高考物理微元法解決物理試題練習(xí)題及答案及解析(參考版)
2025-04-05 04:38本頁面
【正文】 （推理過程中需要用到的物理量的字母請自行設(shè)定）【答案】(1)a．100m/s；b．；(2)推導(dǎo)過程見解析【解析】【分析】【詳解】(1)a．一分鐘噴出的水的質(zhì)量為所以水的流速代入數(shù)據(jù)得v=100m/sb．選取時(shí)間內(nèi)打在材料表面質(zhì)量為水為研究對象，由動(dòng)量定理得其中解得根據(jù)牛頓第三定律，材料表面受到的壓力則根據(jù)壓強(qiáng)公式解得(2)設(shè)單位長度的鐵鏈質(zhì)量為b，鐵鏈的長度為L，當(dāng)鐵鏈的最上端落在探測面上時(shí)，選取鐵鏈最上端的一小段為研究對象，其質(zhì)量根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)公式可知速度設(shè)向下方向?yàn)檎?，根?jù)動(dòng)量定理解得則探測面受到鐵鏈最上端的壓力為此時(shí)除最上端外，其余部分的鐵鏈已經(jīng)落在探測面上，對探測面的壓力其中則探測面受到的總壓力為當(dāng)鐵鏈的最上端落在探測面上后，探測面受到的壓力大小由此可得實(shí)驗(yàn)結(jié)果是正確的。通過對圖線分析發(fā)現(xiàn)鐵鏈最上端落到探測面前后瞬間的壓力大小之比大約是N1:N2=3:1，后來他換用不同長度和粗細(xì)的鐵鏈重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，都得到相同結(jié)果。剪斷細(xì)線，鐵鏈逐漸落在探測面上。已知該水刀每分鐘用水600g，水的密度為ρ=103kg/m3a．求從噴嘴噴出水的流度v的大小b．高速水流垂直打在材料表面上后，水速幾乎減為0，求水對材料表面的壓強(qiáng)p約為多大。(1)水刀應(yīng)用高壓水流切割技術(shù)，相比于激光切割有切割材料范圍廣，效率高，安全環(huán)保等優(yōu)勢。即14．根據(jù)量子理論，光子不但有動(dòng)能，還有動(dòng)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(dòng)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(huì)對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”.既然光照射物體會(huì)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(dòng)力推動(dòng)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(dòng)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(dòng)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．物理問題的研究首先要確定研究對象。重力加速度為g．假設(shè) 水不可壓縮，而且沒有粘滯性．a(chǎn)．推理說明：容器中液面下降的速度比細(xì)管中的水流速度小很多，可以忽略不計(jì)：b．在上述基礎(chǔ)上，求：當(dāng)液面距離細(xì)管的高度為h時(shí)， 細(xì)管中的水流速度v．【答案】（1）a. ；b. ；（2）；（3）：水面下降速度為，細(xì)管內(nèi)的水流速度為v．按照水不可壓縮的條件，可知水的體積守恒或流量守恒，即：,由，可得．所以：液體面下降的速度比細(xì)管中的水流速度可以忽略不計(jì)．b. 【解析】【分析】【詳解】(1)，電量粒子數(shù), 可知在距粒子源、兩處粒子的速度之比：極短長度內(nèi)可認(rèn)為速度不變，根據(jù)，得根據(jù)電荷守恒，這兩段粒子流中所含粒子數(shù)之比：(2)根據(jù)能量守恒，相等時(shí)間通過任一截面的質(zhì)量相等，即水的質(zhì)量相等.也即：處處相等
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