在管上的位置不同外，其他条件都相同。将两管抽成真空后，开口向下竖直插人水银槽中（插入过程没有空气进入管内），水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换，则下列说法正确的是 A．A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量 B．B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量 C．A和B中水银体积保持不变，故内能增量相同 D．A和B中水银温度始终相同，故内能增量相同 22．（07全国1卷）如图所示，质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内，活塞与气缸之间无摩擦。a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态，b态是气缸从容器中移出后，在室温（270C）中达到的平衡状态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能，下列说法正确的是 A．与b态相比，a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多 B．与a态相比，b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大 C．在相同时间内，a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等 D．从a态到b态，气体的内能增加，外界对气体做功，气体对外界释放了热量 23．（08全国1）已知地球半径约为6．4×106 m，空气的摩尔质量约为29×10-3 kg/mol,一个标准大气压 《气体热现象的微观意义》教学设计 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．知道气体分子运动的特点。 2．能用气体分子动理论解释气体压强的微观意义，并能知道气体的压强、温度、体积与所对应的微观物理量间的相关联系。 3．能用气体分子动理论解释三个气体实验定律。 （二）过程与方法 通过让学生用气体分子动理论解释有关的宏观物理现象，培养学生的微观想像能力和逻辑推理能力，并渗透“统计物理”的思维方法。 （三）情感、态度与价值观 通过对宏观物理现象与微观粒子运动规律的分析，对学生渗透“透过现象看本质”的哲学思维方法。 ★教学重点 气体分子运动的特点和气体压强的微观意义。 ★教学难点 气体压强的微观意义。 ★教学方法 讲授法、阅读法、电教法 ★教学用具： 课件；硬币若干。电子秤滚珠实验演示视频。 ★教学过程 （一）引入新课 教师：从一个笑话引入随机事件、统计规律的定义。播放伽尔顿实验的视频。 （二）进行新课 1．投掷硬币实验 教师：通过对分子动理论的学习，我们知道，由于物体是由数量极多的分子组成的，这些分子单独来看，运动是不规则的，带有偶然性的，但从总体上看，大量分子的运动遵守一定的规律，这种规律叫做统计规律。 将数据输入Excel表格进行分析。 教师：实验表明：个别事物的出现具有偶然的因素，但大量事物出现的机会，却遵从一定的统计规律。 教师：请大家列举生活中你所观察到的符合统计规律的现象。 列举实例。如考试时，得高分的人数和低分的人数占总人数的比例相对较少，接近平均分的人数相对较多。全班同学的身高分布，也有类似的规律。 2．气体分子运动的特点 展示分子运动的动画。 教师：气体分子运动的特点有哪些？ 师生总结：气体分子运动的特点是： （1）气体间的距离较大，分子间的相互作用力十分微弱，可以认为气体分子除相互碰撞及与器壁碰撞外不受其他力作用，每个分子都可以在空间自由移动，一定质量的气体的分子可以充满整个容器空间。 （2）分子间的碰撞频繁，这些碰撞及气体分子与器壁的碰撞都可看成是完全弹性碰撞。气体通过这种碰撞可传递能量，其中任何一个分子运动方向和速率大小都是不断变化的，这就是杂乱无章的气体分子热运动。 （3）从总体上看气体分子沿各个方向运动的机会均等，因此对大量分子而言，在任一时刻向容器各个方向运动的分子数是均等的。 （4）大量气体分子的速率是按一定规律分布，呈“中间多，两头少”的分布规律，且这个分布状态与温度有关，温度升高时，平均速率会增大。 E成正比，即 （5）理想气体的热力学温度T与分子的平均动能 k E T =a k 式中a是比例常数。此式说明，温度是分子平均动能的标志。 教师：知道了气体分子运动的这些特点和规律，我们就可以来解释气体压强的产生和气体实验定律了。 3．气体压强的微观意义 教师：从微观的角度看，气体的压强是大量气体分子频繁撞击器壁而产生的。 类比：雨滴打在伞面上使伞面受到冲击力，雨滴动能越大，雨滴越密集，产生的压力就越大。 【视频演示】雨滴撞击伞面 【实验演示】滚珠撞击电子秤实验 或观看滚珠撞击电子秤的视频演示，增强学生的感性认识。 得出结论：从微观角度来看，气体压强的大小与两个因素有关，一是气体分子的平均动能，二是分子的密集程度。前者决定温度，后者决定体积。所以：气体压强与温度和体积有高中物理_气体热现象的微观意义教学设计学情分析教材分析课后反思