- 高考物理热运动题目
高考物理热运动题目有:
1. 子弹在枪膛中受到火药爆炸产生的很大的推力,离开枪膛后,能在空中继续飞行一段距离,这是因为子弹具有____。
2. 质量为m的小球在地面附近以初速度v竖直上抛,若空气阻力不计,则小球上升到最高点所需时间为t1,小球落地所需时间为t2,则t1和t2的关系为t1____t2(填“>”“<”或“=”)。
3. 质量为m的小球从高为h处由静止释放,落到地面后又陷入沙坑h/3深处,求小球受到的平均阻力所做的功。
以上题目都是关于热运动的高考物理题目,涉及到了竖直上抛运动、自由落体运动以及功的计算。
热运动主要指的是物体内部粒子(原子、分子)的振动和迁移等运动形式,这类题目在高考物理中通常会结合其他知识点进行考察,例如动量、能量等。因此,在备考过程中,需要全面掌握物理知识,并灵活运用。
相关例题:
题目:
某研究小组对一定量的空气进行了测量,发现其中含有N个氮气分子和N个氧气分子。已知氧气的摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为N_{A},求:
1. 空气中分子的平均速率;
2. 若在空气中混有少量氯气分子,当温度不变时,氯气分子的平均速率是多少?
解答:
1. 空气中分子的平均速率可以通过气体动理论来求解。根据气体动理论,气体分子在不停地做无规则的热运动,碰撞器壁产生压力。设空气中氮气和氧气分子的平均速率分别为v_{氮}和v_{氧},则有:
\begin{aligned}
v_{氮} = \sqrt{\frac{8kT}{m_{氮}}} \\
v_{氧} = \sqrt{\frac{8kT}{m_{氧}}}
\end{aligned}
其中k是玻尔兹曼常数,T是温度,m_{氮}和m_{氧}分别是氮气和氧气分子的质量。由于已知氧气的摩尔质量为M,可以求出氧气分子的质量m_{氧} = \frac{M}{N_{A}}。代入上式可得:
v_{氮} = \sqrt{\frac{8kTN_{A}}{m_{氧}}} = \sqrt{\frac{8kTN_{A}}{M}}
由于空气中同时含有氮气和氧气分子,所以空气中分子的平均速率为二者速率之和:
v = v_{氮} + v_{氧} = \sqrt{\frac{8kTN_{A}}{M}} + \sqrt{\frac{8kT}{M}}
2. 当混有少量氯气分子时,设其速率为v_{氯},根据气体动理论,有:
v_{氯}^{2} = 2aS = 2\pi kT
其中a是碰撞频率,S是分子在单位时间内与器壁单位面积的碰撞次数。由于氯气分子与氧气分子在空气中混合均匀,所以可以认为单位体积内空气中的氯气分子数与氧气分子数相等。设空气中氧气分子的体积为V_{氧},则空气总体积为V = N_{A}V_{氧}。单位体积内空气中的氯气分子数为n_{氯} = \frac{n}{V} = \frac{v_{氯}}{V_{氧}}。因此有:
\begin{aligned}
v_{氯}^{2} &= 2\pi kT \cdot \frac{v_{氯}}{V_{氧}} \\
&= 2\pi kT \cdot \sqrt{\frac{8N_{A}}{M}} \\
&= \sqrt{16N_{A}\pi kT M}
\end{aligned}
所以氯气分子的平均速率为:
v_{氯} = \sqrt{4\pi kT N_{A}}
答案:空气中分子的平均速率为$\sqrt{\frac{8kTN_{A}}{M}} + \sqrt{\frac{8kT}{M}}$;氯气分子的平均速率为$\sqrt{4\pi kT N_{A}}$。
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