【題目】對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。在正方體密閉容器中有大量某種氣體的分子，每個分子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)分子數(shù)量n為恒量。為簡化問題，我們假定：分子大小可以忽略；分子速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會均等；分子與器壁碰撞前后瞬間，速度方向都與器壁垂直，且速率不變。

（1）求一個氣體分子與器壁碰撞一次給器壁的沖量I的大�。�

（2）每個分子與器壁各面碰撞的機(jī)會均等，則正方體的每個面有六分之一的幾率。請計算在Δt時間內(nèi)，與面積為S的器壁發(fā)生碰撞的分子個數(shù)N；

（3）大量氣體分子對容器壁持續(xù)頻繁地撞擊就形成了氣體的壓強(qiáng)。對在Δt時間內(nèi)，與面積為S的器壁發(fā)生碰撞的分子進(jìn)行分析，結(jié)合第（1）（2）兩問的結(jié)論，推導(dǎo)出氣體分子對器壁的壓強(qiáng)p與m、n和v的關(guān)系式。

【答案】（1）（2） （3）

【解析】（1）以氣體分子為研究對象，以分子碰撞器壁時的速度方向?yàn)檎较?

根據(jù)動量定理

由牛頓第三定律可知，分子受到的沖量與分子給器壁的沖量大小相等方向相反

所以，一個分子與器壁碰撞一次給器壁的沖量為 ；

（2）如圖所示，以器壁的面積S為底，以vΔt為高構(gòu)成柱體，由題設(shè)條件可知，柱體內(nèi)的分子在Δt時間內(nèi)有1/6與器壁S發(fā)生碰撞，碰撞分子總數(shù)為

（3）在Δt時間內(nèi)，設(shè)N個分子對面積為S的器壁產(chǎn)生的作用力為F

N個分子對器壁產(chǎn)生的沖量

根據(jù)壓強(qiáng)的定義

解得氣體分子對器壁的壓強(qiáng)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，小球沿足夠長的斜面向上做勻變速運(yùn)動，依次經(jīng)a、b、c、d到達(dá)最高點(diǎn)e.已知ab＝cd＝4 m，bc＝2 m，小球從a到c和從c到d所用的時間都是1 s。則

A. 小球運(yùn)動的加速度大小為2m/s2

B. 運(yùn)動到b點(diǎn)時速度大小為 vb＝m/s

C. de＝2.5 m

D. 從a到e所用時間為3 s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)小組利用DIS系統(tǒng)(數(shù)字化信息實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)),觀察超重和失重現(xiàn)象.他們在學(xué)校電梯內(nèi)做實(shí)驗(yàn),在電梯天花板上固定一個拉力傳感器,測量掛鉤向下,并在鉤上懸掛一個重力為10 N的鉤碼,在電梯運(yùn)動 過程中,計算機(jī)顯示屏上出現(xiàn)如圖所示圖線,根據(jù)圖線分析可知下列說法正確的是( )

A. 從時刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態(tài),從時刻t3到t4,鉤碼處于超重狀態(tài)

B. t1到t2時間內(nèi),電梯一定在向下運(yùn)動,t3到t4時間內(nèi),電梯可能正在向上運(yùn)動

C. t1到t4時間內(nèi),電梯可能先加速向下,接著勻速向下,再減速向下

D. t1到t4時間內(nèi),電梯可能先加速向上,接著勻速向上,再減速向上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2 012年10月4日,云南省彝良縣發(fā)生特大泥石流。如圖所示,一汽車停在小山坡底,突然司機(jī)發(fā)現(xiàn)在距坡底240 m的山坡處泥石流以8 m/s的初速度、0.4 m/s2的加速度勻加速傾泄而下,假設(shè)泥石流到達(dá)坡底后速率不變,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動。已知司機(jī)的反應(yīng)時間為1 s,汽車啟動后以0.5 m/s2的加速度一直做勻加速直線運(yùn)動。

（1）求泥石流到達(dá)坡底的速度大小;

（2）當(dāng)泥石流到達(dá)坡底時,汽車行駛的距離;

（3）試分析汽車能否安全脫離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)代科學(xué)研究中常要用到高速電子，電子感應(yīng)加速器就是利用感生電場使電子加速的設(shè)備。 它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室，電子在真空室中做圓周運(yùn)動。 電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化，產(chǎn)生的感生電場使電子加速。上圖為側(cè)視圖，下圖為真空室的俯視圖，如果從上向下看，電子沿逆時針方向運(yùn)動。已知電子的電荷量為e，電子做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r，因電流變化而產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間的變化率為（k為一定值）。

（1）為使電子加速，感生電場的方向應(yīng)該沿__________ 方向（填“順時針”或“逆時針”）；

（2）為使電子加速，當(dāng)電磁鐵線圈電流的方向與圖示方向一致時，電流的大小應(yīng)該_______（填“增大”或“減小”）；

（3）電子在圓形軌道中加速一周的過程中，感生電場對電子所做的功為___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)。右圖表示它的發(fā)電原理：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來說呈中性），噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板A、B，這時金屬板上就聚集電荷，兩板間形成一定的電壓，A、B兩板相當(dāng)于電源的正負(fù)極，閉合開關(guān)S后，電阻R上有電流通過。下列說法正確的是（ ）

A. A板為正極，通過電阻R的電流從上到下

B. A板為正極，通過電阻R的電流從下到上

C. B板為正極，通過電阻R的電流從上到下

D. B板為正極，通過電阻R的電流從下到上

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個直流電動機(jī)，把它接入0.2V電壓的電路時，電機(jī)不轉(zhuǎn)，測得流過電動機(jī)的電流是0.4A；若把電動機(jī)接入2.0V電壓的電路中，電動機(jī)正常工作，工作電流是1.0A.求

（1）電動機(jī)正常工作時的輸出功率多大

（2）如果在發(fā)動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)子突然被卡住，電動機(jī)的發(fā)熱功率是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，EFGH為邊長為L的正方形金屬線框，線框?qū)蔷�EG和y軸重合、頂點(diǎn)E位于坐標(biāo)原點(diǎn)O處。在y軸右側(cè)的第I象限一定范圍內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場下邊界與x軸重合，上邊界為直線OA且與線框的EH邊重合。從t=0時刻起，線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場上邊界OA的方向穿過磁場區(qū)域。取線框中感應(yīng)電流沿逆時針方向?yàn)檎瑒t在線圈穿越磁場區(qū)域的過程中，感應(yīng)電流i隨時間/變化的圖線是圖中的）（ ）

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一名消防隊(duì)員在模擬演習(xí)訓(xùn)練中，沿著長為 12m 的豎立在地面上的鋼管從頂端由靜止先勻加速 再勻減速下滑，滑到地面時速度恰好為零．如果他加速時的加速度大小是減速時加速度大小的2 倍，下滑的總時間為 3s，那么該消防隊(duì)員（ ）

A. 加速與減速運(yùn)動過程中平均速度之比為 2：1

B. 加速與減速運(yùn)動過程的位移大小之比為 1：4

C. 下滑過程中的最大速度為 8 m/s

D. 加速與減速運(yùn)動過程的時間之比為 1：2

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