題目列表(包括答案和解析)
曉麗想要探究“氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)規(guī)律”,她首先做了如下實(shí)驗(yàn):
如圖,將托盤天平的左盤扣在支架上,調(diào)節(jié)天平平衡后,將一袋綠豆源源不斷地從同一高處撒到左盤上,發(fā)現(xiàn)天平指針偏轉(zhuǎn)并保持一定角度,左盤受到一個(gè)持續(xù)的壓力。
容器中氣體分子碰撞器壁的現(xiàn)象與上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分相似?梢,容器中大量氣體分子不斷碰撞器壁時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的壓力,而 面積上所受的壓力就是氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)。
(1)上述過程中運(yùn)用的科學(xué)方法主要有 法。
(2)氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)呢?
①曉麗對(duì)該問題進(jìn)行了如下簡(jiǎn)化:
a、容器為長(zhǎng)方體;
b、容器中的氣體分子不發(fā)生相互碰撞;
c、容器中氣體分子分為6等份,每一等份中所有氣體分子均與器壁的一個(gè)內(nèi)表面垂直碰撞;
d、所有氣體分子的速度均等于它們的平均速度v;
e、所有氣體分子與器壁的碰撞均為完全彈性碰撞(詳見②中“c”).
②已知每個(gè)氣體分子的質(zhì)量為m,單位體積中的氣體分子個(gè)數(shù)為n0。曉麗推導(dǎo)出了氣體分子的數(shù)學(xué)表達(dá)式。她的推導(dǎo)過程如下:(請(qǐng)將推導(dǎo)過程填寫完整)
a、單位體積垂直碰撞到任一器壁的氣體分子數(shù)n= ;
b、△t時(shí)間內(nèi)垂直碰撞到某一器壁△S面積上的平均分子數(shù)△N= ;
c、由于是完全碰撞,因此△S面積上所受的平均壓力F與△t的乘積為:F△t=△N.2mv;
d、氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)公式為:P= 。
曉麗想要探究“氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)規(guī)律”,她首先做了如下實(shí)驗(yàn):
如圖,將托盤天平的左盤扣在支架上,調(diào)節(jié)天平平衡后,將一袋綠豆源源不斷地從同一高處撒到左盤上,發(fā)現(xiàn)天平指針偏轉(zhuǎn)并保持一定角度,左盤受到一個(gè)持續(xù)的壓力。
容器中氣體分子碰撞器壁的現(xiàn)象與上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象十分相似?梢姡萜髦写罅繗怏w分子不斷碰撞器壁時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的壓力,而 面積上所受的壓力就是氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)。
(1)上述過程中運(yùn)用的科學(xué)方法主要有 法。
(2)氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)呢?
①曉麗對(duì)該問題進(jìn)行了如下簡(jiǎn)化:
a、容器為長(zhǎng)方體;
b、容器中的氣體分子不發(fā)生相互碰撞;
c、容器中氣體分子分為6等份,每一等份中所有氣體分子均與器壁的一個(gè)內(nèi)表面垂直碰撞;
d、所有氣體分子的速度均等于它們的平均速度v;
e、所有氣體分子與器壁的碰撞均為完全彈性碰撞(詳見②中“c”).
