高考物理微元法解決物理試題解題技巧及經(jīng)典題型及練習(xí)題-wenkub
2025-04-05 05 本頁(yè)面
【正文】 2）a. 【解析】【分析】【詳解】（1）：，光子能量：，得單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)．，根據(jù)牛頓第三定律物體表面對(duì)光子的力大小也為F0，時(shí)間為，由動(dòng)量定理可知：，解得（2），取面積為S，高度為的體積內(nèi)的粒子為研究對(duì)象．該體積中粒子個(gè)數(shù)，可以撞擊該容器壁的粒子數(shù)，一個(gè)撞擊容器壁的氣體分子對(duì)其產(chǎn)生的壓力用F來(lái)表示，根據(jù)牛頓第三定律容器壁對(duì)氣體分子的力大小也為F，由，得，容器壁受到的壓強(qiáng)，解得，一定質(zhì)量的理想氣體，體積一定時(shí)，其壓強(qiáng)與溫度成正比．13．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(kāi)始運(yùn)動(dòng),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(kāi)始運(yùn)動(dòng)，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(shì)能的減小量全部轉(zhuǎn)化為整體的動(dòng)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(kāi)始運(yùn)動(dòng)，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(dòng)的速度問(wèn)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．14．對(duì)于同一物理問(wèn)題，常常可以從宏觀(guān)與微觀(guān)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(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)，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(xiàn)通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v,求導(dǎo)線(xiàn)中的電流I（請(qǐng)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(dòng)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(jiǎn)化問(wèn)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(huì)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(shí)，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?jí)簭?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(dòng)長(zhǎng)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(huì)，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(dòng)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(dòng)的長(zhǎng)度為vt，則其體積為，通過(guò)導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為該時(shí)間內(nèi)通過(guò)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，其中粒子有均等的概率與容器各面相碰，即可能達(dá)到目標(biāo)區(qū)域的粒子數(shù)為，設(shè)碰前速度方向垂直柱體地面且碰撞是彈性的，則分子碰撞器壁前后，總動(dòng)量的變化量為由動(dòng)量定理可得：15．如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌置于水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，左端連有一阻值為R的電阻。軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為R的電阻?！窘馕觥俊驹斀狻浚?）ab棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為根據(jù)右手定則知，電流從b流向a，ab棒為等效電源，可知a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)；（2）電路中的總電阻則電路中的總電流所以ab兩端的電勢(shì)差為（3）通過(guò)R1的電流為（4）由題意知，流過(guò)電阻和的電量之比等于電流之比，則有流過(guò)ab棒的電荷量ab棒應(yīng)用動(dòng)量定理有：或兩邊求和得：或以上兩式整理得：代入數(shù)據(jù)解得：6．如圖所示，在方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有兩條相互平行且相距為d的光滑固定金屬導(dǎo)軌P1P2P3和Q1Q2Q3，兩導(dǎo)軌間用阻值為R的電阻連接，導(dǎo)軌P1PQ1Q2的傾角均為θ，導(dǎo)軌P2P Q2Q3在同一水平面上，P2Q2⊥P2 P3，傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌用相切的小段光滑圓弧連接．質(zhì)量為m的金屬桿CD從與P2Q2處時(shí)的速度恰好達(dá)到最大，然后沿水平導(dǎo)軌滑動(dòng)一段距離后停下．桿CD始終垂直導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌保持良好接觸，空氣阻力、導(dǎo)軌和桿CD的電阻均不計(jì)，重力加速度大小為g，求： （1）桿CD到達(dá)P2Q2處的速度大小vm；（2）桿CD沿傾斜導(dǎo)軌下滑的過(guò)程
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