2.静止或匀速运动系统中封闭气体压强的确定 (1)液体封闭的气体的压强 ① 平衡法:选与气体接触的液柱为研究对象.进行受力分析.利用它的受力平衡.求出气体的压强. 例1.如图.玻璃管中灌有水银.管壁摩擦不计.设p0=76cmHg,求封闭气体的压强(单位:cm 解析:本题可用静力平衡解决.以图(2)为例求解 取水银柱为研究对象.进行受力分析.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):对水银柱受力分析 沿试管方向由平衡条件可得: pS=p0S+mgSin30° P= =p0+ρhgSin30°=76+10Sin30° =81 点评:此题虽为热学问题.但典型地体现了力学方法.即:选研究对象.进行受力分析.列方程. 拓展: [例2]在竖直放置的U形管内由密度为ρ的两部分液体封闭着两段空气柱.大气压强为P0.各部尺寸如图所示.求A.B气体的压强. 求pA:取液柱h1为研究对象.设管截面积为S.大气压力和液柱重力向下.A气体压力向上.液柱h1静止.则 P0S+ρgh1S=PAS 所以 PA=P0+ρgh1 求 pB:取液柱h2为研究对象.由于h2的下端以下液体的对称性.下端液体自重产生的任强可不考虑.A气体压强由液体传递后对h2的压力向上.B气体压力.液柱h2重力向下.液往平衡.则PBS+ρgh2S=PAS 所以 PB=P0+ρgh1一ρgh2 熟练后.可直接由压强平衡关系写出待测压强.不一定非要从力的平衡方程式找起. 小结:受力分析:对液柱或固体进行受力分析,当物体平衡时: 利用F合=0,求p气 注意: (1)正确选取研究对象 (2)正确受力分析,别漏画大气压力 ② 取等压面法:根据同种液体在同一水平液面压强相等.在连通器内灵活选取等压面.由两侧压强相等建立方程求出压强.仍以图7-3为例:求pB从A气体下端面作等压面.则有PB十ρgh2=PA=P0+ρgh1.所以PB=P0+ρgh1一ρgh2. 例3.如图.U型玻璃管中灌有水银.求封闭气体的压强.设大气压强为P0=76cmHg. 解析:本题可用取等压面的方法解决. 液面A和气体液面等高.故两液面的压强相等. 则中气体压强:p=pA= P0+h. 答案:P= P0+h 点评:本题事实上是选取A以上的水银柱为研究对象.进行受力分析.列平衡方程求出的关系式:P0+h=PA. 拓展: 小结: 取等压面法: 根据同种不间断液体在同一水平面压 强相等的“连通器原理 ,选取恰当的等压 ③ 面,列压强平衡方程求气体的压强. 选取等压面时要注意.等压面下一定要是同种液体.否则就没有压强相等的关系. 封闭的气体的压强 由于该固体必定受到被封闭气体的压力.所以可通过对该固体进行受力分析.由平衡条件建立方程.来找出气体压强与其它各力的关系. 例4:下图中气缸的质量均为M,气缸内部的横截面积为S,气缸内壁摩擦不计.活塞质量为m,求封闭气体的压强(设大气压强为p0) 解析:此问题中的活塞和气缸均处于平衡状态.当以活塞为研究对象.受力分析如图甲所示.由平衡条件得 pS=(m0+m)g+P0S,P= p= P0+(m0+m)g/S 在分析活塞.气缸受力时.要特别注意大气压力.何时必须考虑.何时可不考虑. (3).活塞下表面与水平面成θ角解:对活塞受分析如图 由竖直方向合力为零可得: p0S+mg=pS’cosθ S’cosθ=S ∴ p=P0+mg/S 拓展: 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

 【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.下列说法中正确的是(      )

A.蔗糖受潮后会粘在一起,没有确定的几何形状,它是非晶体

B.一定质量气体压强不变温度升高时,吸收的热量一定大于内能的增加量

C.因为扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关,所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

D.液体的表面层就象张紧的橡皮膜而表现出表面张力,是因为表面层的分子分布比液体内部紧密

2.将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液,待均匀溶解后,用滴管取1ml油酸酒精溶液,让其自然滴出,共200滴,则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内,待油膜充分展开后,测得油膜的面积为200cm2,则估算油酸分子的直径是_________m(保留一位有效数字)。

3.如图所示,一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体,活塞横截面积为S,汽缸内壁光滑且缸壁导热良好,开始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓K,活塞下落,经过足够长时间后,活塞停在B点,已知AB=h,大气压强为p0,重力加速度为g

(1)求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p

(2)设周围环境温度保持不变,求整个过程中通过缸壁传递的热量Q

 

B.(选修模块3-4)(12分)

(1)下列说法中正确的是(      )

A.眼睛直接观察全息照片不能看到立体图象

B.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

C.驱动力频率等于系统固有频率时,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振。

D.在测定单摆周期时,为减小实验误差,最好在小球经过最高点时开始计时

(2)相对论论认为时间和空间与物质的速度有关;在高速前进中的列车的中点处,某乘客突然按下手电筒,使其发出一道闪光,该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等,都为c,站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______(填“相等”、“不等”)。并且,车上的乘客认为,电筒的闪光同时到达列车的前、后壁,地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______(填“前”、“后”)壁。

(3)如图所示,某列波在t=0时刻的波形如图中实线,虚线为t=0.3s(该波的周期T>0.3s)时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动,求质点P振动的周期和波的传播速度。

 

C.(选修模块3-5)(12分)

(1)下列说法正确的是(      )

A.电子的衍射现象说明实物粒子的波动性

B.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

C.原子核内部某个质子转变为中子时,放出β射线

D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能减小

(2)2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为10.5eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0V;现保持滑片P位置不变,光电管阴极材料的逸出功为________,若增大入射光的强度,电流计的读数________(填“为零”或“不为零”)。

(3)一个静止的,放出一个速度为v1的粒子,同时产生一个新核,并释放出频率为γ光子。写出该核反应方程式,求出这个核反应中产生的新核的速度v2。(不计光子的动量)

 

 

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