2.靜止或勻速運動系統(tǒng)中封閉氣體壓強的確定 (1)液體封閉的氣體的壓強 ① 平衡法:選與氣體接觸的液柱為研究對象.進行受力分析.利用它的受力平衡.求出氣體的壓強. 例1.如圖.玻璃管中灌有水銀.管壁摩擦不計.設p0=76cmHg,求封閉氣體的壓強(單位:cm 解析:本題可用靜力平衡解決.以圖(2)為例求解 取水銀柱為研究對象.進行受力分析.列平衡方程得Ps= P0S+mg,所以p= P0S十ρghS.所以P=P0十ρgh(Pa)或P=P0+h 答案:P=P0十ρgh(Pa)或P=P0+ h 解(4):對水銀柱受力分析 沿試管方向由平衡條件可得: pS=p0S+mgSin30° P= =p0+ρhgSin30°=76+10Sin30° =81 點評:此題雖為熱學問題.但典型地體現(xiàn)了力學方法.即:選研究對象.進行受力分析.列方程. 拓展: [例2]在豎直放置的U形管內由密度為ρ的兩部分液體封閉著兩段空氣柱.大氣壓強為P0.各部尺寸如圖所示.求A.B氣體的壓強. 求pA:取液柱h1為研究對象.設管截面積為S.大氣壓力和液柱重力向下.A氣體壓力向上.液柱h1靜止.則 P0S+ρgh1S=PAS 所以 PA=P0+ρgh1 求 pB:取液柱h2為研究對象.由于h2的下端以下液體的對稱性.下端液體自重產生的任強可不考慮.A氣體壓強由液體傳遞后對h2的壓力向上.B氣體壓力.液柱h2重力向下.液往平衡.則PBS+ρgh2S=PAS 所以 PB=P0+ρgh1一ρgh2 熟練后.可直接由壓強平衡關系寫出待測壓強.不一定非要從力的平衡方程式找起. 小結:受力分析:對液柱或固體進行受力分析,當物體平衡時: 利用F合=0,求p氣 注意: (1)正確選取研究對象 (2)正確受力分析,別漏畫大氣壓力 ② 取等壓面法:根據(jù)同種液體在同一水平液面壓強相等.在連通器內靈活選取等壓面.由兩側壓強相等建立方程求出壓強.仍以圖7-3為例:求pB從A氣體下端面作等壓面.則有PB十ρgh2=PA=P0+ρgh1.所以PB=P0+ρgh1一ρgh2. 例3.如圖.U型玻璃管中灌有水銀.求封閉氣體的壓強.設大氣壓強為P0=76cmHg. 解析:本題可用取等壓面的方法解決. 液面A和氣體液面等高.故兩液面的壓強相等. 則中氣體壓強:p=pA= P0+h. 答案:P= P0+h 點評:本題事實上是選取A以上的水銀柱為研究對象.進行受力分析.列平衡方程求出的關系式:P0+h=PA. 拓展: 小結: 取等壓面法: 根據(jù)同種不間斷液體在同一水平面壓 強相等的“連通器原理 ,選取恰當?shù)牡葔? ③ 面,列壓強平衡方程求氣體的壓強. 選取等壓面時要注意.等壓面下一定要是同種液體.否則就沒有壓強相等的關系. 封閉的氣體的壓強 由于該固體必定受到被封閉氣體的壓力.所以可通過對該固體進行受力分析.由平衡條件建立方程.來找出氣體壓強與其它各力的關系. 例4:下圖中氣缸的質量均為M,氣缸內部的橫截面積為S,氣缸內壁摩擦不計.活塞質量為m,求封閉氣體的壓強(設大氣壓強為p0) 解析:此問題中的活塞和氣缸均處于平衡狀態(tài).當以活塞為研究對象.受力分析如圖甲所示.由平衡條件得 pS=(m0+m)g+P0S,P= p= P0+(m0+m)g/S 在分析活塞.氣缸受力時.要特別注意大氣壓力.何時必須考慮.何時可不考慮. (3).活塞下表面與水平面成θ角解:對活塞受分析如圖 由豎直方向合力為零可得: p0S+mg=pS’cosθ S’cosθ=S ∴ p=P0+mg/S 拓展: 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

