高考物理微元法解決物理試題答題技巧及練習(xí)題-閱讀頁(yè)
2025-04-05 04:30本頁(yè)面
【正文】 的光壓（2分）太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力需超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力（2分）解得（2分）考點(diǎn)：光子 壓強(qiáng) 萬(wàn)有引力10．如圖所示,一個(gè)粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體,在管口右端蓋板A密閉,兩液面的高度差為h,液體開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩液面高度相等時(shí),右側(cè)液面下降的速度是多大?【答案】【解析】【分析】拿去蓋板，液體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，液體的機(jī)械能守恒，即可求出右側(cè)液面下降的速度，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)高為h液柱重心下降了，液體重力勢(shì)能的減小量全部轉(zhuǎn)化為整體的動(dòng)能；【詳解】設(shè)管子的橫截面積為，液體的密度為，則右側(cè)高出左側(cè)的水銀柱的體積為，所以其質(zhì)量為：，全部的水銀柱的質(zhì)量： 拿去蓋板，液體開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)高為h液柱重心下降了根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：即：解得：．【點(diǎn)睛】本題運(yùn)用機(jī)械能守恒定律研究液體流動(dòng)的速度問(wèn)題，要注意液柱h不能看成質(zhì)點(diǎn)，要分析其重心下降的高度．11．對(duì)于同一物理問(wèn)題，常?？梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)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)．（1）一段橫截面積為S、長(zhǎng)為L(zhǎng)的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)有n個(gè)自由電子，電子電荷量為e．該導(dǎo)線通有電流時(shí)，假設(shè)自由電子定向移動(dòng)的速率均為v,求導(dǎo)線中的電流I（請(qǐng)建立模型進(jìn)行推導(dǎo)）；（2）正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)粒子，每個(gè)粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為恒量．為簡(jiǎn)化問(wèn)題，我們假定：粒子大小可以忽略；其速率均為v，且與器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)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(shí)，導(dǎo)出器壁單位面積所受粒子壓力F與m、n和v的關(guān)系(提示：建議，建立模型，思考?jí)簭?qiáng)的產(chǎn)生原理)．【答案】（1）nvSe；（2） 【解析】試題分析：取一時(shí)間段t，求得相應(yīng)移動(dòng)長(zhǎng)度l=vt，體積為為Svt．總電量為nesvt，再除以時(shí)間，求得表達(dá)式；粒子與器壁有均等的碰撞機(jī)會(huì)，即相等時(shí)間內(nèi)與某一截面碰撞的粒子為該段時(shí)間內(nèi)粒子數(shù)的，據(jù)此根據(jù)動(dòng)量定理求與某一個(gè)截面碰撞時(shí)的作用力f．（1）導(dǎo)體中電流大小t時(shí)間內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的長(zhǎng)度為vt，則其體積為，通過(guò)導(dǎo)體某一截面的自由電子數(shù)為該時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)體該截面的電量：由①②式得；（2）考慮單位面積，t時(shí)間內(nèi)能達(dá)到容器壁的粒子所占據(jù)的體積為，其中粒子有均等的概率與容器各面相碰，即可能達(dá)到目標(biāo)區(qū)域的粒子數(shù)為，設(shè)碰前速度方向垂直柱體地面且碰撞是彈性的，則分子碰撞器壁前后，總動(dòng)量的變化量為由動(dòng)量定理可得：12．如圖所示，擺球質(zhì)量為m，懸繩的長(zhǎng)為L(zhǎng)，把懸繩拉到水平位置后放手。細(xì)金屬棒和垂直于導(dǎo)軌靜止放置，它們的質(zhì)量均為，電阻均為。以棒的初始位置為原點(diǎn)，向右為正方向建立坐標(biāo)系。撤去之后棒與棒發(fā)生彈性碰撞，棒向右運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮?1)8m/s；(2)；(3)見(jiàn)解析【解析】【分析】【詳解】(1)4 s內(nèi)的平均作用力由動(dòng)量定理得t=mv1所以v1=8 m/s(2)ab棒與cd棒質(zhì)量相等，發(fā)生彈性碰撞后，ab棒靜止，cd棒速度為v1，設(shè)cd棒離開磁場(chǎng)時(shí)的速度為v2，由動(dòng)量定理得所以上升的高度(3)分三種情況：如果s足夠大，cd棒在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的距離為d，則即①s≥4m時(shí)，cd棒不能穿出磁場(chǎng)，停在磁場(chǎng)內(nèi)，位移為x=d+1m=5 m②當(dāng)2m≤s4 m時(shí)，cd棒穿過(guò)磁場(chǎng)后經(jīng)豎直軌道返回，若仍沒(méi)有穿過(guò)磁場(chǎng)，cd棒的位移為x=2sd+1 m=2s3 m③當(dāng)0s2 m時(shí)，cd棒返回后穿過(guò)磁場(chǎng)，與ab棒發(fā)生彈性碰撞后靜止
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