②已知每個(gè)氣體分子的質(zhì)量為m,單位體積中的氣體分子個(gè)數(shù)為n0。曉麗推導(dǎo)出了氣體分子的數(shù)學(xué)表達(dá)式。她的推導(dǎo)過程如下:(請(qǐng)將推導(dǎo)過程填寫完整)
a、單位體積垂直碰撞到任一器壁的氣體分子數(shù)n= ;
b、△t時(shí)間內(nèi)垂直碰撞到某一器壁△S面積上的平均分子數(shù)△N= ;
c、由于是完全碰撞,因此△S面積上所受的平均壓力F與△t的乘積為:F△t=△N.2mv;
d、氣體分子對(duì)器壁的壓強(qiáng)公式為:P= 。
圖29所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究杠桿受兩個(gè)阻力(F2、F3)時(shí)的平衡條件。在已調(diào)節(jié)好的杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,并適當(dāng)移動(dòng)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡,記下鉤碼的數(shù)量和位置。通過改變鉤碼的數(shù)量和位置,按照同樣的方法再做兩次,將實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)填在下表。表中數(shù)據(jù)是以一個(gè)鉤碼的重力為力的單位,以杠桿的每小格為長(zhǎng)度的單位。
實(shí)驗(yàn) 次數(shù) | 動(dòng)力 F1 | 動(dòng)力臂 l1 | 阻力 F2 | 阻力臂 l2 | 阻力 F3 | 阻力臂 l3 |
1 | 1 | 5 | 1 | 1 | 2 | 2 |
2 | 2 | 6 | 1 | 2 | 2 | 5 |
3 | 3 | 7 | 1 | 5 | 4 | 4 |
(1)分析表中的數(shù)據(jù),可得杠桿的平衡條件是 。(填寫關(guān)系式)
(2)在農(nóng)村還廣泛使用的桿秤就利用了上述原理。圖21是一根桿秤的示意圖。小云設(shè)計(jì)了如下測(cè)量秤砣質(zhì)量M的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你將②、④兩步補(bǔ)充完整。
① 用刻度尺測(cè)量桿秤上的主要刻度的示數(shù)m到提扭O的距離x,并作出m-x關(guān)系圖象,如圖22所示。
② 用刻度尺測(cè)量掛鉤到 的距離l;
③ 在m-x關(guān)系圖象中任意讀取兩組數(shù)據(jù)x1、m1和x2、m2;
④ 設(shè)桿秤自重G0,重心到提扭的距離l0,據(jù)杠桿平衡條件
Mg x1 = + G0 l0
以及 = m2gl + G0 l0
兩式相減得 M= (要求用l、x1、x2、m1、m2表示)。
圖29所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究杠桿受兩個(gè)阻力(F2F3)時(shí)的平衡條件。在已調(diào)節(jié)好的杠桿兩端掛上不同數(shù)量的鉤碼,并適當(dāng)移動(dòng)鉤碼的位置,使杠桿水平平衡,記下鉤碼的數(shù)量和位置。通過改變鉤碼的數(shù)量和位置,按照同樣的方法再做兩次,將實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)填在下表。表中數(shù)據(jù)是以一個(gè)鉤碼的重力為力的單位,以杠桿的每小格為長(zhǎng)度的單位。
實(shí)驗(yàn) 次數(shù) | 動(dòng)力 F1 | 動(dòng)力臂 l1 | 阻力 F2 | 阻力臂 l2 | 阻力 F3 | 阻力臂 l3 |
1 | 1 | 5 | 1 | 1 | 2 | 2 |
2 | 2 | 6 | 1 | 2 | 2 | 5 |
3 | 3 | 7 | 1 | 5 | 4 | 4 |
(1)分析表中的數(shù)據(jù),可得杠桿的平衡條件是 。(填寫關(guān)系式)
(2)在農(nóng)村還廣泛使用的桿秤就利用了上述原理。圖21是一根桿秤的示意圖。小云設(shè)計(jì)了如下測(cè)量秤砣質(zhì)量M的實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)你將②、④兩步補(bǔ)充完整。
① 用刻度尺測(cè)量桿秤上的主要刻度的示數(shù)m到提扭O的距離x,并作出m-x關(guān)系圖象,如圖22所示。
② 用刻度尺測(cè)量掛鉤到 的距離l;
③ 在m-x關(guān)系圖象中任意讀取兩組數(shù)據(jù)x1m1和x2m2;
④ 設(shè)桿秤自重G0,重心到提扭的距離l0,據(jù)杠桿平衡條件 Mg x1 = + G0 l0
以及 = m2gl + G0 l0兩式相減得 M= (要求用l、x1x2m1m2表示)。
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