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[選修3-3模塊]
某壓力鍋結構如圖所示，蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥頂起時，停止加熱．
（1）若此時鍋內氣體的體積為V，摩爾體積為V₀，阿伏加德羅常數為N_A，寫出鍋內氣體分子數的估算表達式．
（2）假定在一次放氣過程中，鍋內氣體對壓力閥及外界做功1.5J，并向外界釋放了2.5J的熱量，鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？
（3）若已知某高壓鍋的壓力閥質量為m=0.1kg，排氣孔直徑為d=0.3cm，則鍋內氣體的壓強最大可達多少？設壓強每增加3.6×10³Pa，水的沸點相應增加1℃，則鍋內的最高溫度可達多高？（外界大氣壓強p₀=1.0×10⁵Pa，取g=10m/s²）

（1）設鍋內氣體分子數為n
則 n=

N_A
（2）已知W=-1.5J，Q=-2.5J
根據熱力學第一定律△U=W+Q=-4J
鍋內氣體內能減少，減少了4J
（3）當限壓閥受到的向上的壓力等于限壓閥的重力和大氣壓力的合力時，氣體將排出鍋外，鍋內氣體壓強不再升高，壓強達最大，此時溫度最高．
鍋內最大壓強為  p=p0+

，S=

πd2

代入數據得 p=2.4×10⁵Pa
此時水的沸點 t=100+

(2.4-1)×105

3.6×103

=139℃
答：（1）鍋內氣體分子數的估算表達式為n=

N_A．
（2）鍋內原有氣體的內能減少了4J．
（3）鍋內的最高溫度可達139℃．

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2007?南京模擬）[選修3-3模塊]
某壓力鍋結構如圖所示，蓋好密封鍋蓋，將壓力閥套在出氣孔，給壓力鍋加熱，當鍋內氣體壓強達到一定值時，氣體就把壓力閥頂起．假定在壓力閥頂起時，停止加熱．
（1）若此時鍋內氣體的體積為V，摩爾體積為V₀，阿伏加德羅常數為N_A，寫出鍋內氣體分子數的估算表達式．
（2）假定在一次放氣過程中，鍋內氣體對壓力閥及外界做功1.5J，并向外界釋放了2.5J的熱量，鍋內原有氣體的內能如何變化？變化了多少？
（3）若已知某高壓鍋的壓力閥質量為m=0.1kg，排氣孔直徑為d=0.3cm，則鍋內氣體的壓強最大可達多少？設壓強每增加3.6×10³Pa，水的沸點相應增加1℃，則鍋內的最高溫度可達多高？（外界大氣壓強p₀=1.0×10⁵Pa，取g=10m/s²）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（供選修3-3模塊）
下面是某同學在題為《能源的利用和節約能源》的研究性學習中收集到的有關太陽能的資料．太陽能是人類最基本的能源，它無污染、無費用，這種能源的使用期和太陽本身壽命一樣長，當太陽光照射地面時，地面上每平方米在1s內平均得到的太陽輻射能約為1.0×10³J，太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置，目前已經普遍出現在我們的生活中．該同學在網上下載到了某型號太陽能熱水器的有關資料：

容積（V）	100L
集熱管的采光面積（S）	1.5m²
效率（η）	40%
使用年限（y）	15年

（1）使用這種熱水器1小時能將多少太陽能轉化為水的內能？
（2）該同學家每天大約需要100kg熱水，用這種熱水器將這些水從25℃加熱到45℃需要多少小時？（水的比熱容為4.2×10³J/（kg?℃））（保留兩位有效數字）
（3）若已知太陽與地球表面的平均距離為r=1.5×10¹¹m，試估算太陽的全部輻射功率．（保留兩位有效數字）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?泗陽縣一模）（選做題）本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應答題區域內作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（選修3-3模塊）
（1）以下說法中正確的是
A．物體內能取決于溫度、體積和物質的量
B．布朗運動是懸浮在液體中固體顆粒的分子無規則運動的反映
C．浸潤和不浸潤均是分子力作用的表現
D．液晶對不同顏色光的吸收強度隨電場強度的變化而變化
（2）如圖所示，氣缸內封閉一定質量的某種理想氣體，活塞通過滑輪和一重物連接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m，活塞面積10cm²，大氣壓強1.0×10⁵Pa，物重50N，活塞質量及一切摩擦不計，緩慢升高環境溫度，使活塞剛好升到缸口，封閉氣體吸收了60J的熱量，同時氣體對外做功10J的功，則封閉氣體的壓強將

