江苏省南京物理竞赛讲义-8.4气体例题
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江苏省中考物理竞赛试题学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.在探索微观世界的历程中,人们首先发现了电子,进而认识到原子是由()A.氢原子和电子组成的B.质子和中子组成的C.原子核和核外电子组成的D.原子核和中子组成的2.如图所示,ab是闭合电路的一部分导体,与灵敏电流计相连。
当“U”型螺线管的绕线中通有如图所示的电流,ab向右移动,那么.................................................................... ()A.螺线管的P端是N极,ab中有电流产生B.螺线管的P端是N极,ab中无电流产生C.螺线管的P端是S极,ab中有电流产生D.螺线管的P端是S极,ab中无电流产生3.以下哪种物理现象的发现和利用,实现了电能大规模生产,使人们从蒸汽时代进入电的时代 ........................................................................................................................................ ()A.电流通过导体发热B.电流的磁效应C.电磁感应现象D.通电线圈在磁场中会转动4.甲、乙两只普通照明灯泡的铭牌如图所示,下列说法中正确的是 ............................... () A.甲灯的实际功率一定是40WB.将乙灯接入110V电路中,它的额定功率仍为60WC.两灯均正常发光时,甲灯灯丝电阻较大D.两灯均正常发光时,甲灯消耗的电能较少5.生活中学掌握安全用电常识很有必要,以下做法正确的是....................................... ()A.用铜丝代替保险丝B.发现有人触电,立即用剪刀剪断电线C.电设备失火时,先用水灭火,再切断电源D.使用金属外壳的用电器,需将外壳接地6.如图所示,电冰箱、洗衣机等家用电器都用三孔插座,其中有一孔接地线,这是为()A.节约电能B.确保家用电器能工作C.延长家用电器的使用寿命D.避免因家用电器漏电而发生触电事故.7.如果一个验电器的两个金属箔片因带电张开,则这两个金属箔片一定 ............... ()A.带正电荷B.带负电荷C.带同种电荷D.带异种电荷8.甲、乙两个原来不带电的物体,相互摩擦后,不可能出现的是下列情况中的()A.甲、乙两物体都不带电B.甲、乙两物体都带正电C.甲带正电,乙不带电D.甲带负电,乙带正电。
第4节气体热现象的微观意义同步试题一、完成以下各题:1.下列有关气体的压强的说法中,正确的是()A、气体分子的平均速率增大,则气体的压强一定增大。
B、气体分子的密度增大,则气体的压强一定增大。
C、气体分子的平均动能增大,则气体的压强一定增大。
D、气体分子的平均动能增大,气体的压强可能减小。
2.如图8.4—1所示,用导热的固定隔板把一容器隔成体积相等的甲、乙两部分。
甲、乙中分别有质量相等的氮气和氧气。
在达到平衡时,它们的温度相等。
若分子势能可忽略,则甲、乙中()A.气体的压强相等 B.气体的内能相等C. 气体分子的平均动能相等.D.气体分子的平均速率相等.图8.4—13.x y两容器中装有相同质量的氦气,已知x容器中氦气的温度高于y中氦气的温度,但压强却低于y中氦气的压强.由此可知 ( )A . x中氦气分子的平均动能一定大于y中氦气分子的平均动能.B. x中每个氦分子的动能一定大于y 中的每个氦分子的动能.C. x中动能大的氦气分子数一定大于y中动能大的氦气分子数.D. x中氦分子的热运动一定比y中氦分子的热运动剧烈.4.对一定量的理想气体,用p、 V、 T 分别表示气压强体积和温度,则有 ( )A、若T不变,p 增大,则分子热运动的平均动能增大.B、若p不变,V增大,则分子热运动的平均动能减小.C、若p不变,T增大,则单位体积中的分子数减少.D、若V不变,p减小,则单位体积中的分子数减少.5、对于一定质量的理想气体,下列论述中正确的是()A、分子热运动变剧烈时,压强必变大B、分子热运动变剧烈时,压强可以不变C、分子间的平均距离变大时,压强必变小D、分子间的平均距离变大时,压强必变大6、一定质量的理想气体,下列说法正确的是A. 压强增大,体积增大,分子的平均动能一定增大B. 压强减小,体积减小,分子的平均动能一定增大C. 压强减小,体积增大,分子的平均动能一定增大D. 压强增大,体积减小,分子的平均动能一定增大7、一定质量的理想气体,当体积保持不变时,其压强随温度升高而增大,用分子运动论来解释,当气体的温度升高时,其分子的热运动加剧,因此(1)(2) ,从而导致气体的压强增大。
