高考物理微元法解決物理試題及其解題技巧及練習(xí)題-文庫吧資料
2025-04-05 05:16本頁面
【正文】 9．根據(jù)量子理論，光子的能量為E=hv，其中h是普朗克常量．（1）根據(jù)愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2，光子的質(zhì)量可表示為m=E/c2，由動量的定義和相關(guān)知識，推導(dǎo)出波長為λ的光子動量的表達(dá)式p=h/λ；（2）光子能量和動量的關(guān)系是E=pc．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，都會對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”．a(chǎn). 一臺二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光功率為P0=103W，發(fā)出的一細(xì)束激光束的橫截面積為S=1mm2．若該激光束垂直照射到物體表面，且光子全部被該物體吸收，求激光束對該物體產(chǎn)生的光壓P0的大?。籦. 既然光照射物體會對物體產(chǎn)生光壓，科學(xué)家設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測中，可以用光壓為動力使航天器加速，這種探濺器被稱做“太陽帆”．設(shè)計中的某個太陽帆，在其運(yùn)行軌道的某一階段，正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)動，太陽帆始終保持正對太陽．已知太陽的質(zhì)量為21030kg，引力常量G=71011Nm2/kg2，太陽向外輻射能量的總功率為P=41026W，太陽光照到太陽帆后有80%的太陽光被反射．探測器的總質(zhì)量為m=50kg．考慮到太陽對探測器的萬有引力的影響，為了使由太陽光光壓產(chǎn)生的推動力大于太陽對它的萬有引力，太陽帆的面積S至少要多大？（計算結(jié)果保留1位有效數(shù)字）【答案】（1）證明見解析；（2）a. ；b. 【解析】【分析】【詳解】（1）光子的能量7．如圖所示，某力，作用于半徑的轉(zhuǎn)盤的邊緣上，力的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致，則轉(zhuǎn)動一周這個力做的總功應(yīng)為（ ）A． B． C． D．【答案】B【解析】【詳解】把圓周分成無限個微元，每個微元可認(rèn)為與力F在同一直線上，故則轉(zhuǎn)一周中做功的代數(shù)和為故選B正確。6．水柱以速度v垂直射到墻面上，之后水速減為零，若水柱截面為S，水的密度為ρ，則水對墻壁的沖力為（ ）A．ρSv B．ρSv C．ρS v2 D．ρSv2【答案】D【解析】【分析】【詳解】設(shè)t時間內(nèi)有V體積的水打在鋼板上，則這些水的質(zhì)量為：以這部分水為研究對象，它受到鋼板的作用力為F，以水運(yùn)動的方向?yàn)檎较?，由動量定理有：即：?fù)號表示水受到的作用力的方向與水運(yùn)動的方向相反；由牛頓第三定律可以知道，水對鋼板的沖擊力大小也為 ，D正確，ABC錯誤。4．對于同一物理問題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個不同角度進(jìn)行研究，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)．正方體密閉容器中有大量運(yùn)動粒子，每個粒子質(zhì)量為，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為恒量，為簡化問題，我們假定粒子大小可以忽略；其速率均為，且與器壁各面碰撞的機(jī)會均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變．利用所學(xué)力學(xué)知識，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力與和的關(guān)系正確的是（ ）A． B． C． D．【答案】B【解析】【詳解】一個粒子每與器壁碰撞一次給器壁的沖量，如圖所示，以器壁上面積為的部分為底、為高構(gòu)成柱體，由題設(shè)可知，其內(nèi)有的粒子在時間內(nèi)與器壁上面積為的部分發(fā)生碰撞，碰撞粒子總數(shù)，時間內(nèi)粒子給器壁的沖量，由可得，故選B．5．如圖所示，半徑為R的1/8光滑圓弧軌道左端有一質(zhì)量為m的小球，在大小恒為F、方向始終與軌道相切的外力作用下，小球在豎直平面內(nèi)由靜止開始運(yùn)動，軌道左端切線水平，當(dāng)小球運(yùn)動到軌道的末端時立即撤去外力
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