Question

6．一位質(zhì)量為60kg的同學(xué)為了表演“輕功”，他用打氣筒給4只相同的氣球充以相等質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），然后將這4只氣球以相同的方式放在水平放置的木板上，在氣球的上方放置一輕質(zhì)塑料板，如圖1所示．
（1）關(guān)于氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，下列說(shuō)法正確的是AD．
A．大于大氣壓強(qiáng)                       B．是由于氣體重力而產(chǎn)生的
C．是由于氣體分子之間的斥力而產(chǎn)生的      D．是由于大量氣體分子的碰撞而產(chǎn)生的
（2）在這位同學(xué)慢慢站上輕質(zhì)塑料板正中間位置的過(guò)程中，球內(nèi)氣體溫度可視為不變．下列說(shuō)法正確的是BD．
A．球內(nèi)氣體體積變大　   B．球內(nèi)氣體體積變小
C．球內(nèi)氣體內(nèi)能變大     D．球內(nèi)氣體內(nèi)能不變

（3）為了估算氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，這位同學(xué)在氣球的外表面涂上顏料，在輕質(zhì)塑料板面向氣球一側(cè)的表面貼上間距為2.0cm的方格紙．表演結(jié)束后，留下氣球與方格紙接觸部分的“印跡”，如圖2所示．若表演時(shí)大氣壓強(qiáng)為1.013×10⁵Pa，取g=10m/s²，則氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為$1.053×1{0}_{\;}^{5}$Pa．（取4位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與氣球彈力產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和．根據(jù)被封閉氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原理，判斷壓強(qiáng)產(chǎn)生原因．
（2）氣壓變大，等溫過(guò)程，根據(jù)玻意耳定律判斷體積的變化情況；根據(jù)熱力學(xué)第一定律判斷內(nèi)能的變化；
（3）由于平衡條件可以求出氣體的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）A、氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)等于大氣壓與氣球彈力產(chǎn)生的壓強(qiáng)之和．所以大于大氣壓強(qiáng)，故A正確．
BCD、氣球內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不是由于氣體的重力產(chǎn)生的．而是由于大量分子都在不停地做無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，與器壁頻繁碰撞，使器壁受到一個(gè)平均持續(xù)的沖力，致使氣體對(duì)器壁產(chǎn)生一定的壓強(qiáng)，故BC錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD．
（2）A、氣球被壓后，氣壓變大，根據(jù)玻意耳定律公式PV=C，故體積縮小，故A錯(cuò)誤，B正確；
C、氣體被壓縮，外界對(duì)氣體做功，但溫度不變，故內(nèi)能不變，氣體對(duì)外放熱，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：BD；
（3）人處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：$mg=（p-{p}_{0}^{\;}）•4NS$，
提供數(shù)方格可知，每一個(gè)氣球的壓痕的方格數(shù)是89個(gè)，則
$p={p}_{o}^{\;}+\frac{mg}{4NS}=1.013×1{0}_{\;}^{5}+\frac{60×10}{4×89×（2×1{0}_{\;}^{-2}）_{\;}^{2}}$=$1.053×1{0}_{\;}^{5}{p}_{a}^{\;}$
故答案為：（1）AD     （2）BD      （3）$1.053×1{0}_{\;}^{5}$

點(diǎn)評(píng) 本題是一道聯(lián)系生活實(shí)際的好題，反應(yīng)了物理來(lái)源于生活，又服務(wù)于生活的思想；關(guān)鍵抓住理想氣體狀態(tài)方程列式求解．對(duì)于氣體的壓強(qiáng)與固體和液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因的不同，運(yùn)用分子動(dòng)理論來(lái)理解．熱學(xué)中很多知識(shí)點(diǎn)要需要記憶，注意平時(shí)的積累．