 【選做題】本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在相應的答題區(qū)域內作答。若三題都做,則按A、B兩題評分。

A.(選修模塊3-3)(12分)

1.下列說法中正確的是(      )

A.蔗糖受潮后會粘在一起,沒有確定的幾何形狀,它是非晶體

B.一定質量氣體壓強不變溫度升高時,吸收的熱量一定大于內能的增加量

C.因為擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關,所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動

D.液體的表面層就象張緊的橡皮膜而表現(xiàn)出表面張力,是因為表面層的分子分布比液體內部緊密

2.將1ml的純油酸配成500ml的油酸酒精溶液,待均勻溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,讓其自然滴出,共200滴,則每滴油酸酒精溶液的體積為______ml。現(xiàn)在讓其中一滴落到盛水的淺盤內,待油膜充分展開后,測得油膜的面積為200cm2,則估算油酸分子的直徑是_________m(保留一位有效數(shù)字)。

3.如圖所示,一直立汽缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體,活塞橫截面積為S,汽缸內壁光滑且缸壁導熱良好,開始時活塞被螺栓K固定,F(xiàn)打開螺栓K,活塞下落,經過足夠長時間后,活塞停在B點,已知AB=h,大氣壓強為p0,重力加速度為g。

(1)求活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強p;

(2)設周圍環(huán)境溫度保持不變,求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q。

 

B.(選修模塊3-4)(12分)

(1)下列說法中正確的是(      )

A.眼睛直接觀察全息照片不能看到立體圖象

B.電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現(xiàn)象

C.驅動力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時,受迫振動的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。

D.在測定單擺周期時,為減小實驗誤差,最好在小球經過最高點時開始計時

(2)相對論論認為時間和空間與物質的速度有關;在高速前進中的列車的中點處,某乘客突然按下手電筒,使其發(fā)出一道閃光,該乘客認為閃光向前、向后傳播的速度相等,都為c,站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認為閃光向前、向后傳播的速度_______(填“相等”、“不等”)。并且,車上的乘客認為,電筒的閃光同時到達列車的前、后壁,地面上的觀察者認為電筒的閃光先到達列車的______(填“前”、“后”)壁。

(3)如圖所示,某列波在t=0時刻的波形如圖中實線,虛線為t=0.3s(該波的周期T>0.3s)時刻的波形圖。已知t=0時刻質點P正在做加速運動,求質點P振動的周期和波的傳播速度。

 

C.(選修模塊3-5)(12分)

(1)下列說法正確的是(      )

A.電子的衍射現(xiàn)象說明實物粒子的波動性

B.235U的半衰期約為7億年,隨地球環(huán)境的變化,半衰期可能變短

C.原子核內部某個質子轉變?yōu)橹凶訒r,放出β射線

D.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時,要釋放一定頻率的光子,同時電子的動能增加,電勢能減小

(2)2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應原理。如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律。圖中標有A和K的為光電管,其中K為陰極,A為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流,理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓,F(xiàn)接通電源,用光子能量為10.5eV的光照射陰極K,電流計中有示數(shù),若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動,電流計的讀數(shù)逐漸減小,當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零,讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V;現(xiàn)保持滑片P位置不變,光電管陰極材料的逸出功為________,若增大入射光的強度,電流計的讀數(shù)________(填“為零”或“不為零”)。

(3)一個靜止的,放出一個速度為v1的粒子,同時產生一個新核,并釋放出頻率為γ光子。寫出該核反應方程式,求出這個核反應中產生的新核的速度v2。(不計光子的動量)

 

 

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