时间:2017-03-01 00:07:22
1、简答题 根据量子理论，每个光子的动量为p=h/λ（式中h为普朗克常量，λ为光子的波长）．当光照射到物体表面上时，不论光子被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都发生了改变，因此对物体表面产生压力，这种压力称为光压．图21是科学家用来测量光压的仪器．图中两个圆片中，a是涂黑的，而b是光亮的．当光线照射到a上时，可以认为光子全部被吸收，而当光线照射到b上时，可以认为光子全部被反射．分别用光线照射在a或b上，由于光压的作用，都可以使该装置以悬丝为轴发生旋转，旋转的角度可以借助于和悬丝一起旋转的小平面镜M进行观察和测量．已知a、b两个圆片的半径都为r，用频率为ν的激光束同时照射a、b两个圆片，设激光束与圆面垂直，覆盖整个圆片表面，单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上通过的光子个数为n，真空中的光速为c．求：a、b两个圆片所受的光压各多大？
参考答案：设时间t内照射到a上的光子总数为N，则有N=πr2nt
对时间t内照射到a上的光子用动量定理，Ft=N△p
由于光子被吸收，末动量为零，所以△p=0-p=-hλ=-hγc
联立上述三式得F=nπr2hνc
由牛顿第三定律，这些光子受到的力跟圆片a受到的光压Fa大小相等
由以上各式可得Fa=nπr2hνc
由于照到圆片b的光子被反射，因此每个光子的动量变化△p=-p-p=-2p=-2hγc
同理可得圆片b受到的光压为Fb=2nπr2hνc．
答：a、b两个圆片所受的光压各是Fa=nπr2hνc，Fb=2nπr2hνc．
本题解析：
本题难度：简单
2、简答题 如图所示，质量为阴的小球以初速度v0。做平抛运动，经过一段时间t后，速度方向与水平方向的
夹角是45°。求：
(1)t秒末物体的动量大小与方向；
(2)在这一过程中，小球动量的改变量。
参考答案：（1）
mv0?与水平方向成45°角斜向下?（2）mv0?方向竖直向下
本题解析：（1）设t秒末物体的速度为v，由平抛运动规律可得：v=v0/cos45°=v0，由动量的定义得：p=mv=mv0，与水平方向成45°角斜向下.
（2）方法一：直接由动量改变量的定义和矢量运算的平行四边形定则有：水平方向的动量变化量为0，故物体的动量变化量即为竖直方向的动量变化量，即Δp=Δpy=mvy=mv0tan45°=mv0，方向竖直向下.
方法二：由平抛运动的规律可知：小球竖直方向的分速度为vy=gt,由时刻t的速度方向可得：vy=v0tan45°=v0，由动量定理得：Δp=F合t=mgt=mv0,方向竖直向下.
本题难度：简单
3、计算题 如图所示，一高空作业的工人质量为m=70kg,腰系一条安全带，若工人不慎跌落，当他的重心位置下降L=5m时，安全带呈竖直状态且开始绷直。已知安全带从开始绷直到拉伸至最长的缓冲时间为t=1.4s，求安全带受到的平均冲力是多大？(不计空气阻力，g取10m/s)
参考答案：1200N?
本题解析：人跌落时先做自由落体运动，设刚要拉紧安全带时的速度为v1由 
解得 
="10m/s"
再经过1s缓冲时间后人的速度变为零，取向下为正方向，人作为研究对象，设安全带对人的平均冲力为F
由 (mg-F)t=0-mv1
有 F=mg+
代入数据解得 F="1200N"
根据牛顿第三定律可知人给安全带的冲力为1200N?
本题难度：简单
4、选择题 把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑水平地上，枪射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是（ ? ）
A．枪和弹组成的系统动量守恒
B．枪和车组成的系统动量守恒
C．因为枪、弹和枪筒之间的摩擦力很小，可以忽略不计，故三者组成的系统动量近似守恒
D．三者组成的系统动量守恒
参考答案：D
本题解析：
本题难度：一般
5、选择题 质量为4 kg的物体以2 m/s的初速度做匀变速直线运动，经过2 s，动量的大小变为14 kg·m/s，则该物体（?）
A．所受合外力的大小可能为11 N
B．所受合外力的大小可能小于3 N
C．所受的冲量可能小于6 N·s
D．所受的冲量可能大于18 N·s
参考答案：AD
本题解析：由末动量大小为14 kg·m/s，知方向可与初速度同向或反向两种可能：
（1）IF=Δmv="14" kg·m/s-8 kg·m/s="6" kg·m/s
F·t="6" N·s? F="3" N.
（2）IF=Δmv="-14" kg·m/s-8 kg·m/s="-22" kg·m/s
F·t="-22" N·s? F="-11" N.
即A、D正确.
本题难度：简单