高中物理微元法解決物理試題提高訓(xùn)練及解析-資料下載頁(yè)
2025-04-05 05:03本頁(yè)面
【正文】 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)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí)，假設(shè)光全部被吸收，試寫(xiě)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(yáng)光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力，將太陽(yáng)系中的探測(cè)器送到太陽(yáng)系以外，這就需要為探測(cè)器制作一個(gè)很大的光帆，以使太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，不考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力．一個(gè)質(zhì)量為m的探測(cè)器，正在朝遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng)．已知引力常量為G，太陽(yáng)的質(zhì)量為M，太陽(yáng)輻射的總功率為P0，設(shè)帆面始終與太陽(yáng)光垂直，且光帆能將太陽(yáng)光全部吸收．試估算該探測(cè)器光帆的面積應(yīng)滿(mǎn)足的條件．【答案】（1）見(jiàn)解析 （2）（3）【解析】試題分析：（1）光子的能量（2分）光子的動(dòng)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(dòng)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(yáng)為r處光帆受到的光壓（2分）太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力需超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力（2分）解得（2分）考點(diǎn)：光子 壓強(qiáng) 萬(wàn)有引力14．如圖所示，在光滑的水平桌面上放置一根長(zhǎng)為l的鏈條，鏈條沿桌邊掛在桌外的長(zhǎng)度為a，鏈條由靜止開(kāi)始釋放，求鏈條全部離開(kāi)桌面時(shí)的速度?！敬鸢浮俊窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻挎湕l從圖示位置到全部離開(kāi)桌面的過(guò)程中，原來(lái)桌面上的那段鏈條下降的距離為，掛在桌邊的那段鏈條下降的距離為，設(shè)鏈條單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為，鏈條總的質(zhì)量為，由機(jī)械能守恒定律得：解點(diǎn)評(píng)：根據(jù)重力勢(shì)能的減少量等于鏈條動(dòng)能的增加量列方程，不需要選取參考平面。15．如圖所示，有兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌水平放置，右側(cè)用一小段光滑圓弧和另一對(duì)豎直光滑導(dǎo)軌平滑連接，導(dǎo)軌間距。細(xì)金屬棒和垂直于導(dǎo)軌靜止放置，它們的質(zhì)量均為，電阻均為。棒右側(cè)處有一垂直于導(dǎo)軌平面向下的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)區(qū)域長(zhǎng)為。以棒的初始位置為原點(diǎn)，向右為正方向建立坐標(biāo)系?，F(xiàn)用向右的水平變力作用于棒上，力隨時(shí)間變化的規(guī)律為，作用后撤去。撤去之后棒與棒發(fā)生彈性碰撞，棒向右運(yùn)動(dòng)。金屬棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度，求：(1)撤去力的瞬間，棒的速度大??；(2)若，求棒滑上右側(cè)豎直導(dǎo)軌，距離水平導(dǎo)軌的最大高度；(3)若可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)右邊界的位置來(lái)改變的大小，求棒最后靜止時(shí)的位移與的關(guān)系。【答案】(1)8m/s；(2)；(3)見(jiàn)解析【解析】【分析】【詳解】(1)4 s內(nèi)的平均作用力由動(dòng)量定理得t=mv1所以v1=8 m/s(2)ab棒與cd棒質(zhì)量相等，發(fā)生彈性碰撞后，ab棒靜止，cd棒速度為v1，設(shè)cd棒離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2，由動(dòng)量定理得所以上升的高度(3)分三種情況：如果s足夠大，cd棒在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離為d，則即①s≥4m時(shí)，cd棒不能穿出磁場(chǎng)，停在磁場(chǎng)內(nèi)，位移為x=d+1m=5 m②當(dāng)2m≤s4 m時(shí)，cd棒穿過(guò)磁場(chǎng)后經(jīng)豎直軌道返回，若仍沒(méi)有穿過(guò)磁場(chǎng)，cd棒的位移為x=2sd+1 m=2s3 m③當(dāng)0s2 m時(shí)，cd棒返回后穿過(guò)磁場(chǎng)，與ab棒發(fā)生彈性碰撞后靜止。cd棒的位移為x=0 m
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