被液柱或活塞封闭的气体压强的确定:可以整体或部分为研究对象.进行受力分析后.利用牛顿第二定律解决. 例 有一段长为12cm的水银柱.在均匀玻璃中封闭一定质量的气体.若开口向上放置在倾角为30°的光滑斜面上如图13.1-3.在下滑过程中被封闭气体的压强为:(大气压强P0=76cmHg). A.76cmHg B.82cmHg C.88cmHg D.70cmHg 解析 水银柱不处于平衡状态.但与管加速度相同.所以应以整体为研究对象.求出加速度后.再对水银柱进行受力分析.根据牛顿第二定律确定密闭气体的压强. 解答 (1)以管和水银柱整体对象算:a=gsin30° (2)以水银柱为研究对象.则: P0S+mgsin30°-PS=ma ∴P=P0=76cmHg 图13.1-4 [难题巧解点拨] 例1 两个半球壳拼成的球形容器内部已抽成真空.球形容器的半径为R.大气压强为P.使两个半球壳沿图13.1-5中箭头方向互相分离.应施加的力F至少为( ) 图13.1-5 A.4πR2P B.2πR2P C.πR2P B.πR2P 解析 大气压力垂直器壁作用在整个球形容器的表面如图13.1-6所示.取半球为研究对象.大气压力的作用等效于作用在半径为R的圆面上其值F0=πR2·P.所以.为了使这两个半球分开.应施加的力至少应为F=F0=πR2P. 正确答案为选项C. 图13.1-6 图13.1-7 图13.1-8 例2 如图13.1-8所示.一个横截面积为S的圆筒形容器坚直放置.金属圆板A的上表面是水平的.下表面的倾斜的.下表面与水平面的夹解为θ.圆板的质量为M.不计圆板A与容器内壁之间的摩擦.若大气压强为P0.则被圆板封闭在容器中的气体的压强P等于( ) A.P0+ B.+ C.P0+ D.P0+ 解析 本题的正确答案是D.要考查的知识点是力的平衡.压强的概念.压强等于单位面积上受到的压力.所以许多同学认为F=P而误得P=P0+. 正确的分析是:气体对活塞下表面的压力是F=P·.但压力垂直于接触面.而非坚直向上.对活塞进行正确的受力分析后.利用平衡条件可得: P0S+Mg=F·cosθ=P··cosθ ∴P=P0+ [典型热点考题] 例 如下图所示.一支质量为m横截面积为S的长直玻璃管开口向下竖直插入水银槽中.管的封闭端被弹簧秤竖直悬挂着.已知整个系统静止时进入管中的水银柱面比槽中水银面高出h.水银密度为ρ.大气压强为P0.设玻璃管厚度不计.试求弹簧秤示数. 解析 所谓弹簧秤示数.指的是玻璃管对弹簧秤的拉力.根据牛顿第三定律.该拉力又等于弹簧秤对玻璃管的拉力.这样.我们便将研究对象转移到了玻璃管上.解:以管内h高度水银柱为研究对象.设管内空气柱压强为P.由水银柱平衡条件.得: PS+ρshg=P0S 则P=P0-ρgh 以直玻璃管为研究对象.则玻璃管在竖直方向受力情况如下图所示. 由玻璃管的平衡条件.得: F+PS=P0S+mg.即F=P0S+mg-PS=mg+ρshg [同步达纲练习] 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

