高考物理微元法解決物理試題(一)解題方法和技巧及練習題(編輯修改稿)
2025-04-05 04:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 多少（計算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）？設平板處于地球繞太陽運動的公轉(zhuǎn)軌道上，且平板表面所受的光壓處于最大值，不考慮太陽系內(nèi)各行星對平板的影響．已知地球公轉(zhuǎn)軌道上的太陽常量為1．4103J/m2?s（即在單位時間內(nèi)垂直輻射在單位面積上的太陽光能量），地球繞太陽公轉(zhuǎn)的加速度為5．9103m/s2）【答案】（1）P/C （2）p壓強=F/S=2P/Cs （3）1．6106m【解析】試題分析：（1）設單位時間內(nèi)激光器發(fā)出的光子數(shù)為n，每個光子能量為E，動量為p，則激光器的功率為P=nE所以單位時間內(nèi)到達物體表面的光子的總動量為（2）激光束被物體表面反射時，其單位時間內(nèi)的動量改變量為△p=2 p總=2P/c．根據(jù)動量定理可知，物體表面對激光束的作用力 F=△p =2P/c．由牛頓第三定律可知，激光束對物體表面的作用力為F=2P/c，在物體表面引起的光壓表達式為：p壓強=F/S=2P/cS．（3）設平板的質(zhì)量為m，密度為ρ，厚度為d，面積為S1，太陽常量為J，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的加速度為a，利用太陽的光壓將平板送到太陽系以外的空間去必須滿足條件：太陽光對平板的壓力大于太陽對其的萬有引力．由（2）得出的結(jié)論可得，太陽光對平板的壓力F=2JS1/c．太陽對平板的萬有引力可表示為f=ma，所以，2JS1/c． ma，平板質(zhì)量m=ρdS1，所以 ，2JS1/c． ρdS1a，解得：d=1．6106m．即：平板的厚度應小于1．6106m．考點：動量定理、萬有引力定律【名師點睛】9．從微觀角度看，氣體對容器的壓強是大量氣體分子對容器壁的頻繁撞擊引起的．正方體密閉容器中有大量運動的粒子，每個粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)的粒子數(shù)量為n．為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；速率均為v，且與容器壁各面碰撞的機會均等；與容器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與容器壁垂直，且速率不變．①利用所學力學知識，推導容器壁受到的壓強p與m、n和v的關系；②我們知道，理想氣體的熱力學溫度T與分子的平均動能E1成正比，即，式中為比例常數(shù)．請從微觀角度解釋說明：一定質(zhì)量的理想氣體，體積一定時，其壓強與熱力學溫度成正比．【答案】① ②見解析【解析】【分析】【詳解】①在容器壁附近，取面積為S，高度為的體積內(nèi)的粒子為所究對象，該體積中粒子個數(shù)可以撞擊任一容器壁的粒子數(shù)為，一個撞擊容器壁的氣體分子對其產(chǎn)生的壓力用F來表示，根據(jù)牛頓第三定律容器壁對氣體分子的力大小也為F，由得容器壁受到的壓強②由，解得所以一定質(zhì)量的理想氣體，體積一定時，其壓強與熱力學溫度成正比．10．對于同一物理問題，常常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行研究，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）光電效應和康普頓效應深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動量．我們知道光子的能量，動量，其中v為光的頻率，h為普朗克常量，λ為光的波長．由于光子具有動量，當光照射到物體表面時，會對物體表面產(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，這就是“光壓”，用I表示．一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束頻率為的激光，光束的橫截面積為S．當該激光束垂直照射到某物體表面時，假設光全部被吸收（即光子的末動量變?yōu)?）．求：a．該激光器在單位時間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)N；b．該激光作用在物體表面時產(chǎn)生的光壓I．（2）從微觀角度看，氣體對容器的壓強是大量氣體分子對容器壁的頻繁撞擊引起的．正方體密閉容器中有大量運動的粒子，每個粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n．為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽略；速率均為v，且與容器壁各面碰撞的機會均等；與容器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與容器壁垂直，且速率不變．a(chǎn)．利用所學力學知
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