江苏省中考物理竞赛试题学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.有一个同学在一次用天平测物体质量的实验中,所用的一个砝码被磨损了,请问,这个同学所测的物体的质量与真实值比较:()A.偏小; B.偏大; C.无差别; D.无法比较.2.在一个一端封闭、另一端装有活塞的厚壁玻璃筒里放一块浸有乙醚的棉花,把活塞迅速地压下去,棉花就会燃烧,这是因为()。
A.筒内空气对外做功,空气内能减小,温度升高B.筒内空气对外做功,空气内能增大,温度升高C.活塞对筒内空气做功,空气内能减小,温度升高D.活塞对筒内空气做功,空气内能增大,温度升高3.“神舟六号”载人舱在返回地面附近时,由于受到空气阻力,做匀速运动,则载人舱在匀速下降过程中,它的()A.动能不变,势能增大B.动能不变,势能减小C.动能减少,势能不变D.动能增大,势能减小4.下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是()A.功率大的机械,做功一定多B.做功快的机械,功率一定大C.效率高的机械,功率一定大D.做功多的机械,效率一定高5.将一个质量为2kg、底面积为0.05m2的长方体平放在某一水平桌面中央,水平桌面的面积为0.8m2,则长方体对水平桌面的压强为(取g=10N/kg)()A.2.5Pa B.25Pa C.40Pa D.400 Pa6.据美联社报道,从今年4月26日起,“机遇号”火星探测器由于车轮陷入到细沙中而被困在火星表面的一个沙丘上,一直动弹不得,这与沙丘能够承受的压强较小有关。
如果你是火星探测器的设计者,为了减小探测器对地面的压强,可行的改进方法是()A.增大探测器的质量B.增大车轮与地面的接触面积C.减小车轮表面的粗糙程度D.减少车轮的个数7.下面关于力学现象的解释中,正确的是....................................................................... ()A.大力士不能凭空把自己举起来,说明力是使物体运动的原因B.物体在空中自由下落,速度越来越快,说明力是改变物体运动状态的原因C.汽车上坡,没有向上的推力或拉力,车会向下运动,说明车此时没有惯性D.球在草地上越滚越慢,说明力的作用效果只能改变物体运动速度的大小8.曲艺的妈妈用一个最多能盛5 kg水的塑料桶装花生油,则桶内花生油的质量:()A.大于5 kg; B.小于5 kg; C.等于5 kg; D.可能等于5 kg.9.如图所示.在水平桌面上铺粗糙程度不同的物体(如毛巾、棉布等).让小车从同一高度滑下后.通过观察小车在不同表面运动距离的长短.就可知道阻力对物体运动的影响.我们称这种研究新课题方法为“转换法”。
最新高中物理竞赛讲义(完整版)目录最新高中物理竞赛讲义(完整版) (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况 (5)二、知识体系 (5)第一部分力&物体的平衡 (6)第一讲力的处理 (6)第二讲物体的平衡 (8)第三讲习题课 (9)第四讲摩擦角及其它 (13)第二部分牛顿运动定律 (15)第一讲牛顿三定律 (16)第二讲牛顿定律的应用 (16)第二讲配套例题选讲 (24)第三部分运动学 (24)第一讲基本知识介绍 (24)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (26)第四部分曲线运动万有引力 (28)第一讲基本知识介绍 (28)第二讲重要模型与专题 (30)第三讲典型例题解析 (38)第五部分动量和能量 (38)第一讲基本知识介绍 (38)第二讲重要模型与专题 (40)第三讲典型例题解析 (53)第六部分振动和波 (53)第一讲基本知识介绍 (53)第二讲重要模型与专题 (57)第三讲典型例题解析 (66)第七部分热学 (66)一、分子动理论 (66)二、热现象和基本热力学定律 (68)三、理想气体 (70)四、相变 (77)五、固体和液体 (80)第八部分静电场 (81)第一讲基本知识介绍 (81)第二讲重要模型与专题 (84)第九部分稳恒电流 (95)第一讲基本知识介绍 (95)第二讲重要模型和专题 (98)第十部分磁场 (107)第一讲基本知识介绍 (107)第二讲典型例题解析 (111)第十一部分电磁感应 (117)第一讲、基本定律 (117)第二讲感生电动势 (120)第三讲自感、互感及其它 (124)第十二部分量子论 (127)第一节黑体辐射 (127)第二节光电效应 (130)第三节波粒二象性 (136)第四节测不准关系 (139)第0部分绪言一、高中物理奥赛概况1、国际(International Physics Olympiad 简称IPhO)① 1967年第一届,(波兰)华沙,只有五国参加。
高考物理南京力学知识点之理想气体解析含答案一、选择题1.下列说法正确的是( )A .气体的温度升高,分子动能都增大B .功可以全部转化为热,但吸收的热量一定不能全部转化为功C .液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点D .凡是符合能量守恒定律的宏观过程一定自发地发生而不引起其他变化2.物理学中有些结论不一定要通过计算才能验证,有时只需通过一定的分析就能判断结论是否正确。
根据流体力学知识,喷气式飞机喷出气体的速度v (单位m/s )与飞机发动机燃烧室内气体的压强p (单位N/m 2)、气体密度ρ(单位kg/m 3)及外界大气压强0p (单位N/m 2)有关。
试分析判断下列关于喷出气体的速度的倒数v 1的表达式正确的是 A .)(210p p v +=ρ B .)(210p p v-=ρ C .ρ2)(210p p v -= D .)(210p p v-=ρ 3.用打气筒将压强为1atm 的空气打进自行车胎内,如果打气筒容积△V=500cm 3,轮胎容积V=3L ,原来压强p=1.5atm .现要使轮胎内压强变为p′=4atm ,问用这个打气筒要打气几次(设打气过程中空气的温度不变)( )A .5次B .10次C .15次D .20次 4.对于一定质量的理想气体,下列四个论述中正确的是( )A .当分子热运动变剧烈时,压强必变大B .当分子热运动变剧烈时,压强可以不变C .当分子间的平均距离变大时,压强必变小D .当分子间的平均距离变大时,压强必变大5.关于下列现象的说法正确的是( )A .甲图说明分子间存在间隙B.乙图在用油膜法测分子大小时,多撒痱子粉比少撒好C.丙图说明,气体压强的大小既与分子平均动能有关,也与分子的密集程度有关D.丁图水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的浮力作用6.一定质量的理想气体,经图所示方向发生状态变化,在此过程中,下列叙述正确的是()A.1→2气体体积增大B.3→1气体体积增大C.2→3气体体积不变D.3→1→2气体体积不断减小7.如图所示,粗细均匀的玻璃管竖直放置且开口向上,管内由两段长度相同的水银柱封闭了两部分体积相同的空气柱.向管内缓慢加入少许水银后,上下两部分气体的压强变化分别为Δp1和Δp2,体积减少分别为ΔV1和ΔV2.则()A.Δp1<Δp2B.Δp1>Δp2C.ΔV1<ΔV2D.ΔV1>ΔV28.如图所示,两个容器A、B,用截面均匀的水平细玻璃管相连,A、B所装气体的温度分别为17℃和27℃,水银柱在管中央平衡,如果两边气体温度都升高10℃,则水银柱将()A.向右移动B.向左移动C.不动D.条件不足,不能确定9.关于下列实验及现象的说法正确的是A.图甲说明蜂蜡是晶体B.图乙说明气体速率分布随温度变化,且T1>T2C.图丙说明气体压强的大小只与分子的密集程度有关D.图丁中水黾能停在水面上是因为水的表面张力作用的缘故10.如图所示的p-V图像, 1、2、3三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状态,对应的温度分别是T1、T2、T3,用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数,下列说法中正确的是()A.气体从1状态变化到2状态要放热,N1 > N2,T1>T2B.气体从2状态变化到3状态对外做功,吸热,N2= N3,T3>T2C.气体从3状态变化到1状态内能不变,放热,N1<N3,T1=T3D.以上说法都不对11.如图是氧气分子在不同温度(T1和T2)下的速率分布,由图可确定A.温度T1高于温度T2B.两条曲线与横轴所围成的面积不相等C.随着温度的升高,每一个氧气分子的速率都增大D.同一温度下,氧气分子呈现“中间多,两头少”的分布规律12.一定质量的理想气体从状态a开始,经历三个过程ab、bc、ca回到原状态,其P-T图象如图所示。
