- 高一物理分子数量题目
高一物理中与分子数量相关的题目有很多,以下是一些例子:
1. 一瓶氧气用掉一半,剩余氧气的分子数比原来氧气的分子数少_____。
2. 在一定温度下,两个容积相同的容器中,一个容器中充满着氧气,另一个容器中充满着空气。则下列说法中正确的是:
A. 两容器内的气体分子数相等
B. 两容器内的气体压强相等
C. 两容器内的气体分子速率相同
D. 两容器内的气体间碰撞的平均速率不同
3. 一定质量的理想气体,保持压强不变,当改变体积时,则:
A. 如果保持温度不变,则单位体积内的分子数一定发生变化
B. 如果保持温度不变,则单位体积内的分子数一定保持不变
C. 如果保持体积不变,则单位体积内的分子数一定发生变化
D. 如果保持体积不变,则单位体积内的分子数一定保持不变
以上题目均涉及到分子数、分子速率以及分子碰撞等问题,需要运用高一物理知识进行解答。
相关例题:
题目:
假设一个密闭的容器中有N个分子,每个分子在某一时刻的速度可以认为是均匀分布的。现在有一个外力F作用于这个容器,使得所有分子都以相同的加速度a向右运动。
求:经过一段时间t后,容器中分子的数量N'是多少?
解析:
首先,我们需要理解分子运动的基本原理。当一个容器中的分子受到外力作用时,它们会受到一个加速度,这个加速度的大小取决于外力的大小和方向。由于分子之间的相互作用力是相互的,所以所有分子都会受到相同的加速度。
现在,我们考虑分子的数量问题。由于分子在某一时刻的速度是均匀分布的,所以每个分子的速度都会随着时间的推移而增加。当一个分子从某一速度增加到下一速度时,它可能会被其他分子碰撞并减速,也可能不会被其他分子碰撞。如果它不会被其他分子碰撞,那么它的速度就会一直增加,直到达到新的平衡状态。在这个新的平衡状态下,分子的数量就会保持不变。
根据牛顿运动定律,我们有:F = ma,其中F是外力,m是分子的质量,a是加速度。由于分子的质量是相对较小的,所以我们通常可以认为分子的加速度是恒定的。
答案:
经过一段时间t后,容器中分子的数量N'为:N - Nt/V。
例题:
假设一个密闭的容器体积为1升,原来容器中分子的数量为10^23个。如果一个外力F = 10^(-12)牛作用于这个容器,所有分子都以相同的加速度a = 10^(-7)米每二次方秒向右运动。求经过多长时间后,容器中分子的数量减少了5%?
解析:
首先,我们需要根据上述公式计算出最终容器中分子的数量N'。根据题目中的数据,我们有:
F = ma = 10^(-12)牛
V = 1升 = 10^-3立方米
减少5%后的分子数量为原来的95%
初始分子数量为10^23个
代入公式计算得到:
N' = 10^23 - 10^23 × (1 - 5%) = 9.5 × 10^22个
接下来,我们需要根据题目中的数据求出时间t。根据牛顿运动定律和上述公式,我们有:
Nt/V = N' - N = 9.5 × 10^22 - 10^23 = 9.5 × 10^21个 (其中Nt为在t时间内移动到容器的边界上的分子的数量)
V = 1升 = 1 × 10^(-3)立方米 (注意单位换算)
代入公式计算得到:
t = (Nt/V) × (V/F) = (9.5 × 10^21 × 1 × 10^-3) / (10^-12) = 9.5 × 10^7秒 = 26小时
所以,经过约26小时后,容器中分子的数量减少了5%。
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