高考物理微元法解決物理試題及其解題技巧及練習(xí)題-資料下載頁
2025-04-05 05:16本頁面
【正文】 光帆，以使太陽光對光帆的壓力超過太陽對探測器的引力，不考慮行星對探測器的引力．一個質(zhì)量為m的探測器，正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)動．已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M，太陽輻射的總功率為P0，設(shè)帆面始終與太陽光垂直，且光帆能將太陽光全部吸收．試估算該探測器光帆的面積應(yīng)滿足的條件．【答案】（1）見解析 （2）（3）【解析】試題分析：（1）光子的能量（2分）光子的動量（2分）可得（2分）（2）一小段時間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，產(chǎn)生的光壓（2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14．如圖所示，間距為l==30o傾斜部分平滑連接而成。傾斜導(dǎo)軌間通過單刀雙擲開關(guān)連接阻值R=1Ω的電阻和電容C=1F未充電的電容器。傾斜導(dǎo)軌和水平導(dǎo)軌上均存在垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B=1T?，F(xiàn)將開關(guān)S擲向電阻，金屬桿ab從傾斜導(dǎo)軌上端釋放，達(dá)到勻速后進(jìn)入水平導(dǎo)軌，運(yùn)動過程中，桿ab與導(dǎo)軌始終接觸良好，且保持與導(dǎo)軌垂直。已知桿ab長為l=，質(zhì)量為m=，電阻忽略不計，不計摩擦阻力和導(dǎo)軌電阻，忽略磁場邊界效應(yīng)。(1)求桿ab在傾斜導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動時的速度大?。?2)求桿ab在水平導(dǎo)軌上滑行的距離；(3)若將開關(guān)S擲向電容，金屬桿ab從傾斜導(dǎo)軌上離低端S=5m處釋放，求桿ab到達(dá)低端的時間。【答案】(1)5m/s；(2)5m；(3)2s【解析】【分析】到達(dá)底端前勻速運(yùn)動，可求出到達(dá)底端時的速度，根據(jù)動量定理和流過的電量與位移的關(guān)系可求得水平位移；接入電容器后通過受力分析可推出做勻加速運(yùn)動，從而求得運(yùn)動時間?！驹斀狻?1)設(shè)勻速運(yùn)動時速度大小為v解得(2)設(shè)移動位移為x解得(3)設(shè)到低端的時間為t解得因此運(yùn)動的時間【點(diǎn)睛】接入電容器后導(dǎo)棒做勻加速運(yùn)動。15．某游樂園有一噴泉，豎直向上噴出的水柱將一質(zhì)量為m = ，鐵盒穩(wěn)定懸停。已知水以恒定的速率v0 = 10m/s，從截面積為S = 100mm2的管口中持續(xù)不斷的噴出；盒子內(nèi)底平整（盒子底面積大于與盒底接觸的水流截面積）；水流向上運(yùn)動并沖擊鐵盒后，在豎直方向水的速度減為零，在水平方向朝四周均勻散開。忽略空氣阻力，已知水的密度為r = 1180。103 kg/m3，重力加速度g = 10m/s2，求：（1）噴泉單位時間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；（2）盒子在空中懸停時，其底面相對于噴口的高度h；【答案】（1）1kg ；（2）【解析】【分析】【詳解】（1）設(shè)時間內(nèi)，從噴口噴出的水的體積為，質(zhì)量為，則由以上兩式代入數(shù)據(jù)得故單位時間內(nèi)從噴口噴出的水的質(zhì)量為1 kg/s。（2）設(shè)玩具懸停時其底面相對于噴口的高度為h，水從噴口噴出后到達(dá)玩具底面時的速度大小為v。對于?t時間內(nèi)沖擊鐵盒的水?m，由動能定理得以豎直向上為正方向，設(shè)水對玩具的作用力的大小為F，?t時間內(nèi)沖擊鐵盒的水的質(zhì)量忽略不計，由動量定理得由于玩具在空中懸停，由力的平衡條件得聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)得故盒子在空中懸停時。
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