A.选修3-3
(1)有以下说法:其中正确的是______.
A.“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
B.理想气体在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比
C.气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大
D.物理性质各向同性的一定是非晶体
E.液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的
F.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,压强也增大
G.让一小球沿碗的圆弧型内壁来回滚动,小球的运动是可逆过程
(2)如图甲所示,用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m,现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从TI升高到T2,且空气柱的高度增加了△l,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p,问此过程中被封闭气体的内能变化了多少?请在下面的图乙的V-T图上大致作出该过程的图象(包括在图象上标出过程的方向).
(3)一只气球内气体的体积为2L,密度为3kg/m3,平均摩尔质量为15g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估算这个气球内气体的分子个数.
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是______
A.交通警通过发射超声波测量车速,利用了波的干涉原理
B.电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,所以激光可以比无线电波传递更多的信息
C.单缝衍射中,缝越宽,条纹越亮,衍射现象也越明显
D.地面上测得静止的直杆长为L,则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L
(2)如图所示,一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O为平衡位置,MN=8cm.从小球经过图中N点时开始计时,到第一次经过O点的时间为0.2s,则小球的振动周期为______s,振动方程的表达式为x=______cm;
(3)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P此时刻沿-y运动,经过0.1s第一次到达平衡位置,波速为5m/s,那么:
①该波沿______(选填“+x”或“-x”)方向传播;
②图中Q点(坐标为x=7.5m的点)的振动方程y=______cm;
③P点的横坐标为x=______m.
C.选修3-5
(1)下列说法中正确的是______
A.X射线是处于激发态的原子核辐射出的方向与线圈中电流流向相同k
B.一群处于n=3能级激发态的氢原子,自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C.放射性元素发生一次β衰变,原子序数增加1
D.235U的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短
(2)下列叙述中不符合物理学史的是______
A.麦克斯韦提出了光的电磁说
B.爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C.汤姆生发现了电子,并首先提出原子的核式结构模型
D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra)
(3)两磁铁各固定放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg,乙车和磁铁的总质量为1.0kg.两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2m/s,乙的速率为3m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰,则两车最近时,乙的速度为多大?

查看答案和解析>>

A.选修3-3
(1)有以下说法:其中正确的是
AEF
AEF

A.“用油膜法估测分子的大小”实验中油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积
B.理想气体在体积不变的情况下,压强p与热力学温度T成正比
C.气体分子的平均动能越大,气体的压强就越大
D.物理性质各向同性的一定是非晶体
E.液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的
F.控制液面上方饱和汽的体积不变,升高温度,则达到动态平衡后该饱和汽的质量增大,密度增大,压强也增大
G.让一小球沿碗的圆弧型内壁来回滚动,小球的运动是可逆过程
(2)如图甲所示,用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气,活塞上放一砝码,活塞和砝码的总质量为m,现对汽缸缓缓加热使汽缸内的空气温度从TI升高到T2,且空气柱的高度增加了△l,已知加热时气体吸收的热量为Q,外界大气压强为p0,问此过程中被封闭气体的内能变化了多少?请在下面的图乙的V-T图上大致作出该过程的图象(包括在图象上标出过程的方向).
(3)一只气球内气体的体积为2L,密度为3kg/m3,平均摩尔质量为15g/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估算这个气球内气体的分子个数.
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
BD
BD

A.交通警通过发射超声波测量车速,利用了波的干涉原理
B.电磁波的频率越高,它所能携带的信息量就越大,所以激光可以比无线电波传递更多的信息
C.单缝衍射中,缝越宽,条纹越亮,衍射现象也越明显
D.地面上测得静止的直杆长为L,则在沿杆方向高速飞行火箭中的人测得杆长应小于L
(2)如图所示,一弹簧振子在MN间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点O为平衡位置,MN=8cm.从小球经过图中N点时开始计时,到第一次经过O点的时间为0.2s,则小球的振动周期为
0.8
0.8
s,振动方程的表达式为x=
4cos
5πt
2
4cos
5πt
2
cm;
(3)一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P此时刻沿-y运动,经过0.1s第一次到达平衡位置,波速为5m/s,那么:
①该波沿
-x
-x
(选填“+x”或“-x”)方向传播;
②图中Q点(坐标为x=7.5m的点)的振动方程y=
5cos
5πt
3
5cos
5πt
3
cm;
③P点的横坐标为x=
2.5
2.5
m.
C.选修3-5
(1)下列说法中正确的是
BC
BC

A.X射线是处于激发态的原子核辐射出的方向与线圈中电流流向相同k
B.一群处于n=3能级激发态的氢原子,自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C.放射性元素发生一次β衰变,原子序数增加1
D.235U的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短
(2)下列叙述中不符合物理学史的是
BCD
BCD

A.麦克斯韦提出了光的电磁说
B.爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说
C.汤姆生发现了电子,并首先提出原子的核式结构模型
D.贝克勒尔通过对天然放射性的研究,发现了放射性元素钋(Pa)和镭(Ra)
(3)两磁铁各固定放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg,乙车和磁铁的总质量为1.0kg.两磁铁的N极相对.推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2m/s,乙的速率为3m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰,则两车最近时,乙的速度为多大?

