(物理)物理微元法解決物理試題練習(xí)全集含解析(文件)
【正文】 維空間進(jìn)行，容器邊長為L；而在某些情況下，有些運(yùn)動(dòng)被限制在平面(二維空間)進(jìn)行，有些運(yùn)動(dòng)被限制在直線(一維空間)進(jìn)行．大量的粒子在二維空間和一維空間的運(yùn)動(dòng)，與大量的粒子在三維空間中的運(yùn)動(dòng)在力學(xué)性質(zhì)上有很多相似性，但也有不同．物理學(xué)有時(shí)將高維度問題采用相應(yīng)規(guī)劃或方法轉(zhuǎn)化為低緯度問題處理．有時(shí)也將低緯度問題的處理方法和結(jié)論推廣到高維度．我們?cè)谇€運(yùn)動(dòng)、力、動(dòng)量等的學(xué)習(xí)中常見的利用注意分解解決平面力學(xué)問題的思維，本質(zhì)上就是將二維問題變?yōu)橐痪S問題處理的解題思路．若大量的粒子被限制在一個(gè)正方形容器內(nèi)，容器邊長為L，每個(gè)粒子的質(zhì)量為m，單位面積內(nèi)的粒子的數(shù)量為恒量，為簡化問題，我們簡化粒子大小可以忽略，粒子之間出碰撞外沒有作用力，氣速率均為v，且與器壁各邊碰撞的機(jī)會(huì)均等，與容器邊緣碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與容器邊垂直，且速率不變.(不必推導(dǎo))；B．這種情況下證還會(huì)有的關(guān)系嗎?給出關(guān)系需要說明理由．【答案】（1） b. （2）證明過程見解析；（3） ；關(guān)系不再成立．【解析】【分析】【詳解】（1）：；?t時(shí)間內(nèi)打到器壁單位面積的粒子數(shù)： 由動(dòng)量定理： 解得 （2）因單位面積上受到的分子的作用力即為氣體的壓強(qiáng)，則由（1）可知根據(jù)P與熱力學(xué)溫度T的關(guān)系為P=n0 kT，則，即 其中 （3）考慮單位長度，?t時(shí)間內(nèi)能達(dá)到容器壁的粒子數(shù) 1v?tn0，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 由動(dòng)量定理可得：此時(shí)因f0是單位長度的受力，則f0的大小不再是壓強(qiáng)，則不會(huì)有關(guān)系.12．光子具有能量，也具有動(dòng)量．光照射到物體表面時(shí)，會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，光壓的產(chǎn)生機(jī)理如同氣體壓強(qiáng)；大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力，器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強(qiáng)，設(shè)太陽光每個(gè)光子的平均能量為E，太陽光垂直照射地球表面時(shí)，在單位面積上的輻射功率為P0，已知光速為c，則光子的動(dòng)量為，求：（1）若太陽光垂直照射在地球表面，則時(shí)間t內(nèi)照射到地球表面上半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)太陽光的總能量及光子個(gè)數(shù)分別是多少？（2）若太陽光垂直照射到地球表面，在半徑為r的某圓形區(qū)域內(nèi)被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量變化可忽略不計(jì)），則太陽光在該區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓（用l表示光壓）是多少？【答案】（1）（2）【解析】【分析】【詳解】（1）時(shí)間t內(nèi)太陽光照射到面積為S的圓形區(qū)域上的總能量 解得 照射到此圓形區(qū)域的光子數(shù) 解得（2）因光子的動(dòng)量 則達(dá)到地球表面半徑為r的圓形區(qū)域的光子總動(dòng)量因太陽光被完全反射，所以時(shí)間t內(nèi)光子總動(dòng)量的改變量 設(shè)太陽光對(duì)此圓形區(qū)域表面的壓力為F，依據(jù)動(dòng)量定理 太陽光在圓形區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓I=F/S解得13．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。則下列判斷正確的是（ ）A．小車增加的動(dòng)能等于B．小車增加的動(dòng)能大于C．小車增加的動(dòng)量等于D．小車的位移小于【答案】BCD【解析】【詳解】AB．因?yàn)槔Υ笮∮蒄1隨時(shí)間均勻增大到F2，而小車做加速運(yùn)動(dòng)，位移在單位時(shí)間內(nèi)增加的越來越大，所以若將位移s均分為無數(shù)小段，則在每一小段位移內(nèi)F增加的越來越慢，如圖所示（曲線表示題所示情況，直線表示拉力隨s均勻變化情況），而圖像的面積表示拉力做的功。5．如圖所示，某力，作用于半徑的轉(zhuǎn)盤的邊緣上，力的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一周這個(gè)力做的總功應(yīng)為（ ?。〢． B． C． D．【答案】B【解析】【詳解】把圓周分成無限個(gè)微元，每個(gè)微元可認(rèn)為與力F在同一直線上，故則轉(zhuǎn)一周中做功的代數(shù)和為故選
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