题目内容

【题目】正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为 ,单位体积内粒子数量为恒量。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力为,则( )

A. 一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为

B. 时间内粒子给器壁的冲量为

C. 器壁单位面积所受粒子压力为

D. 器壁所受的压强大小为

【答案】C

【解析】A.一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量是:,故A错误;

C.在时间内能过到面积为容器壁上的粒子所占据的体积为.因为粒子有均等的概率与容器各面相碰,即可能达到目标区域的粒子数为:.根据动量定理得:,则得面积为的器壁受到的粒子的压力为:,所以器壁单位面积所受粒子压力为,故C正确;

B.依据动量定理:,由题可知时间内粒子给器壁的冲量为,故B错误;

D.依据压强公式,故,故D错误.

故选C。

练习册系列答案
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【题目】国标(GB/T)规定自来水在15℃时电阻率应大于13 Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率,其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管,细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量,玻璃管两端接有导电活塞(活塞电阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移动。实验器材还有:

电源(电动势约为3 V,内阻可忽略); 电压表V1(量程为3 V,内阻很大);

电压表V2(量程为3 V,内阻很大);定值电阻R1(阻值4 kΩ);

定值电阻R2(阻值2 kΩ);电阻箱R(最大阻值9 999 Ω);

单刀双掷开关S;导线若干;游标卡尺;刻度尺。

实验步骤如下:

A.用游标卡尺测量玻璃管的内径d;

B.向玻璃管内注满自来水,并用刻度尺测量水柱长度L;

C.把S拨到1位置,记录电压表V1示数;

D.把S拨到2位置,调整电阻箱阻值,使电压表V2示数与电压表V1示数相同,记录电阻箱的阻值R;

E.改变玻璃管内水柱长度,重复实验步骤C、D,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R;

F.断开S,整理好器材。

(1)测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙,则d=_______ mm;

(2)玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为:Rx=_______ (用R1、R2、R表示)。

(3)利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据,绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ=_______Ω·m(保留两位有效数字)。

(4)本实验中若电压表V1内阻不是很大,则自来水电阻率测量结果将_____(填“偏大”“不变”或“偏小”)。

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