- 动量定理
- 共34题
光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压,也称为辐射压强.1899年,俄国物理学家列别捷夫用实验测得了光压,证实了光压的存在.根据光的粒子性,在理解光压的问题上,可以简化为如下模型:一束光照射到物体表面,可以看作大量光子以速度c连续不断地撞向物体表面(光子有些被吸收,而有些被反射回来),因而就对物体表面产生持续、均匀的压力.
20.假想一个质量为m的小球,沿光滑水平面以速度v撞向一个竖直墙壁,若反弹回来的速度大小仍然是v.求这个小球动量的改变量(回答出大小和方向).
21.爱因斯坦总结了普朗克的能量子的理论,得出每一个光子的能量E=hν,在爱因斯坦的相对论中,质量为m的物体具有的能量为E=mc2,结合你所学过的动量和能量守恒的知识,证明:光子的动量(其中,c为光速,h为普朗克恒量,ν为光子的频率,λ为光子的波长).
22.由于光压的存在,科学家们设想在太空中利用太阳帆船进行星际旅行——利用太空中阻力很小的特点,制作一个面积足够大的帆接收太阳光,利用光压推动太阳帆船前进,进行星际旅行.假设在太空中某位置,太阳光在单位时间内、垂直通过单位面积的能量为E0,太阳光波长的均值为λ,光速为c,太空帆的面积为A,太空船的总质量为M,光子照射到太阳帆上的反射率为百分之百,求太阳光的光压作用在太空船上产生的最大加速度是多少?
根据上述对太空帆船的了解及所学过的知识,你简单地说明一下,太空帆船设想的可能性及困难(至少两条).
正确答案
大小为2mv,方向沿反弹回来的速度方向
解析
取撞向竖直平面的速度方向为正方向:
ΔP=-mv-mv=-2mv ··········································································3分
动量改变量的大小为2mv,方向沿反弹回来的速度方向 ························1分
考查方向
物质波;动量定理.
解题思路
规定正方向,根据△P=P2-P1求解动量的该变量;
易错点
本题难度较大,需要根据题目的提示,找出我们从没见过的光压的定义,这类题目的解决重点是分析好题目给定的关系式.
正确答案
见解析
解析
由c=λν,E=hν,得: ········································································2分
由:E=mc2 , 得:mc=
·······························································2分
由:P=mc,mc= 得:P=
·······································································2分
考查方向
物质波;动量定理.
解题思路
光子的能量E=hν,也等于E=mc2,动量为P=mc,其中c=λν;联立求解即可。
易错点
本题难度较大,需要根据题目的提示,找出我们从没见过的光压的定义,这类题目的解决重点是分析好题目给定的关系式.
正确答案
最大加速度为
太空帆船设想的可能性及困难:见解析
解析
①太空帆平面与太阳光的照射方向垂直时,光压最大,此时太空船产生的加速度最大.
t时间内垂直照射到太空帆上的光的总能量为:Em=AtE0 ··············2分
一个光子的能量为:E=hν=
t时间内垂直照射到太空帆上的光子个数为: ·····················2分
一个光子的动量为:P=
对t时间内垂直照射到太空帆上的N个光子(取光子飞向太空帆的速度方向为正方向):
-Ft=-NP-NP ······································································2分
对太空船:F=Ma ·······················································································1分
解得: ························································································1分
②从上述计算可知,利用光压推动太阳帆船前进,进行星际旅行,从理论上讲是可行的,并且同火箭和航天飞机迅速消耗完的燃料相比,太阳光是无限的动力之源,只要有阳光存在的地方,它会始终推动飞船前进.
困难:一是单位面积上的光压很小,为获得足够的动力,需要制造很轻很大太空帆,从制造到送入太空、在太空中展开,这些都存在困难;二是太空帆不仅会接收到太阳光,也会受到深空来自宇宙的带电粒子的干扰;三是利用光压改变飞船的飞行方向在技术上也存在一定的困难.四是飞船离开星球和靠近星球时要受到星球的引力作用,此时必须依靠飞船上携带的燃料提供动
考查方向
物质波;动量定理.
解题思路
太阳帆受到光子的作用,由动量定理可求得飞船受到的冲击力;再由牛顿第二定律可求得飞船的加速度.
易错点
本题难度较大,需要根据题目的提示,找出我们从没见过的光压的定义,这类题目的解决重点是分析好题目给定的关系式.
【物理一一选修3-5】(15分)
35.(6分)在下列关于近代物理知识的说法中正确的是(填入正确选项前的字母,选对
1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分;选错1个扣3分,最低得O分)
36.(9分)如图所示,质量m1= 0,3 kg的小车在光滑的水平面上,车长L=15 m,现
有质量m2=0.2kg可视为质点的物块,以水平的速度v0=2m/s从左端滑上小车,最
后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数u=0.5,取g= 10
m/s2,
求:
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v'0,不超过多少。
正确答案
解析
A、玻尔理论成功地解释了氢原子的光谱现象,故A正确;
B、氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,需要吸收能量,原子的能量增大,故B正确;
C、β射线是原子核中的一个中子转变为一个电子和一个质子,电子释放出来形成的电子流,故C错误;
D、查德威克通过α粒子轰击铍核发现了中子,核反应方程为:,故D正确;
E、半衰期的大小与温度无关,由原子核内部因素决定,故E错误.
