高考物理微元法解決物理試題答題技巧及練習(xí)題-wenkub
2025-04-05 04 本頁面
【正文】 量速度，推導(dǎo)該單色光光子的動量．(2)光照射到物體表面時(shí)，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S，當(dāng)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí)，假設(shè)光全部被吸收，試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式．(3)設(shè)想利用太陽光的“光壓”為探測器提供動力，將太陽系中的探測器送到太陽系以外，這就需要為探測器制作一個(gè)很大的光帆，以使太陽光對光帆的壓力超過太陽對探測器的引力，不考慮行星對探測器的引力．一個(gè)質(zhì)量為m的探測器，正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)動．已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M，太陽輻射的總功率為P0，設(shè)帆面始終與太陽光垂直，且光帆能將太陽光全部吸收．試估算該探測器光帆的面積應(yīng)滿足的條件．【答案】（1）見解析 （2）（3）【解析】試題分析：（1）光子的能量（2分）光子的動量（2分）可得（2分）（2）一小段時(shí)間Δt內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)（1分）光照射物體表面，由動量定理（2分）產(chǎn)生的光壓（1分）解得（2分）（3）由（2）同理可知，當(dāng)光一半被反射一半被吸收時(shí)，產(chǎn)生的光壓（2分）距太陽為r處光帆受到的光壓（2分）太陽光對光帆的壓力需超過太陽對探測器的引力（2分）解得（2分）考點(diǎn)：光子 壓強(qiáng) 萬有引力10．如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體,在管口右端蓋板A密閉,兩液面的高度差為h,液體開始運(yùn)動,當(dāng)兩液面高度相等時(shí),右側(cè)液面下降的速度是多大?【答案】【解析】【分析】拿去蓋板，液體開始運(yùn)動，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，液體的機(jī)械能守恒，即可求出右側(cè)液面下降的速度，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)高為h液柱重心下降了，液體重力勢能的減小量全部轉(zhuǎn)化為整體的動能；【詳解】設(shè)管子的橫截面積為，液體的密度為，則右側(cè)高出左側(cè)的水銀柱的體積為，所以其質(zhì)量為：，全部的水銀柱的質(zhì)量： 拿去蓋板，液體開始運(yùn)動，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)高為h液柱重心下降了根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：即：解得：．【點(diǎn)睛】本題運(yùn)用機(jī)械能守恒定律研究液體流動的速度問題，要注意液柱h不能看成質(zhì)點(diǎn)，要分析其重心下降的高度．11．對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)．（1）一段橫截面積為S、長為L的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e．該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動的速率均為v,求導(dǎo)線中的電流I（請建立模型進(jìn)行推導(dǎo)）；（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量．為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變．利用所學(xué)力學(xué)知識，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關(guān)系(提示：建議，建立模型，思考壓強(qiáng)的產(chǎn)生原理)．【答案】（1）nvSe；（2） 【解析】試題分析：取一時(shí)間段t，求得相應(yīng)移動長度l=vt，體積為為Svt．總電量為nesvt，再除以時(shí)間，求得表達(dá)式；粒子與器壁有均等的碰撞機(jī)會，即相等時(shí)間內(nèi)與某一截面碰撞的粒子為該段時(shí)間內(nèi)粒子數(shù)的，據(jù)此根據(jù)動量定理求與某一個(gè)截面碰撞時(shí)的作用力f．（1）導(dǎo)體中電流大小t時(shí)間內(nèi)電子運(yùn)動的長度為vt，則其體積為，通過導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為該時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體該截面的電量：由①②式得；（2）考慮單位面積，t時(shí)間內(nèi)能達(dá)到容器壁的粒子所占據(jù)的體積為，其中粒
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