查看答案和解析>>

 (选做题)本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(选修3-3模块)
(1)以下说法中正确的是
A.物体内能取决于温度、体积和物质的量
B.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
C.浸润和不浸润均是分子力作用的表现
D.液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化
(2)如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面积10cm2,大气压强1.0×105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计,缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,封闭气体吸收了60J的热量,同时气体对外做功10J的功,则封闭气体的压强将______选填“增加”、“减小”或“不变”),气体内能变化量为______J.
(3)用油膜法测量分子大小的实验中,将浓度为的一滴油酸溶液,轻轻滴入水中,稳定后形成了一层单分子油膜,测得一滴油酸溶液的体积为V,形成的油膜面积为S,则油酸分子的直径约为多少?如果把油酸分子看成是球形的,该滴油酸分子数约为多少?
B.(选修3-4模块)
(1)下列说法中正确的有
A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象
D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率
(2)如图1所示为一个向右传播的t=0时刻的横波波形图,已知波从O点传到D点用0.2s,该波的波速为______ m/s,频率为______ Hz;t=0时,图中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各质点中,向y轴正方向运动的速率最大的质点是______
(3)图2示是一透明的圆柱体的横截面,其半径R=20cm,折射率为,AB是一条直径,今有一束平行光沿AB方向射向圆柱体,试求:
①光在圆柱体中的传播速度;
②距离直线AB多远的入射光线,折射后恰经过B点.
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是
A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关
(2)90234Th是不稳定的,能自发地发生衰变.
①完成90234Th衰变反应方程90234Th→91234Pa+.
90234Th衰变为86222Rn,共经过______  次α衰变,______ 次β衰变.
(3)光滑水平上有A、B两辆小车,A、B两车上分别固定一根条形磁铁和两根条形磁铁(条形磁铁是相同的),已知A车(包括车上的磁铁)的质量是B车(包括车上的磁铁)质量的4倍,当A车以已知速度v向静止的B车运动时,当它们之间的距离缩短到某一极限值后又被弹开,然后各自以新的速度做匀速直线运动,设作用前后它们的轨迹在同一直线上,求当A、B之间距离最短时它们各自的速度.

查看答案和解析>>

 [选做题]本题包括A、B、C三个小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答。若三题都做,则按A、B两题评分。

A.(选修模块3—3)(12分)

  (1)以下说法正确的是          

    A.满足能量守恒的定律的宏观过程都是可以自发进行的

    B.熵是物体内分子运动无序程度的量度

    C.若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,水汽的质量减少,密度不变。

    D.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小

  (2)如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,利用虹吸收现象,使活塞上方液体缓慢流出,在些过程中,大气压强与外界的温度均保持不变,下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是            图,该过程为       过程(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)

 
   (3)如图,一集热箱里面封闭着一定量的气体,集热板作为箱的活塞且始终正对着太阳,其面积为S,在t时间内集热箱里气体膨胀对牙做功的数值为W,其内能增加了△U,不计封闭气体向外散的热,已知照射到集热板上太阳光的能量为50%被箱内气体吸收,求:

       ①这段时间内的集热箱里气体共吸收的热量;

②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率。

 

B.(选修模块3—4)(12分)

  (1)下列说法中正确的是       

    A.散光比自然光的相干性好

    B.紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度

    C.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过最低点开始计时,以减小实验误差

    D.接收电磁波时首先要进行调频

  (2)如图所示,一个半径为R的透明圆柱体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向垂直于左表面射入柱体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知,该柱体对蓝光的折射率为,则它从右侧面射出时的出射角=   ;若将蓝光换成紫色,则它从柱体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置