不變

選填“增加”、“減小”或“不變”），氣體內能變化量為

J．
（3）用油膜法測量分子大小的實驗中，將濃度為的一滴油酸溶液，輕輕滴入水中，穩定后形成了一層單分子油膜，測得一滴油酸溶液的體積為V₀，形成的油膜面積為S，則油酸分子的直徑約為多少？如果把油酸分子看成是球形的，該滴油酸分子數約為多少？
B．（選修3-4模塊）
（1）下列說法中正確的有
A．不管光源與觀察者是否存在相對運動，觀察者觀察到的光速是不變的
B．水面上的油膜呈現彩色是光的干涉現象
C．在光導纖維束內傳送圖象是利用光的色散現象
D．聲源向靜止的觀察者運動，觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
（2）如圖1所示為一個向右傳播的t=0時刻的橫波波形圖，已知波從O點傳到D點用0.2s，該波的波速為

m/s，頻率為

2.5

Hz；t=0時，圖中“A、B、C、D、E、F、G、H、I、J”各質點中，向y軸正方向運動的速率最大的質點是

（3）圖2示是一透明的圓柱體的橫截面，其半徑R=20cm，折射率為

，AB是一條直徑，今有一束平行光沿AB方向射向圓柱體，試求：
①光在圓柱體中的傳播速度；
②距離直線AB多遠的入射光線，折射后恰經過B點．
C．（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是
A．康普頓效應進一步證實了光的波動特性
B．為了解釋黑體輻射規律，普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C．經典物理學不能解釋原子的穩定性和原子光譜的分立特征
D．天然放射性元素的半衰期與環境的溫度有關
（2）₉₀²³⁴Th是不穩定的，能自發地發生衰變．
①完成₉₀²³⁴Th衰變反應方程₉₀²³⁴Th→₉₁²³⁴Pa+．
②₉₀²³⁴Th衰變為₈₆²²²Rn，共經過

次α衰變，

次β衰變．
（3）光滑水平上有A、B兩輛小車，A、B兩車上分別固定一根條形磁鐵和兩根條形磁鐵（條形磁鐵是相同的），已知A車（包括車上的磁鐵）的質量是B車（包括車上的磁鐵）質量的4倍，當A車以已知速度v向靜止的B車運動時，當它們之間的距離縮短到某一極限值后又被彈開，然后各自以新的速度做勻速直線運動，設作用前后它們的軌跡在同一直線上，求當A、B之間距離最短時它們各自的速度．

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省揚州中學高三第四次模擬考試物理試題 題型：計算題

【選做題】請從A、B和C三小題中選定兩題作答，如都作答則按B、C兩題評分
A．(選修模塊3—3)(12分)
某學習小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖。

（1）(4分)在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是 ▲
A．該密閉氣體分子間的作用力增大
B．該密閉氣體組成的系統熵增加
C．該密閉氣體的壓強是由于氣體重力而產生的
D．該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和
（2）(4分)若某時刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為N_A，則該密閉氣體的分子個數為    ▲   ；
（3）(4分)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了    0.6J的功，同時吸收了0.9J的熱量，則該氣體內能變化了 ▲ J；若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內氣體的溫度 ▲ (填“升高”或“降低”)。
B．(選修模塊3—4) (12分)
（1）(3分) 下列關于光和波的說法中，正確的是 ▲
A．赫茲預言了電磁波的存在
B．電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現象
C．光的衍射現象能說明光具有粒子性
D．光的偏振說明光波是橫波
（2）(4分) 三種透明介質疊放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ兩介質的界面上發生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ兩介質界面，發生折射如圖所示，設光在這三種介質中的速率v₁、v₂、v₃，則它們的大小關系是 ▲

A．v₁>v₂>v₃B．v₁>v₃> v₂C．v₁<v₂<v₃D．v₂> v₁>v₃
（3）(5分)如圖所示，某列波在t=0時刻的波形如圖中實線，虛線為t=0.3s（該波的周期T>0.3s）時刻的波形圖。已知t=0時刻質點P正在做加速運動，求質點P振動的周期和波的傳播速度。