1.1质点运动的基本概念运动的合成和分解一、图像法例1、蚂蚁离开巢沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反此,当蚂蚁爬到距巢中心L1=1m的A点处时,速度是v1=2cm/s,试问:蚂蚁从A点爬到距巢中心L2=2m的B点所需的时间为多少?例2、已知一质点做变加速运动,初速度为v0,其加速度随位移线性减小的关系及加速过程中加速过程中加速度与位移之间的关系满足条件a=a0-ks,式中a为任意位置处的加速度,求当位移为s0是瞬时速度。
二、矢量运算1、矢量加法(矢量合成)(1)平行四边形法则已知两个矢量F1和F2的大小和夹角,求合矢量F合的大小和方向。
2212122cosF F F F Fθ=++212sintancosFF Fθαθ=+(2)三角形法则和多边形法则(接龙法则)(3)矢量式的脚标的接龙法则例如,人在车厢内走动,人相对于地的速度等于人相对于车的速度加上车相对于地的速度。
=+v v vr r r车车人地人地(4)矢量减法将减法变为加法然后再利用接龙法则。
例3:(1)无风的下雨天,小明坐在匀速行驶的车上,发现雨滴沿斜线下落,且与竖直方向成30 夹角,若车速为10m/s,则雨滴下落的速度为多大?(2)小明坐在以10m/s向东匀速行驶的车上,发现雨滴是竖直下落的,若雨滴对地速度为20m/s,则雨滴实际上是如何下落的?三、运动的合成和分解实例1:平抛运动实例2:滚动的车轮边缘上一个点的运动1、运动合成和分解其实就是位移、速度、加速度的合成和分解2、合运动的效果和若干个分运动的总效果相同(等效性)3、实际观察到的运动是合运动,分运动是人们为了方便研究而假想出来的。
四、运动分解的方法1、按效果分解2、正交分解:建立直角坐标系,将运动(位移、速度、加速度)分解在坐标轴方向。
例4、如图所示,在离水面高度为h的岸边,有人用绳子拉船靠岸,若人拉绳的速率恒为v0,试求船在离岸边s距离处时的速度。
例5、如图所示,质点A和质点B同时从A、B两点出发,分别以速度v1沿AB和以速度v2沿BC做匀速直线运动,BC和AB的夹角为α.开始时质点A和质点B相距为l,试求两质点之间的最短距离.例6、如图所示,几辆相同的汽车以等速度v,沿宽为c的直公路行驶,每车宽为b,前后两车头尾间距为a,则人能以最小速度沿一直线穿过马路所用的时间是多少?例7、有五个花样滑冰运动员表演一种节目,表演的动作规定为:开始时五人分别从边长为l的正五边形A 1A2A3A4A5的五个顶点出发,以相同速率v适动,如图所示.运动中A1始终朝着A3、,A3始终朝着A5,A5始终朝着A2,A2始终朝着A4,A4始终朝着A1,问:经过多长时间五人相聚?五、物体系统的运动学连接条件1、刚性杆、绷紧的不可伸长的绳上,各点在同一时刻,具有相同的沿杆、绳的分速度。
8.2热力学第一定律一、热力学第一定律理想气体从一个状态缓慢变化到另一个状态的过程(准静态过程)中,做功和热传递会导致气体内能发生变化。
二、理想气体的内能由于理想气体不考虑分子间作用力,因此没有分子势能,因此内能即为分子的总动能 由压强的表达式23p n =和p nkT =,可得:32kT =。
注意ε的物理意义,ε是分子的平均平动动能。
1、对于单原子分子,总能量即平动动能 (3个自由度)32kT ε=总 2、对于双原子分子,总能量包括平动动能、转动动能(5个自由度)52kT =总3、对于多原子分子,总能量包括平动动能、转动动能(6个自由度)62kT ε=总因此可得对应气理想体的内能: 1、单原子分子组成的理想气体,内能3322A U NN kT NRT == 2、双原子分子组成的理想气体,内能5522A U NN kT NRT == 3、多原子分子组成的理想气体,内能6622A U NN kT NRT == 三、外力对气体做功的计算1、恒力(恒压)做功 W F l pS l p V =-∆=-∆=-∆2、变力(变压)做功(微元法) i i i W W p V =∆=-∆∑∑四、热量传递的计算1、对于固体和液体:一般来说体积变化可以忽略: Q cm T =∆其中,c 为比热:1kg 的物质,升温1°C 吸收的热量2、对于气体:(1)如果体积不变,所有热量都用来改变温度:V Q Nc T =∆其中,c V 为摩尔定容比热:1mol 的物质,保持体积不变,升温1°C 吸收的热量(2)如果压强不变,根据状态方程,温度变化,体积随之变化。
