高考物理微元法解決物理試題技巧-閱讀訓(xùn)練策略及練習(xí)題(編輯修改稿)
2025-04-05 05:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 試題分析：松手后，鐵鏈在運(yùn)動(dòng)過程中，受重力和桌面的支持力，支持力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，對(duì)鐵鏈不做功，只是垂在桌外部分的重力做功，因此，從松手到鐵鏈離開桌邊，鐵鏈的機(jī)械能守恒．(1) 取桌面為零勢(shì)能面桌外部分的質(zhì)量為，其重心在桌面下處此時(shí)鐵鏈的重力勢(shì)能為：；(2)鐵鏈末端經(jīng)桌面時(shí)，整條鐵鏈都在空中，其重心在桌面下處此時(shí)鐵鏈的重力勢(shì)能為： 設(shè)此時(shí)鐵鏈的速度為v，由機(jī)械能守恒定律有： 解得： 點(diǎn)晴：繩子、鐵鏈運(yùn)動(dòng)的問題，對(duì)于每一部分來講都是變力，運(yùn)用動(dòng)能定理難以解決過程中變力做功，但運(yùn)用機(jī)械能守恒定律只要知道繩子的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不必考慮運(yùn)動(dòng)過程，因此解題就簡(jiǎn)單了，注意選好參考平面，盡量使解題簡(jiǎn)捷．8．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)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(dòng)量．由狹義相對(duì)論可知，一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對(duì)應(yīng)：，其中c為真空中光速．（1）已知某單色光的頻率為ν，波長(zhǎng)為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量．試借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義：動(dòng)量=質(zhì)量速度，推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)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(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺(tái)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．【答案】（1）見解析（2）【解析】試題分析：（1）根據(jù)能量與質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合光子能量與頻率的關(guān)系以及動(dòng)量的表達(dá)式推導(dǎo)單色光光子的動(dòng)量；（2）根據(jù)一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)，結(jié)合動(dòng)量定理求出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式．（1）光子的能量，光子的動(dòng)量，可得（2）一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)光照射物體表面，由動(dòng)量定理產(chǎn)生的光壓解得：9．對(duì)于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^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）光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)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(dòng)量．我們知道光子的能量，動(dòng)量，其中v為光的頻率，h為普朗克常量，λ為光的波長(zhǎng)．由于光子具有動(dòng)量，當(dāng)光照射到物體表面時(shí)，會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺(tái)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(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（即光子的末動(dòng)量變?yōu)?）．求：a．該激光器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)N；b．該激光作用在物體表面時(shí)產(chǎn)生的光壓I．（2）從微觀角度看，氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器壁的頻繁撞擊引起的．正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)的粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n．為簡(jiǎn)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(jī)會(huì)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(xué)力學(xué)知識(shí)，推導(dǎo)容器壁受到的壓強(qiáng)P與m、n和v的關(guān)系；b．我們知道，理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分
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