                    (选填“偏左”、“偏右”或“不变”)。

(3)一列横波在某时刻的波动图像如图所示,从此时开始质点比质点早到达波谷。求:

 
       ①此波的传播方向和波速大小;

质点通过的路程。

 

 

 

 

C.(选择模块3—5)(12分)

  (1)下列说法正确的是                 

    A.黑体辐射,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加,加一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

    B.原子核越大,它的结合能越高,原子核中核子结合得越牢固。

    C.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变长。

    D.4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变。

 
   (2)一群氢原子处于量子数的能级状态,

氢原子的能级示意图如图,那么①该群氢

原子可能发射              种频率的

光子。

②氢原子由的能级直接跃迁到

的能级时,辐射出的光子照射到逸出功为

的金属钾时能发生光电效应,由此

产生的光电子的最大的初动能是     

  (3)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为的相同小球A、B、C现让A球以的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,碰后C球的速度。求:

 
       ①A、B两球碰撞后瞬间的共同速度;

        ②两次碰撞过程中损失的总动能。

 

 

 

查看答案和解析>>

 [选做题]本题包括A、B、C三个小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答。若三题都做,则按A、B两题评分。

A.(选修模块3—3)(12分)

   (1)以下说法正确的是          

    A.满足能量守恒的定律的宏观过程都是可以自发进行的

    B.熵是物体内分子运动无序程度的量度

    C.若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽,当保持温度不变向下缓慢压活塞时,水汽的质量减少,密度不变。

    D.当分子间距离增大时,分子间引力增大,而分子间斥力减小

   (2)如图所示,由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内,活塞与气缸壁之间无摩擦,活塞上方存有少量液体,将一细管插入液体,利用虹吸收现象,使活塞上方液体缓慢流出,在些过程中,大气压强与外界的温度均保持不变,下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是            图,该过程为       过程(选填“吸热”、“放热”或“绝热”)

 
   (3)如图,一集热箱里面封闭着一定量的气体,集热板作为箱的活塞且始终正对着太阳,其面积为S,在t时间内集热箱里气体膨胀对牙做功的数值为W,其内能增加了△U,不计封闭气体向外散的热,已知照射到集热板上太阳光的能量为50%被箱内气体吸收,求:

        ①这段时间内的集热箱里气体共吸收的热量;

②太阳光照在集热板单位面积上的辐射功率。

 

B.(选修模块3—4)(12分)

   (1)下列说法中正确的是       

    A.散光比自然光的相干性好

    B.紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度

    C.在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过最低点开始计时,以减小实验误差

    D.接收电磁波时首先要进行调频

   (2)如图所示,一个半径为R的透明圆柱体放置在水平面上,一束蓝光从A点沿水平方向垂直于左表面射入柱体后经B点射出,最后射到水平面上的C点。已知,该柱体对蓝光的折射率为,则它从右侧面射出时的出射角=    ;若将蓝光换成紫色,则它从柱体射出后落到水平面上形成的光点与C点相比,位置

                     (选填“偏左”、“偏右”或“不变”)。

(3)一列横波在某时刻的波动图像如图所示,从此时开始质点比质点早到达波谷。求:

 
        ①此波的传播方向和波速大小;

质点通过的路程。

 

 

 

 

C.(选择模块3—5)(12分)

   (1)下列说法正确的是                 

    A.黑体辐射,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加,加一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

    B.原子核越大,它的结合能越高,原子核中核子结合得越牢固。

    C.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变长。

    D.4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变。

 
   (2)一群氢原子处于量子数的能级状态,

氢原子的能级示意图如图,那么①该群氢

原子可能发射               种频率的

光子。

②氢原子由的能级直接跃迁到

的能级时,辐射出的光子照射到逸出功为

的金属钾时能发生光电效应,由此

产生的光电子的最大的初动能是     

   (3)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为的相同小球A、B、C现让A球以的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,碰后C球的速度。求:

 
        ①A、B两球碰撞后瞬间的共同速度;

        ②两次碰撞过程中损失的总动能。

 

 

 

查看答案和解析>>


同步练习册答案