因此,一部分热量都用来改变温度,另一部分用来做功:p Q Nc T =∆其中,c p 为摩尔定压比热:1mol 的物质,保持压强不变,升温1°C 吸收的热量。
思考:对于气体,是否其它比热的定义?五、四种典型过程中的热力学第一定律1、等容过程02V i NR T Nc T ∆=+∆ 可得:2V i c R = 2、等压过程2p i NR T p V Nc T ∆=-∆+∆ 即:2p i N R T NR T Nc T ∆=-∆+∆ 可得:2p i c R R =+。
1.1质点运动的基本概念 运动的合成和分解一、图像法例1、蚂蚁离开巢沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反此,当蚂蚁爬到距巢中心L 1=1m 的A 点处时,速度是v 1=2cm /s ,试问:蚂蚁从A 点爬到距巢中心L 2=2m 的B 点所需的时间为多少?例2、已知一质点做变加速运动,初速度为v 0,其加速度随位移线性减小的关系及加速过程中加速过程中加速度与位移之间的关系满足条件a=a 0-ks ,式中a 为任意位置处的加速度,求当位移为s 0是瞬时速度。
二、矢量运算1、矢量加法(矢量合成)(1)平行四边形法则已知两个矢量F 1和F 2的大小和夹角,求合矢量F 合的大小和方向。
F =212sin tan cos F F F θαθ=+ (2)三角形法则和多边形法则(接龙法则)(3)矢量式的脚标的接龙法则例如,人在车厢内走动,人相对于地的速度等于人相对于车的速度加上车相对于地的速度。
=+v v v 车车人地人地(4)矢量减法将减法变为加法然后再利用接龙法则。
例3:(1)无风的下雨天,小明坐在匀速行驶的车上,发现雨滴沿斜线下落,且与竖直方向成30 夹角,若车速为10m/s,则雨滴下落的速度为多大?(2)小明坐在以10m/s向东匀速行驶的车上,发现雨滴是竖直下落的,若雨滴对地速度为20m/s,则雨滴实际上是如何下落的?三、运动的合成和分解实例1:平抛运动实例2:滚动的车轮边缘上一个点的运动1、运动合成和分解其实就是位移、速度、加速度的合成和分解2、合运动的效果和若干个分运动的总效果相同(等效性)3、实际观察到的运动是合运动,分运动是人们为了方便研究而假想出来的。
四、运动分解的方法1、按效果分解2、正交分解:建立直角坐标系,将运动(位移、速度、加速度)分解在坐标轴方向。
例4、如图所示,在离水面高度为h的岸边,有人用绳子拉船靠岸,若人拉绳的速率恒为v0,试求船在离岸边s距离处时的速度。
例5、如图所示,质点A和质点B同时从A、B两点出发,分别以速度v1沿AB和以速度v2沿BC做匀速直线运动,BC和AB的夹角为α.开始时质点A和质点B相距为l,试求两质点之间的最短距离.例6、如图所示,几辆相同的汽车以等速度v,沿宽为c的直公路行驶,每车宽为b,前后两车头尾间距为a,则人能以最小速度沿一直线穿过马路所用的时间是多少?例7、有五个花样滑冰运动员表演一种节目,表演的动作规定为:开始时五人分别从边长为l的正五边形A 1A2A3A4A5的五个顶点出发,以相同速率v适动,如图所示.运动中A1始终朝着A3、,A3始终朝着A5,A5始终朝着A2,A2始终朝着A4,A4始终朝着A1,问:经过多长时间五人相聚?五、物体系统的运动学连接条件1、刚性杆、绷紧的不可伸长的绳上,各点在同一时刻,具有相同的沿杆、绳的分速度。
江苏省中考物理竞赛试题学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.一名同学对日常生活中经常接触到的物理量进行估测,下列数据中估测不正确的是()A.学校学生课桌高约0.75mB.一瓶500ml矿泉水的质量为5kgC.第五次提速,火车速度可达160km/hD.哈尔滨市冬季最低气温在-30OC以下2.如图所示的单摆,小球在ab间往复摆动的过程中,下列说正确的是 ................. ()A.小球在a点时的动能最大B.小球在b点时的动能最大C.小球在c点时的动能最大D.小球由c到a的运动过程中,重力势能不断转化为动能3.下列物体中不具有动能的是:()A.流动的河水; B.被拦河坝挡住的水;C.正在下降的飞机; D.在平直的公路上行驶着的汽车.4.图中所示的各种做法中,属于为了增大摩擦的是.................................................. ()A5.