例1．已知大氣壓強為p₀ cmHg,一端開口的玻璃管內封閉一部分氣體，管內水銀柱高度為h cm，(或兩邊水銀柱面高度差為h cm)，玻璃管靜止，求下列圖中封閉理想氣體的壓強各是多少？

解析：將圖中的水銀柱隔離出來做受力分析；⑺中取與管內氣體接觸的水銀面為研究對象做受力分析． 本題的所有試管的加速度都為零．所以在⑴中：G=N，p₀S=PS；在⑵圖中：p₀S+G=pS，p₀S+ρghS=pS，取cmHg(厘米汞柱)為壓強單位則有：p= p₀+h；同理，圖⑶中試管內氣體的壓強為：p= p₀-h；采用正交分解法解得：圖⑷中：p= p₀+hsinθ；圖⑸中：p=p₀-hsinθ；圖⑹中取高出槽的汞柱為研究對象，可得到：p= p₀-h；圖⑺中取與管內氣體接觸的水銀面(無質量)為研究對象：p₀S+ρghS=pS，p= p₀+h

點評：

(1) 確定封閉氣體壓強主要是找準封閉氣體與水銀柱(或其他起隔絕作用的物體)的接觸面，利用平衡的條件計算封閉氣體的壓強．

(2) 封閉氣體達到平衡狀態(tài)時，其內部各處、各個方向上壓強值處處相等．

(3) 液體壓強產(chǎn)生的原因是重力

(4)液體可將其表面所受壓強向各個方向傳遞．

(1)兩容器各側壁壓強的大小關系及壓強大小決定于哪些因素？

(2)若兩容器同時做自由落體運動，容器側壁所受壓強將怎樣變化？

解析：

(1)對于甲容器，上壁壓強為零，底面壓強最大，側壁壓強自上而下由小變大其大小決定于深度，對于乙容器各處器壁上的壓強均相等，其大小決定于氣體分子的溫度和氣體分子的密度。

(2)甲容器做自由落體運動時，處于完全失重狀態(tài)，器壁各處的壓強均為零；乙容器做自由落體運動時，氣體分子的溫度和氣體分子的密度不變，所以器壁各處的壓強不發(fā)生變化。

點評：要分析、弄清液體壓強和氣體壓強產(chǎn)生的原因是解決本題的關鍵。

例3．鋼瓶內裝有高壓氣體，打開閥門高壓氣體迅速從瓶口噴出，當內外氣壓相等時立即關閉閥門。過一段時間后再打開閥門，問會不會再有氣體噴出？

解析：第一次打開閥門氣體高速噴出，氣體迅速膨脹對外做功，但來不及吸熱。由熱力學第一定律可知，氣體內能減少，導致溫度突然下降。關閉閥門時，瓶內氣體溫度低于外界溫度，但瓶內壓強等于外界氣體壓強。過一段時間后，通過與外界熱交換，瓶內溫度升高到和外界溫度相同，而瓶的體積沒變，故而瓶內氣體壓強增大。因此，再次打開閥門，會有氣體噴出。

點評：此題有兩個過程，第一次相當于絕熱膨脹過程，第二次是等容升溫。

例4．一房間內，上午10時的溫度為15⁰C，下午2時的溫度為25⁰C，假定大氣壓無變化，則下午2時與上午10時相比較，房間內的　 (　　)

A．空氣密度增大　 　　　　 B．空氣分子的平均動增大

C．空氣分子速率都增大　　 　　　D．空氣質量增大

解析：由于房間與外界相通，外界大氣壓無變化，因而房間內氣體壓強不變。但溫度升高后，體積膨脹，導致分子數(shù)密度減小。所以，房間內空氣質量減少，空氣分子的平均動增大。但并非每個分子速率都增大，因為單個分子的運動是無規(guī)則的。答案B是正確。

點評：本題要求學生正確理解題意，弄清溫度變化對分子運動的影響。

例5．如圖所示，一氣缸豎直放置，氣缸內有一質量不可忽略的活塞，將一定量的理想氣體封在氣缸內，活塞與氣缸壁無摩擦，氣體處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)保持溫度不變把氣缸稍微傾斜一點，在達到平衡后，與原來相比，則(　　)

A．氣體的壓強變大　　　　 B．氣體的壓強變小

C．氣體的體積變大　　　　 D．氣體的體積變小

解析：由活塞的受力分析可知,開始封閉氣體的壓強

P₁=P₀-mg/s,而氣缸稍微傾斜一點后，　P₁S　　　　P₂S

由于P₁＜P₂，而溫度不變，由氣態(tài)方程，mg　　θ　mg

則V₂＜V₁，故AD正確．　　　　P₀S　　P₀S

5．理想氣體分子間沒有相互作用力。注意：一定質量的某種理想氣體內能由溫度　 決定。

4．一定質量的理想氣體的體積、壓強、溫度之間的關系是： PV/T=常數(shù) 　，克拉珀瓏方程是：　 PV/T=RM/μ　　 。

2．氣體的狀態(tài)參量有：(p、V、T)