C．(選修模塊3—5) (12分)
（1） (3分)下列說法正確的是 ▲  ．
A．康普頓效應和電子的衍射現象說明粒子的波動性
B．α粒子散射實驗可以用來估算原子核半徑
C．核子結合成原子核時一定有質量虧損，釋放出能量
D．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小
（2）(4分) 2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發明利用了愛因斯坦的光電效應原理。如圖所示電路可研究光電效應規律。圖中標有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓有的示數為6.0V；現保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是 ▲

A. 光電管陰極材料的逸出功為4.5eV
B. 若增大入射光的強度，電流計的讀數不為零
C. 若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能一定變大
D. 若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數一定不為零
（3） (5分) 靜止的鐳核發生衰變，釋放出的粒子的動能為E₀ ,假設衰變時能量全部以動能形式釋放出來，求衰變后新核的動能和衰變過程中總的質量虧損。

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省高三第四次模擬考試物理試題 題型：計算題

【選做題】請從A、B和C三小題中選定兩題作答，如都作答則按B、C兩題評分

A．(選修模塊3—3)(12分)

某學習小組做了如下實驗：先把空的燒瓶放入冰箱冷凍，取出燒瓶，并迅速把一個氣球緊套在燒瓶頸上，封閉了一部分氣體，然后將燒瓶放進盛滿熱水的燒杯里，氣球逐漸膨脹起來，如圖。

（1）(4分)在氣球膨脹過程中，下列說法正確的是 ▲

A．該密閉氣體分子間的作用力增大

B．該密閉氣體組成的系統熵增加

C．該密閉氣體的壓強是由于氣體重力而產生的

D．該密閉氣體的體積是所有氣體分子的體積之和

（2）(4分)若某時刻該密閉氣體的體積為V，密度為ρ，平均摩爾質量為M，阿伏加德羅常數為N_A，則該密閉氣體的分子個數為 ▲ ；

（3）(4分)若將該密閉氣體視為理想氣體，氣球逐漸膨脹起來的過程中，氣體對外做了 0.6J的功，同時吸收了0.9J的熱量，則該氣體內能變化了 ▲ J；若氣球在膨脹過程中迅速脫離瓶頸，則該氣球內氣體的溫度 ▲ (填“升高”或“降低”)。

B．(選修模塊3—4) (12分)

（1）(3分) 下列關于光和波的說法中，正確的是 ▲

A．赫茲預言了電磁波的存在

B．電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現象

C．光的衍射現象能說明光具有粒子性

D．光的偏振說明光波是橫波

（2）(4分) 三種透明介質疊放在一起，且相互平行，一束光在Ⅰ和Ⅱ兩介質的界面上發生了全反射后，射向Ⅱ和Ⅲ兩介質界面，發生折射如圖所示，設光在這三種介質中的速率v₁、v₂、v₃，則它們的大小關系是 ▲

A．v₁>v₂>v₃B．v₁>v₃> v₂C．v₁<v₂<v₃D．v₂> v₁>v₃

（3）(5分) 如圖所示，某列波在t=0時刻的波形如圖中實線，虛線為t=0.3s（該波的周期T>0.3s）時刻的波形圖。已知t=0時刻質點P正在做加速運動，求質點P振動的周期和波的傳播速度。

C．(選修模塊3—5) (12分)

（1） (3分)下列說法正確的是 ▲ ．

A．康普頓效應和電子的衍射現象說明粒子的波動性

B．α粒子散射實驗可以用來估算原子核半徑

C．核子結合成原子核時一定有質量虧損，釋放出能量

D．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小

（2）(4分) 2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發明利用了愛因斯坦的光電效應原理。如圖所示電路可研究光電效應規律。圖中標有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽級。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓有的示數為6.0V；現保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是 ▲

A. 光電管陰極材料的逸出功為4.5eV

B. 若增大入射光的強度，電流計的讀數不為零

C. 若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能一定變大

D. 若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數一定不為零

（3） (5分) 靜止的鐳核發生衰變，釋放出的粒子的動能為E₀ ,假設衰變時能量全部以動能形式釋放出來，求衰變后新核的動能和衰變過程中總的質量虧損。

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