高考物理易錯題專題三物理微元法解決物理試題(含解析)-資料下載頁
2025-04-05 05:16本頁面
【正文】 子的總動量為（2）激光束被物體表面反射時，其單位時間內的動量改變量為△p=2 p總=2P/c．根據動量定理可知，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】13．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．由狹義相對論可知，一定的質量m與一定的能量E相對應：，其中c為真空中光速．（1）已知某單色光的頻率為ν，波長為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量．試借用質子、電子等粒子動量的定義：動量=質量速度，推導該單色光光子的動量．（2）光照射到物體表面時，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產生壓強，這就是“光壓”，用I表示．一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S．當該激光束垂照射到某物體表面時，假設光全部被吸收，試寫出其在物體表面引起的光壓的表達式．【答案】（1）見解析（2）【解析】試題分析：（1）根據能量與質量的關系，結合光子能量與頻率的關系以及動量的表達式推導單色光光子的動量；（2）根據一小段時間內激光器發(fā)射的光子數，結合動量定理求出其在物體表面引起的光壓的表達式．（1）光子的能量，光子的動量，可得（2）一小段時間內激光器發(fā)射的光子數光照射物體表面，由動量定理產生的光壓解得：14．一定質量的理想氣體經過等溫過程由狀態(tài)A變?yōu)闋顟B(tài)B．已知氣體在狀態(tài)A時壓強為2105 Pa，體積為1m3．在狀態(tài)B時的體積為2m3．(1)求狀態(tài)B時氣體的壓強；(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：(2)氣體的壓強與氣體分子的平均動能和氣體分子的密集程度有關，氣體經過等溫過程由狀態(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，氣體的壓強變?。?5．根據量子理論，光子不但有動能，還有動量，其計算式為，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，光都會對物體產生壓強，這就是“光壓”.既然光照射物體會對物體產生光壓，有人設想在遙遠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系：.設時間內激光器射出的光子個數為，每個光子的能量為，動量為，激光照到物體上后全部被反射，這時激光對物體的光壓最大. 設這個壓強為，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生的原因.本題中航天器得到的加速度雖然很小，但長時間加速后也能得到可觀的速度增量. 這對遠距離的太空探測來說是可行的，作為科學設想，本題的構思是有其積極意義的.
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