把一个油桶绕着支点C推上台阶,在无滑动时,最省力的施力方向是............... ()A.M B.NC.P D.三种方法力大小是一样的.6.如图所示,符合安全用电的做法是()7.两根电阻相同的电阻丝,分别串、并联后接入同一电源中,烧开一壶水所需时间为t1和t2,比较它们的大小有 ........................................................................................................ ()A.t1>t2,B.t1<t2,C.t1=t2,D.条件不足无法判断8.图5所示为一环境温度监控电路,R1为定值电阻,R2为用半导体材料制成的热敏电阻(电阻随温度的升高而变小)。
高中物理竞赛-热力学讲义一、理想气体1、理想气体宏观定义:严格遵守气体实验定律的气体。
微观特征:a 、分子本身的大小比起它们的间距可以忽略,分子不计重力势能;b 、除了短暂的碰撞过程外,分子间的相互作用可以忽略——意味着不计分子势能;c 、分子间的碰撞完全是弹性的。
*理想气体是一种理想模型,是实际气体在某些条件约束下的近似,如果这些条件不满足,我们称之为实际气体,如果条件满足不是很好,我们还可以用其它的模型去归纳,如范德瓦尔斯气体、昂尼斯气体等。
2、气体实验三定律在压强不太大,温度不太低的条件下,气体的状态变化遵从以下三个实验定律 a 、玻意耳-马略特定律:一定质量气体温度不变时,P 1V 1 = P 2V 2或PV = 恒量 b 、查理定律:一定质量气体体积不变时,11T P = 22T P 或T P= 恒量c 、盖·吕萨克定律:一定质量气体压强不变时,11T V = 22T V 或T V= 恒量3、理想气体状态方程:一定质量的理想气体,111T V P = 222T V P 或T PV= 恒量理想气体状态方程可以由三个试验定律推出,也可以由理想气体的压强微观解释和温度微观解释推导得出。
a 、推论1:111T P ρ = 222T Pρ,此结论成功地突破了“质量一定”的条件约束,对解某些特殊问题非常有效。
b 、克拉珀龙方程:原方程中,将“恒量”定量表达出来就成为PV = νRT ,其中ν为气体的摩尔数,这个结论被成为克拉珀龙方程。
它的优点是能使本来针对过程适用的方程可以应用到某个单一的状态。
c 、推论2:气体混合(或分开)时,111T V P + 222T VP + … + n nn T V P ⇔TPV,这个推论很容易由克拉珀龙方程导出。
d 、道尔顿分压定律:当有n 种混合气体混合在一个容器中时,它们产生的压强等于每一种气体单独充在这个容器中时所产生的压强之和。
即 P = P 1 + P 2 + P 3 + … + P n二、分子动理论1、物质是由大量分子组成的(注意分子体积和分子所占据空间的区别)2、物质内的分子永不停息地作无规则运动固体分子在平衡位置附近做微小振动(振幅数量级为0.1A 0),少数可以脱离平衡位置运动。
初中物理竞赛讲义---气体压强模块一:气压面积相关1.如图所示是由两个球面的一部分组成的一个物体,左边部分的表面积为100厘米2,右边部分的表面积为130厘米2,如果把它放在大气压强为1.0×105帕的大气中,则大气对整个物体的作用力大小为()A.0B.300牛C.2300牛D.3000牛2.如图所示,在水平放置的圆形长直管中,有一个光滑的,可自由移动的活塞刚好把长直管分成左右两部分,且活塞左、右两端面的形状如图。
当左、右两部分中气体的压强分别为p1和p2时,活塞可停在图示位置不动。
现在同时缓缓增大左、右两部分中气体的压强,使活塞仍然停在图示位置不动。
若左、右两部分中气体压强的变化量△p1和△p2。
则下列关于它们关系的说法中正确的是()A.△p1>△p2B.△p1<△p2C.△p1=△p2D.无法确定3.做马德堡半球实验时,若当进大气的压强为1标准大气压,第一次抽过气之后,球内剩下的空气的压强为0.3标准大气压;第二次抽气后,球内剩下的空气的压强为0.2标准大气压。
在这两种情况下,前后两次将两半球拉开所用拉力之比为。
模块二:气压与哪些因素有关1.甲、乙两只盛有100℃水的容器,用细玻璃管相通,如图所示。
如果不考虑水因蒸发而造成的损失,则当水温冷却到20℃时()A.甲、乙中水的质量均各自保持不变B.甲中水的质量将略有增大C.乙中水的质量将略有增大D.以上三种情况都有可能出现2.如图所示,玻璃瓶侧壁有三个用木塞塞住的小孔a、b、c,一根两端开口的管子,上端穿过软木塞与大气连通,另一端浸没在液体中,管中的液面和b孔等高,瓶内的液面比a孔的位置高。
