17.某學(xué)校物理興趣小組組織開展一次探究活動(dòng),想估算地球周圍大氣層空氣的分子個(gè)數(shù).一學(xué)生通過網(wǎng)上搜索,查閱得到以下幾個(gè)物理量數(shù)據(jù):已知地球的半徑R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=9.8m/s2,大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,空氣的平均摩爾質(zhì)量M=2.9×10-2kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0×1023mol-1
(1)這位同學(xué)根據(jù)上述幾個(gè)物理量能估算出地球周圍大氣層空氣的分子數(shù)嗎?若能,請(qǐng)說明理由;若不能,也請(qǐng)說明理由.
(2)假如地球周圍的大氣全部液化成水且均勻分布在地球表面上,估算一下地球半徑將會(huì)增加多少?(已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3

分析 (1)大氣壓強(qiáng)是由地球附近大氣層中空氣的重力產(chǎn)生的,根據(jù)大氣壓強(qiáng)和地球的表面積求出地球周圍大氣層空氣分子的總質(zhì)量,再求出空氣分子的個(gè)數(shù);
(2)根據(jù)V=$\frac{m}{ρ}$可以求出液體的體積.

解答 解:(1)因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)是由大氣的重力產(chǎn)生的,所以大氣的總質(zhì)量為:
m=$\frac{{p}_{0}×4π{R}^{2}}{g}$=$\frac{1.0×1{0}^{5}×4×3.14×(6.4×1{0}^{6})^{2}}{9.8}$=5.2×1018kg,
地球周圍大氣層中空氣分子總數(shù)為:
n=$\frac{m}{M}$NA=$\frac{5.2×1{0}^{18}}{2.9×1{0}^{-2}}$×6.0×1023=1.1×1044個(gè);
(2)雖然各種液體的密度不同,但數(shù)量級(jí)都是103kg/m3,故我們認(rèn)為液化空氣的密度數(shù)量級(jí)也是103kg/m3,可得液化空氣的體積為:
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{5.2×1{0}^{18}}{1×1{0}^{3}}$=5.2×1015m3;
答:(1)能估算出地球周圍大氣層空氣的分子數(shù);地球周圍大氣層的空氣分子數(shù)約為1.1×1044個(gè);
(2)假如把地球大氣全部變?yōu)橐后w而分布在地球表面,地球的體積將增加5.2×1015m3

點(diǎn)評(píng) 本題要注意大氣壓強(qiáng)與容器中氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因不同,容器中氣體壓強(qiáng)是由于大量氣體分子頻繁碰撞容器壁而產(chǎn)生的,大氣壓強(qiáng)是由大氣的重力產(chǎn)生的.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.下列關(guān)于點(diǎn)電荷的說法正確的是( 。
A.任何帶電體,都可以看成是電荷全部集中于中心的點(diǎn)電荷
B.球狀帶電體一定可以看成點(diǎn)電荷
C.點(diǎn)電荷就是元電荷
D.一個(gè)帶電體能否看做點(diǎn)電荷應(yīng)以具體情況而定
E.一切帶電體都可以看成是點(diǎn)電荷

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.在穩(wěn)定軌道上作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星,下列說法中正確的是(  )
A.運(yùn)行的軌道半徑越大,周期越大B.運(yùn)行的軌道半徑越大,線速度越大
C.運(yùn)行的速率可能大于 8km/sD.運(yùn)行的周期不可能等于80min

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.水平光滑直軌道ab與半徑為R的豎直半圓形光滑軌道bc相切,一質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿直軌道向右運(yùn)動(dòng),如圖所示,小球進(jìn)入半圓形軌道后剛好能通過c點(diǎn),然后小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在直軌道上的d點(diǎn),求:
(1)小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)小球在直軌道上的落點(diǎn)d與b點(diǎn)距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.兩顆做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星,它們的角速度和周期分別為ω1、ω2和T1、T2.如果它們的軌道半徑之比r1:r2=1:2,則下列式子正確的是( 。
A.ω1:ω2=2:1B.ω1:ω2=2$\sqrt{2}$:1C.T1:T2=$\sqrt{2}$:1D.T1:T2=1:2$\sqrt{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,質(zhì)量為M的物塊A上端與輕彈簧固定,彈簧勁度系數(shù)為k,下端用輕繩系住質(zhì)量為m(m≠M(fèi))的木塊B,起初靜止,突然剪斷A、B間輕繩,此后A將在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng),則( 。
A.物塊A做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為$\frac{Mg}{k}$
B.物塊A做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為$\frac{mg}{k}$
C.剪斷A、B間輕繩瞬間,物塊A的加速度為零
D.剪斷A、B間輕繩瞬間,物塊A的加速度大小為$\frac{Mg+mg}{M}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.在距地面20m高處,以10m/s的速度水平拋出一質(zhì)量為1kg的物體,g取10m/s2,求:
(1)第1s內(nèi)物體重力勢(shì)能的變化;
(2)第1s末重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率;
(3)第1s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示為某汽車以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率P隨時(shí)間t變化的圖象,圖中P為發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率,若已知汽車在t1時(shí)刻的動(dòng)能為Ek,據(jù)此可知( 。
A.t1~t2時(shí)間內(nèi)汽車做勻速運(yùn)動(dòng)
B.0~t1時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為Pt1
C.0~t2時(shí)間內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為P(t2-$\frac{1}{2}$t1
D.t1時(shí)刻汽車所受阻力f的瞬時(shí)功率為P-$\frac{{2E}_{k}}{{t}_{1}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.在“探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,實(shí)驗(yàn)簡要步驟如下:
A.讓小球多次從斜槽上的同一位置上滾下,在一張印有小方格的紙上記下小球碰到鉛筆筆尖的一系列位置,如圖2中的a、b、c、d所示.
B.按圖1安裝好器材,注意斜槽末端水平,記下平拋初位置O點(diǎn)和過O點(diǎn)的豎直線.
C.取下白紙以O(shè)為原點(diǎn),以豎直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,用平滑曲線畫出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.

(1)完成上述步驟,將正確的答案填在橫線上;
(2)上述實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是B,A,C;
(3)已知圖中小方格的邊長L=2.5cm,則小球平拋的初速度為v0=1.0m/s,小球在b點(diǎn)的速率為1.25m/s.(取g=10m/s2

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