题目内容

(3-3)
(1)1968年,托雷一坎永号油轮在英吉利海峡触礁,有大约8万吨原油泄漏,污染了英国100多千米的海岸线,使25000只海鸟死亡。石油流入海中,危害极大。在海洋中泄漏m=1t原油可覆盖S=12km2的海面,试估算油膜厚度是原油的分子直径的多少倍?(设原油密度为ρ=0.91×103kg/m3,保留一位有效数字,分子直径的数量级D=10-10m)
(2)如图所示,一根足够长的两端开口的粗细均匀的直管,竖直插入很大的水银槽中。有个质量不计的横截面积S=1cm2的活塞A,在管中封闭一段长L=10cm的理想气体。开始时A处于静止状态。现在用力F竖直向上缓慢拉动活塞A,不计管壁对A的摩擦。当F=2N时,A再次静止。设整个过程中环境温度不变,外界大气压p0=1.0×105Pa(约为75cmHg),求:

①A再次静止时的气体压强P2
②A再次静止时的气体长度L2
③在此过程中活塞A上升的距离h。
(1)
(2)①0.8×105Pa
L2=12.5cm
③17.5cm
(1)解:设油膜的厚度为H,分子直径的数量级D=10-10m,则
(6分)
(2)①P2= P0—F/S=1.0×105Pa-2/1×10-4 Pa=0.8×105Pa(4分)
②根据玻意耳定律得到P1 L1S=P2 L2S   1.0×105×10=0.8×105 L2  L2=12.5cm(6分)
③由于内外气体压强的压强差为0.2×105Pa 约等于75cmHg×0.2×105/1.0×105=15cmHg,所以下面管中水银面上升15cm,故活塞上升的距离为增加的气体的长度与下面水银上升的距离之和2.5cm+15cm=17.5cm(4分)
练习册系列答案
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(1)(8分)在做“油膜法估测分子的直径”的实验中,
①下列操作错误的是                               (   )
A.将纯油酸直接滴在水面上
B.向量筒中滴1 mL酒精油酸溶液,记下其滴数
C.用试管向水面倒酒精油酸溶液少许
D.在计算油膜面积时,凡是占到方格的一部分的都计入方格的总数
                               
②设酒精油酸溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸6 mL,用注射器量得1 mL上述溶液中有液滴50滴,然后把痱子粉均匀地撒在水面上,接着把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如下图所示,已知坐标纸中正方形小方格的边长为20 mm,则油酸分子的直径约为        m(保留一位有效数字).
(2)(11分)像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示.分别是光电门的激光发射和接收装置.当有物体从间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.

现利用如图乙所示装置测量边长为的立方体滑块和长l m左右的木板间的动摩擦因数,图中MN是水平桌面,Q是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).让滑块从木板的顶端滑下,光电门l、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 (数量级s),用20分度的游标卡尺测量小滑块的宽度,其读数如图丙所示.

①读出滑块的宽度=       cm.
②滑块通过光电门l的速度=     ,滑块通过光电门2的速度=     (用字母表示).
③若仅提供一把米尺,已知当地的重力加速度为g,为完成测量,除了研究和斜面倾角之外,还需测量的物理量是               (说明该量的物理意义,同时指明代表物理量的字母).
④用③中各量求解动摩擦因数的表达式        (用字母g及③中所测量的物理量表示).

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