下列叙述中正确的()A.只有拔去a孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外B.只有拔去b孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外C.只有拔去c孔木塞的瞬时,水才会流出瓶外D.拔去a、b、c三孔中的任一木塞的瞬时,水均会流出来3.把一只空杯的杯口向下按入水中,开始状态如图所示,现将杯子往下按,则()A.杯中气体的体积不变B.杯中气体的体积变大C.杯中气体的压强变大D.杯中气体的压强变小模块三:气压与连通器1.某同学要清理金鱼缸中沉在底部的污物,其手中只有一根透明的塑料软管,采用虹吸的方法来将鱼缸底部的污物排除。
气体典型例题连通管内同一高度的液面处压强相等例1如图所示,(a)、(b)、(c)、(d)图中各有被水银柱封闭的气体,若大气压强则缸内气体的压强--------- Pa,缸外大气压强为二------- Pa.分析:选择活塞作为研究对象,分析受力,在竖直方向,活塞受重力和气缸的弹力%=7位:诋cmHg,求各图中被封闭气体的压强.分析:在图(a)中,根据连通管原理,与管外水银面齐平的管内液面处的压强等于大气压强,所以被封气体压强与大气压强相差5cmHg.在图(b)中,与气体接触处液面比右管液面高10cm,可见气体1 压强比外界大气压强低10cmHg.在图(c)中,管内水银柱产生的压强应由竖直方向的高度来计]第;’ 算,即水银柱压强外二诙血31r平衡,在水平方向,活塞受到向左的外力4和大气压力为,向右受到被封闭气体的压力用。
根据压强的定义可求出缸内气体压强P;根据水平方向受力平衡可求出缸外大气压强死。
解:根据压强的定义,在图(d)中,有上、下两部分被封闭气体,根据连通管原理,下部气体压强声下等由活塞受力平衡得出=跖^十耳。
于大气压强加上月水银柱产生的压强.而上部气体压强声上比下部气体压强声上低 4 cmHg.解:(a) % =产口一电"尸一5 "I (cmHg)(b)为”「耳(cmHg)(c)以=/心如对=76一10或5"1 (cmHg)(d)户下=为十月遭上二户下一&1 =%十月—瓦点评:本题的解析是根据连通管内同一高度的液面处压强相等和液体内部的压强跟深度成正比的原理若.采用研究水银柱的受力列平衡方程的方法,同样可以求解,只是需要注意单位制的统一.水平横置气缸内气体压强的判断例2如图所示,固定在水平地面上的气缸内封闭着一定质量的气体,活塞与气缸内壁接触光滑且不漏气,活 L. 一塞的横截面积S = 受到%=2"N 水平向左的推力而平衡,此,一瓦时,缸内气体对活塞的平均压力为用二1200N,__ - >^J200- 200?a=10xloj・•・大气压强Pa.点评:本题考查的内容是气体的压强与力学的综合问题,关键在于正确选择研究对象和正确分析受力。
8.4气体例题例1、薄的长方形平玻璃板,质量为m ,竖直对称地挂在两个很轻的无伸缩性的绳子上。
每一面的左半个表面都涂上一层化学性质活泼的金属。
整体放在玻璃盒中,先抽成真空,然后在某瞬间向内放气态氯至压强p 。
假设在氯分子和金属碰撞时,发生化学反应的几率为q<1,试计算在平衡态时,玻璃板围绕着竖直轴旋转的角度。
(图中a 、b 、c 尺寸已知)(假设氯的浓度在玻璃板两面是一样的,随着化学反应,氯气压力的变化可以忽略,所生成的金属氯化物都留在玻璃板上,且在观察过程中,反应几率和玻璃板质量可以看做定值)例2、A 、B 两容器的体积之比V A /V B = 3/2 ,它们分别置于温度为300K 和400K 两恒温槽中,A 中装有10atm 的氢气,B 中装有16atm 的氦气。
现用细管将它们连通(细管的容积不计),两种气体不发生化学反应,试求混合后气体的压强。
例3、热机工作物质是vmol 理想单原子气体.该气体进行闭合循环.该循环中1-2段表示压强p 与体积V 的线性关系,2-3段表示等压过程,3-1段表示压强与体积的线性关系.0p 和0V 为已知量.求:(1)点3所在状态的体积3V 和温度3T ;(2)气体一次循环做的功;(3)热机的效率.例4、用贮气罐通过阀门向一体积为V0的真空室充气,贮气罐的体积为V,罐内气体的压强为p.当气罐与真空室相连后,便打开阀门,使之与真空室连通.达到平衡后,关闭阀门,并换一个新的气罐与真空室相连.打开阀门让气体进入真空室后再关闭阀门,以后再换一个p.求共需多少个气罐?(假定气罐.如此持续向真空室充气,直到真空室中气体的压强为充气过程中温度保持恒定)例5、一根一端封闭的玻璃管长96cm,内有一段20cm的水银柱。
