【題目】對(duì)于同一物理問(wèn)題,常?梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)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(gè)分子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)分子數(shù)量n為恒量。為簡(jiǎn)化問(wèn)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(huì)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(gè)氣體分子與器壁碰撞一次給器壁的沖量I的大。
(2)每個(gè)分子與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等,則正方體的每個(gè)面有六分之一的幾率。請(qǐng)計(jì)算在Δt時(shí)間內(nèi),與面積為S的器壁發(fā)生碰撞的分子個(gè)數(shù)N;
(3)大量氣體分子對(duì)容器壁持續(xù)頻繁地撞擊就形成了氣體的壓強(qiáng)。對(duì)在Δt時(shí)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(wèn)的結(jié)論,推導(dǎo)出氣體分子對(duì)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(duì)象,以分子碰撞器壁時(shí)的速度方向?yàn)檎较?
根據(jù)動(dòng)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(gè)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(shí)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(shí)間內(nèi),設(shè)N個(gè)分子對(duì)面積為S的器壁產(chǎn)生的作用力為F
N個(gè)分子對(duì)器壁產(chǎn)生的沖量
根據(jù)壓強(qiáng)的定義
解得氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,小球沿足夠長(zhǎng)的斜面向上做勻變速運(yùn)動(dòng),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(shí)間都是1 s。則
A. 小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2m/s2
B. 運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度大小為 vb=m/s
C. de=2.5 m
D. 從a到e所用時(shí)間為3 s
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科目:高中物理 來(lái)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?cè)趯W(xué)校電梯內(nèi)做實(shí)驗(yàn),在電梯天花板上固定一個(gè)拉力傳感器,測(cè)量掛鉤向下,并在鉤上懸掛一個(gè)重力為10 N的鉤碼,在電梯運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中,計(jì)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(shuō)法正確的是( )
A. 從時(shí)刻t1到t2,鉤碼處于失重狀態(tài),從時(shí)刻t3到t4,鉤碼處于超重狀態(tài)
B. t1到t2時(shí)間內(nèi),電梯一定在向下運(yùn)動(dòng),t3到t4時(shí)間內(nèi),電梯可能正在向上運(yùn)動(dòng)
C. t1到t4時(shí)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(shí)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(lái)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(dòng)。已知司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間為1 s,汽車啟動(dòng)后以0.5 m/s2的加速度一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
(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(shí),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(lái)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(chǎng)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(gè)磁極,磁極之間有一個(gè)環(huán)形真空室,電子在真空室中做圓周運(yùn)動(dòng)。 電磁鐵線圈電流的大小、方向可以變化,產(chǎn)生的感生電場(chǎng)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(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)。已知電子的電荷量為e,電子做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)間的變化率為(k為一定值)。
(1)為使電子加速,感生電場(chǎng)的方向應(yīng)該沿__________ 方向(填“順時(shí)針”或“逆時(shí)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(shí),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(guò)程中,感生電場(chǎng)對(duì)電子所做的功為___________。
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科目:高中物理 來(lái)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(lái)說(shuō)呈中性),噴射入磁場(chǎng),磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B,這時(shí)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(kāi)關(guān)S后,電阻R上有電流通過(guò)。下列說(shuō)法正確的是( )
A. A板為正極,通過(guò)電阻R的電流從上到下
B. A板為正極,通過(guò)電阻R的電流從下到上
C. B板為正極,通過(guò)電阻R的電流從上到下
D. B板為正極,通過(guò)電阻R的電流從下到上
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】有一個(gè)直流電動(dòng)機(jī),把它接入0.2V電壓的電路時(shí),電機(jī)不轉(zhuǎn),測(cè)得流過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是0.4A;若把電動(dòng)機(jī)接入2.0V電壓的電路中,電動(dòng)機(jī)正常工作,工作電流是1.0A.求
(1)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出功率多大
(2)如果在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),轉(zhuǎn)子突然被卡住,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率是多大?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,EFGH為邊長(zhǎng)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(chǎng),磁場(chǎng)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(shí)刻起,線圈以恒定的速度v沿垂直于磁場(chǎng)上邊界OA的方向穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域。取線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎,則在線圈穿越磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,感應(yīng)電流i隨時(shí)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(lái)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(zhǎng)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(shí)速度恰好為零.如果他加速時(shí)的加速度大小是減速時(shí)加速度大小的2 倍,下滑的總時(shí)間為 3s,那么該消防隊(duì)員( )
A. 加速與減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中平均速度之比為 2:1
B. 加速與減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的位移大小之比為 1:4
C. 下滑過(guò)程中的最大速度為 8 m/s
D. 加速與減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程的時(shí)間之比為 1:2
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