二、典型例题

二、典型例题

【例题1】(2018·上海)伽耳顿板可以演示统计规律,若让一个小钢珠从漏斗形入口落下,与铁钉发生一系列碰撞,最终会落在哪个槽中是_________(选填“能”或“不能”)事先确定的;若让大量小钢珠从漏斗形入口落下,落在各个狭槽中的小钢珠数目_________(选填“基本相等”、“中间较多”或“两侧较多”)。

【解析】这是分子运动统计规律模拟实验,分子速率分布特点呈现“中间较多,两边少”的规律。答案:不能;中间较多。

(例题1图)

【例题2】(2017·上海)如图所示,气缸固定于水平面,用截面积为20cm2的活塞封闭一定量的气体,活塞与缸壁间摩擦不计。当大气压强为1.0×105Pa、气体温度为87℃时,活塞在大小为40N、方向向左的力F作用下保持静止,气体压强为_________Pa。若保持活塞不动,将气体温度降至27℃,则F变为_________N。

(例题2图)

【解析】

由查理定律

所以若保持活塞不动,将气体温度降至27℃,则F变为0。

【例题3】布朗运动规律是说明分子运动的重要实验事实,下列说法中正确的是( )。

A.布朗运动就是液体分子的无规则运动

B.布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动

C.温度越低时,布朗运动就越明显

D.悬浮在液体中的固体颗粒越大,布朗运动越不明显

【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒受到液体分子由于热运动而撞击不平衡产生的,所以选项A,B错误;而温度越高液体分子热运动越剧烈,布朗运动越明显,所以选项C错误;至于选项D,由于悬浮颗粒越大时,来自各方向的液体分子撞击冲力的平均效果越趋于平衡,布朗运动会越不明显。所以选项D正确。

本题考查分子动理论中,反映分子永不停息地做无规则运动的重要实验——布朗运动的内容。

【例题4】一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞的面积为1.5×10-3m2,如图(a)所示。开始时气体的体积为2.0×10-3m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半。(设大气压强为1.0×105Pa)试求:

(1)倒在活塞上细沙的质量;

(2)在p-V图上画出气缸内气体的状态变化过程(请用箭头在图线上标出状态变化的方向)。

【解析】本题涉及玻意耳定律的应用,要求学生在变化过程中确定气体在稳定状态时的状态参量,并分析运用恰当的气体实验定律解决问题。该过程是一定质量的气体在温度不变的条件下,压强增大体积减小的过程,可运用玻意耳定律求出末态的压强,再根据压强的计算,求出细沙的质量。在p-V图象中,等温过程是双曲线,根据计算结论就可画出气缸内气体在这个过程中的状态变化图。

(例题4图)

(1)气缸内气体的温度保持不变,根据玻意耳定律:p1V1=p2V2

式中 p1=1.0×105Pa,V1=2.0×10-3m3,V2=1.0×10-3m3

代入数据,得

根据

可得

(2)该过程是等温变化,在p-V图上是双曲线,根据以上数据可画出如图(b)所示的状态变化图线。

本题考查玻意耳定律的应用,要求通过对封闭气体的状态变化进行分析,并能用玻意耳定律进行相关计算,同时能在p-V图象中画出状态变化过程。

(例题4图)