高考物理微元法解決物理試題試題類型及其解題技巧及解析-資料下載頁
2025-04-05 05:10本頁面
【正文】 分）距太陽為r處光帆受到的光壓（2分）太陽光對光帆的壓力需超過太陽對探測器的引力（2分）解得（2分）考點(diǎn)：光子 壓強(qiáng) 萬有引力13．一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過等溫過程由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B．已知?dú)怏w在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為2105 Pa，體積為1m3．在狀態(tài)B時(shí)的體積為2m3．(1)求狀態(tài)B時(shí)氣體的壓強(qiáng)；(2)從微觀角度解釋氣體由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B過程中氣體壓強(qiáng)發(fā)生變化的原因．【答案】(1) ；(2) 氣體分子的平均動能不變，氣體體積變大，氣體分子的密集程度減小，氣體的壓強(qiáng)變小【解析】【分析】【詳解】(1)氣體由狀態(tài)變?yōu)闋顟B(tài)的過程遵從玻意耳定律，則有：解得狀態(tài)的壓強(qiáng)：(2)氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度有關(guān)，氣體經(jīng)過等溫過程由狀態(tài)變化為狀態(tài)，氣體分子的平均動能不變，氣體體積變大，氣體分子的密集程度減小，氣體的壓強(qiáng)變?。?4．根據(jù)量子理論，光子不但有動能，還有動量，其計(jì)算式為，其中是普朗克常量，是光子的波長. 既然光子有動量，那么光照到物體表面，光子被物體吸收或反射時(shí)，光都會對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”.既然光照射物體會對物體產(chǎn)生光壓，有人設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測中用光壓為動力推動航天器加速. 給探測器安上面積極大，反射率極高的薄膜，并讓它正對太陽．已知在地球繞日軌道上，每平方米面積上得到的太陽光能為，探測器質(zhì)量為，薄膜面積為，那么探測器得到的加速度為多大？【答案】【解析】【分析】【詳解】由和以及真空中光速，不難得出光子的能量和動量之間的關(guān)系：.設(shè)時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子個(gè)數(shù)為，每個(gè)光子的能量為，動量為，激光照到物體上后全部被反射，這時(shí)激光對物體的光壓最大. 設(shè)這個(gè)壓強(qiáng)為，則有，.將代入得.所以，.再由牛頓第二定律，得.本題是光子與物體相互作用產(chǎn)生光壓的典型示例，也是連續(xù)作用問題在光子與物體間相互作用的典型示例，閱讀本題能理解光壓產(chǎn)生的原因.本題中航天器得到的加速度雖然很小，但長時(shí)間加速后也能得到可觀的速度增量. 這對遠(yuǎn)距離的太空探測來說是可行的，作為科學(xué)設(shè)想，本題的構(gòu)思是有其積極意義的.15．電磁緩沖器是應(yīng)用于車輛上以提高運(yùn)行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度。某同學(xué)借助如下模型討論電磁阻尼作用：如圖，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成角()，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒質(zhì)量為m，接入電路部分的電阻為R，與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸。金屬棒由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，到棒速度剛達(dá)到最大的過程中，流過棒某一橫截面的電量為q，（重力加速度g）。求：(1)金屬棒達(dá)到的最大速度；(2)金屬棒由靜止到剛達(dá)到最大速度過程中產(chǎn)生的焦耳熱?！敬鸢浮?1)；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)金屬棒ab達(dá)到最大速度時(shí)，受力平衡，則有，根據(jù)閉合電路歐姆定律則有聯(lián)立可得(2)假設(shè)全過程下滑位移為，對全過程應(yīng)用動能定理則有其中聯(lián)立可得
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