河北省衡水中学2020届高三物理下学期第7次调研试题(含解析)
二、选择题(本题共8小题,每小题6分,14-18在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,选错的得0分;19-21至少有两项项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分)
1.人们射向未来深空探测器是以光压为动力的,让太阳光垂直薄膜光帆照射并全部反射,从而产生光压.设探测器在轨道上运行时,每秒每平方米获得的太阳光能E=1.5×104J,薄膜光帆的面积S=6.0×102m2,探测器的质量m=60kg,已知光子的动量的计算式,那么探测器得到的加速度大小最接近
A. 0.001m/s2 B. 0.01m/s2 C. 0.0005m/s2 D. 0.005m/s2
【答案】A
【解析】
【详解】由E=hv,P=以及光在真空中光速c=λv知,光子的动量和能量之间关系为E=Pc.设时间t内射到探测器上的光子个数为n,每个光子能量为E,光子射到探测器上后全部反射,则这时光对探测器的光压最大,设这个压强为p压;每秒每平方米面积获得的太阳光能:
p0=•E
由动量定理得
F•=2p
压强
p压=
对探测器应用牛顿第二定律
F=Ma
可得
a=
代入数据得
a=1.0×10-3m/s2
故A正确,BCD错误.
故选A.
点睛:该题结合光子的相关知识考查动量定理的应用,解答本题难度并不大,但解题时一定要细心、认真,应用动量定理与牛顿第二定律即可解题.
2.在上海世博会上,拉脱维亚馆的风洞飞行表演,令参观者大开眼界若风洞内总的向上的风速风量保持不变,让质量为m的表演者通过调整身姿,可改变所受的向上的风力大小,以获得不同的运动效果,假设人体受风力大小与正对面积成正比,已知水平横躺时受风力面积最大,且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的1/8,风洞内人体可上下移动的空间总高度为H.开始时,若人体与竖直方向成一定角度倾斜时,受风力有效面积是最大值的一半,恰好可以静止或匀速漂移;后来,人从最高点A开始,先以向下的最大加速度匀加速下落,经过某处B后,再以向上的最大加速度匀减速下落,刚好能在最低点C处减速为零,则以下说法正确的有( )
A. 由A至C全过程表演者克服风力做的功为mgH
B. 表演者向上的最大加速度是 g
C. 表演者向下的最大加速度是
D. B点的高度是
【答案】A
【解析】
【详解】对A至C全过程应用动能定理mgH-W=0,解得W=mgH,因而A正确;设最大风力为Fm,由于人体受风力大小与正对面积成正比,故人站立时风力为Fm;由于受风力有效面积是最大值的一半时,恰好可以静止或匀速漂移,故可以求得重力G=Fm;人平躺上升时有最大加速度,因而B错误;人站立加速下降时的最大加速度,因而C错误;人平躺减速下降时的加速度大小是a2==g;设下降的最大速度为v,由速度位移公式,加速下降过程位移;减速下降过程位移,故x1:x2=4:3,因而x2=H,选项D错误;故选A.
【点睛】本题关键将下降过程分为匀加速过程和匀减速过程,求出各个过程的加速度,然后根据运动学公式列式判断.