当温度为27°C且开口端向上时,被封闭的气柱长60cm。
试问温度至少为多少度,水银柱才可从管中全部溢出。
例6、如图所示,一个带阀门的气缸,缸内有一个弹簧,其两端分别与缸底、活塞相连,活塞横截面积23m 100.1-⨯=S ,现在先打开阀门,使气缸内部与外界C 27︒、Pa 100.15⨯的大气相通,此时活塞距气缸底部的距离为cm 10,处于平衡。
8.4气体例题
例1、薄的长方形平玻璃板,质量为m ,竖直对称地挂在两个很轻的无
伸缩性的绳子上。
每一面的左半个表面都涂上一层化学性质活泼的金
属。
整体放在玻璃盒中,先抽成真空,然后在某瞬间向内放气态氯至
压强p 。
假设在氯分子和金属碰撞时,发生化学反应的几率为q<1,试
计算在平衡态时,玻璃板围绕着竖直轴旋转的角度。
(图中a 、b 、c 尺
寸已知)(假设氯的浓度在玻璃板两面是一样的,随着化学反应,氯气
压力的变化可以忽略,所生成的金属氯化物都留在玻璃板上,且在观
察过程中,反应几率和玻璃板质量可以看做定值)
例2、A 、B 两容器的体积之比V A /V B = 3/2 ,它们分别置于温度为300K 和400K 两恒温槽中,A 中装有10atm 的氢气,B 中装有16atm 的氦气。
现用细管将它们连通(细管的容积不计),两种气体不发生化学反应,试求混合后气体的压强。
例3、热机工作物质是vmol 理想单原子气体.该气体进行闭合循环.该循环中1-2段表示压强p 与体积V 的线性关系,2-3段表示等压过程,3-1段表示压强与体积的线性关系.0p 和0V 为已知量.求:
(1)点3所在状态的体积3V 和温度3T ;
(2)气体一次循环做的功;
(3)热机的效率.
例4、用贮气罐通过阀门向一体积为V 0的真空室充气,贮气罐的体积为V ,罐内气体的压强为p .当气罐与真空室相连后,便打开阀门,使之与真空室连通.达到平衡后,关闭阀门,并换一个新的气罐与真空室相连.打开阀门让气体进入真空室后再关闭阀门,以后再换一个气罐.如此持续向真空室充气,直到真空室中气体的压强为0p .求共需多少个气罐?(假定充气过程中温度保持恒定)
例5、一根一端封闭的玻璃管长96cm ,内有一段20cm 的水银柱。
当温度为27°C 且开口端向上时,被封闭的气柱长60cm 。
试问温度至少为多少度,水银柱才可从管中全部溢出。
例6、如图所示,一个带阀门的气缸,缸内有一个弹簧,其两端
分别与缸底、活塞相连,活塞横截面积2
3m 100.1-⨯=S ,现在先打开阀门,使气缸内部与外界C 27︒、
Pa 100.15
⨯的大气相通,此时活塞距气缸底部的距离为cm 10,处于平衡。
然后关闭阀门,
在活塞上面放kg 40的重物,活塞下降cm 5而平衡,对气缸加热,
使缸内气体温度上升达到C 57︒,同时在活塞上面增加重物,使
活塞保持不动,最后打开阀门,并使缸温度降至C 27︒。
问活塞
最终静止在什么地方?(取2m/s 10=g ,活塞质量kg 4,摩擦不
计,并假设弹簧都处在其弹性限度内)
例7、在一个横截面积为S 的密闭容器中,有一个质量为m 的活塞把容
器中的气体分成两部分,活塞可在容器中无摩擦地滑动,当活塞处于平衡时,活塞两边气体的温度相同,压强都是p ,体积分别为V 1和V 2,如图.现在用某种方法使活塞稍微偏离平衡位置,然后放开,活塞将在两边气体压力的作用下来回运动,整个系统
可看作是恒温的.
(1)求活塞运动的周期,将结果用p 、V 1、V 2、m 和S 表示.
(2)求气体温度t=0℃时的周期T 与气体温度t ’=30℃时的同期T ’之比值
例8、横截面积为S 和αS (α>1),长度相同的两圆柱形“对接”的容器内盛有理想气体,每个圆筒中间位置有一个用硬杆想连的活塞,如图所示。
这时舱Ⅰ内气体压强为1p ,舱Ⅲ内气体压强为1p β,活塞处于平衡,整个系统吸收热量Q ,温度上升,使各舱温度相同。
试求舱Ⅰ内压强的变化。
1mol 气体内能为CT (C 是气体摩尔热容量),圆筒和活塞的热容量很小,摩擦不计。
例9、在两端开口的竖直放置的U 型管中注入水银,
水银柱的全长为h 。
若把管的右端封闭,被封闭的空
气柱长L ,然后使水银柱作微小的振荡,设空气为理
想气体,且认为水银振荡时右管内封闭气体经历的是
准静态绝热过程,大气压强相当于h 0水银柱产生的压
强,空气的绝热指数为γ。
试求水银振动的周期T 2。
已知对于理想气体的绝热过程有γPV =常数。