考查方向
氢原子的能级公式和跃迁;玻尔模型和氢原子的能级结构;天然放射现象
解题思路
β衰变所释放的电子不是来自核外电子,是原子核内部的一个中子转变为一个电子和一个质子,电子释放出来形成的电子流;半衰期的大小与所处的物理环境和化学状态无关,由原子核内部因素决定.
易错点
在物理学中,半衰期并不能指少数原子,它的定义为:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的,与外界的物理和化学状态无关.
正确答案
(1)0.24s(2)
解析
(1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有:
m2v0=(m1+m2)v
设物块与车面间的滑动摩擦力为f,对物块应用动量定理有:
-ft=m2v-m2v0
其中f=μm2g
联立以三式解得:
代入数据得:t=0.24s
(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块滑到车面右端时与小车有共同的速度v′,则有:
m2v′0=(m1+m2)v′
由功能关系有:
代入数据解得:
故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度v'0不能超过
考查方向
动量守恒定律;功能关系; 动量定理
解题思路
(1)物块滑上小车后受到小车的向左的滑动摩擦力而做匀减速运动,小车受到物块向右的滑动摩擦力而匀加速运动,当两者速度相等时,相对静止一起做匀速运动.对物块和小车组成的系统,满足动量守恒的条件:合外力为零,运用动量守恒求得共同速度,再对物块运用动量定理求解出时间t.
(2)要使物块恰好不从小车右端滑出,滑块滑到小车的最右端,两者速度相同,根据动量守恒定律和功能关系结合求解速度v0′.
易错点
利用动量定理及动理守恒定律解题时要注意选择一个正方向.
Many cities have restricted smoking in public places.
A.limited
B.allowed
C.stopped
D.kept
正确答案
A
解析
[解析] 划线词为动词,意思是“限制”,与A项limited(限制)为同义词,又如:The teacher limited his students to 500 words for their compositions.老师把学生的作文限制在五百字以内。B项意为“允许”,例:Their teacher allowed them three days for the assignment.老师给他们三天时间完成作业。C项意为“阻止”,例:The policemen stopped the fight.警察制止了这场斗殴。D项意为“保持”,例:I kept it all the time to remind me of you.我一直保存着它,使自己想着你。
选考题三
如图所示,载人小车和弹性球静止在光滑长直水平面上,球的质量为m,人与车的总质量为16m。人将球以水平速率v推向竖直墙壁,球又以速率v弹回。求:
40.在人将球推出的过程中,人做了多少功
41.人接住球的过程中,从人接触到球到人和车与球的速度相等所经历的时间为T,则人对球的平均作用力多大。
正确答案
解析
以水平向右为正方向.人第一次将球推出,设人与车的速度为v,球、人与车系统动量守恒,由动量守恒定律得:
16mv-mv=0,
人对系统做功:
解得:
考查方向
功能关系;动量守恒定律
解题思路
人推球过程系统动量守恒,应用动量守恒定律可以求出速度,然后求出人对系统做功;
易错点
关键理解人做的功是量度把人的能量一部分转化为人与车的动能,另一部分转化为弹性球的动能.
正确答案
F=
解析
人接球过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得: mv+16mv=17mv′,解得:由动量定理得:-FT=mv'-mv
解得:
考查方向
动量守恒定律;动量定理
解题思路
人接球过程系统动量守恒,由动量守恒定律求出速度,然后应用动量定理求出作用力大小.
易错点
应用动量定理时,要注意选择一个正方向.
犯罪一词是个既大又松垮,且不精确的术语。违法者是否出现了多余行为,这一问题取决于人们怎样看待这些行为,取决于自己与实施这些行为人间的关系。人们把十几岁的孩子偷了钱包称犯罪,把他悄悄从家中拿走一些钱称为家庭问题。若把孩子铐起来只会让他从坏蛋处学到更糟的伎俩。更好的做法是将他看成是个行为有误的孩子,送他去心理咨询机构以补偿自己的失误。 本段文字意在说明( )。
A.违法者的行为不能被称为“犯罪”
B.界定犯罪要具体问题具体分析
C.应该用更加人性化的方法对待违法者
D.对于孩子的违法行为应该予以正确引导而非惩罚
正确答案
C
解析
[解析] 意图推断题。本段文字主要讨论的是人们对待违法行为的态度。第二句为转折句,也是包含作者观点的句子,但该句表达比较含蓄,需结合下面的举例进行理解。对该例进行提炼即可知,作者建议用更加人性化而非纯粹惩罚的方式对待违法者。因此本题正确答案选择C项。A项观点是对文意的曲解,不入选;B项“界定犯罪”不是本段文字讨论的内容,无从推出;D项以具体的例子充当主旨,不入选。
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