①壓強(p)：封閉氣體的壓強是大量分子對器壁 撞擊　 的宏觀表現(xiàn)，其決定因素有：1) 溫度　　 ；2)　 單位體積內分子數(shù) 。

②體積(V)：1m³= 10³ l= 　10⁶ml 。　　

③熱力學溫度T=　 t+273.15　　 。

1．1atm= 1.01×10⁵　　 　pa= 76　 cmHg，相當于 　10.3　 m高水柱所產(chǎn)生的壓強。

3.氣體分子運動的特點。氣體壓強的微觀意義�！　　　　　　�

2.氣體的體積、溫度、壓強之間的關系.�！　　　　　　　　　�

1.氣體狀態(tài)和狀態(tài)參量。熱力學溫度�！　　　　　　　　　�

例1．雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(v。)而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎．他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615t四氯乙烯(C₂Cl₄)溶液的巨桶．電子中微子可以將一個氯核轉變?yōu)橐粋€氫核，其核反應方程式為 　　　　　　　　　　　　　 ν_e+3717Cl→3718Ar十 0－1e

已知3717Cl核的質量為36.95658 u，3718Ar核的質量為36.95691 u， 0－1e的質量為0.00055 u，1 u質量對應的能量為931.5MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量為

(A)0.82 Me V　　 (B)0.31 MeV　　 (C)1.33 MeV　　 (D)0.51 MeV

[解析]由題意可得：電子中微子的能量E=mc²-(m_Ar+m_e-m_Cl)·931.5MeV

=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV

=0.82MeV

則電子中微子的最小能量為　 E_min=0.82MeV

　 [點評] 　應用愛因斯坦質能方程時，注意單位的使用。當用kg單位，c用m/s時，

單位是J，也可像本題利用1 u質量對應的能量為931.5MeV.

例2、質子、中子和氘核的質量分別為m₁、m₂、m₃，質子和中子結合成氘核時，發(fā)出γ射線，已知普朗克恒量為h，真空中光速為c，則γ射線的頻率υ＝ ______　 ．

[解析]　 核反應中釋放的能量ΔE＝Δmc²以釋放光子的形式釋放出來，由于光子的能量為hυ，依能量守恒定律可知：hυ=Δmc²據(jù)此便可求出光子的頻率。

　質子和中子結合成氘核：H+n　 H+γ這個核反應的質量虧損為：

　　　Δm＝m₁+m₂－m₃

根據(jù)愛因斯坦質能方程　 ΔE＝Δmc²

　 此核反應放出的能量　 ΔE＝(m₁+m₂－m)c²

　　 以γ射線形式放出，由E＝hυ

　　　　　　　 υ=

[點評]　 此題考查計算質量虧損，根據(jù)愛因斯坦質能方程確定核能．關鍵是對質量虧損的理解和確定．

例3. 核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源。近年來，受控核聚變的科學可行性已得到驗證，目前正在突破關鍵技術，最終將建成商用核聚變電站。一種常見的核聚變反應是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并釋放一個中子了。若已知氘原子的質量為2.0141u，氚原子的質量為3.0160u，氦原子的質量為4.0026u，中子的質量為1.0087u，1u=1.66×10^-27kg。

⑴寫出氘和氚聚合的反應方程。

⑵試計算這個核反應釋放出來的能量。

⑶若建一座功率為3.0×10⁵kW的核聚變電站，假設聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質量？

(一年按3.2×10⁷s計算，光速c=3.00×10⁸m/s，結果取二位有效數(shù)字)

[解析](1)(3)

　　　 (2)ΔE=Δmc²=(2．0141+3．0160-4．0026-1．0087)×1．66×10^-27×3²×10¹⁶J=2.8×10^-12J

(3)M=

==23kg

例 4．眾所周知，地球圍繞著太陽做橢圓運動，陽光普照大地，萬物生長．根據(jù)學過的知識試論述說明隨著歲月的流逝，地球公轉的周期，日、地的平均距離及地球表面的溫度的變化趨勢．

[解析]　 太陽內部進行著劇烈的熱核反應，在反應過程中向外釋放著巨大的能量，這些能量以光子形式放出．根據(jù)愛因斯坦質能關系： ΔE＝Δm·c²　 ， 知太陽質量在不斷減�。�

地球繞太陽旋轉是靠太陽對地球的萬有引力來提供向心力　 G=mω²R， 現(xiàn)因M減小，即提供的向心力減小，不能滿足所需的向心力，地球將慢慢向外做離心運動，使軌道半徑變大，日地平均距離變大．

由上式可知，左邊的引力G減小，半徑R增大，引起地球公轉的角速度變化，從而使公轉周期變化 G=mR，T²=，即 T增大．

　　 一方面，因太陽質量變小，發(fā)光功率變小；另一方面，日地距離變大，引起輻射到地球表面的能量減小，導致地球表面溫度變低．

　 [點評]　 該題集原子物理與力學為一體，立意新穎，將這一周而復始的自然用所學知識一步一步說明，是一道考查能力、體現(xiàn)素質的好題．　

5．鏈式反應

　 　一個重核吸收一個中子后發(fā)生裂變時，分裂成兩個中等質量核，同時釋放若干個中子，如果這些中子再引起其它重核的裂變，就可以使這種裂變反應不斷的進行下去，這種反應叫重核裂變的鏈式反應