(物理)物理微元法解决物理试题练习全集

（物理）物理微元法解决物理试题练习全集

一、微元法解决物理试题

1．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为4110kW ⨯，排泥量为31.4m /s ，排泥管的横截面积为20.7 m ，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（ ） A ．6510N ⨯ B ．7210N ⨯

C ．9210N ⨯

D ．9510N ⨯

【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

设排泥的流量为Q ，t 时间内排泥的长度为：

1.420.7

V Qt x t t S S =

=== 输出的功：

W Pt =

排泥的功：

W Fx =

输出的功都用于排泥，则解得：

6510N F =⨯

故A 正确，BCD 错误．

2．如图所示，半径为R 的1/8光滑圆弧轨道左端有一质量为m 的小球，在大小恒为F 、方向始终与轨道相切的拉力作用下，小球在竖直平面内由静止开始运动，轨道左端切线水平，当小球运动到轨道的末端时，此时小球的速率为v ，已知重力加速度为g ，则( )

A ．此过程拉力做功为2

2

FR B ．此过程拉力做功为

4

FR π

C ．小球运动到轨道的末端时，拉力的功率为1

2Fv D ．小球运动到轨道的末端时，拉力的功率为22

Fv 【答案】B 【解析】

AB 、将该段曲线分成无数段小段，每一段可以看成恒力，可知此过程中拉力做功为

11

44

W F R FR ππ=•=，故选项B 正确，A 错误；

CD 、因为F 的方向沿切线方向，与速度方向平行，则拉力的功率P Fv =，故选项C 、D 错误。

3．估算池中睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm 。查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s 。据此估算该压强约为（ ）（设雨滴撞击唾莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×103kg/m 3） A ．0.15Pa B ．0.54Pa

C ．1.5Pa

D ．5.1Pa

【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】

由于是估算压强，所以不计雨滴的重力。设雨滴受到支持面的平均作用力为F 。设在△t 时间内有质量为△m 的雨水的速度由v =12m/s 减为零。以向上为正方向，对这部分雨水应用动量定理有

()0F t mv mv ∆=--∆=∆

得到

m

F v t

∆=

∆ 设水杯横截面积为S ，对水杯里的雨水，在△t 时间内水面上升△h ，则有

m S h ρ∆=∆ =h F Sv

t

ρ∆∆ 所以有压强

33

45101012Pa 0.15Pa 3600

F h P v S t ρ-∆⨯===⨯⨯=∆

即睡莲叶面承受雨滴撞击产生的平均压强为0.15Pa 。 故A 正确，BCD 错误。 故选A 。

4．水柱以速度v 垂直射到墙面上，之后水速减为零，若水柱截面为S ，水的密度为ρ，则水对墙壁的冲力为（ ） A ．

1

2

ρSv B ．ρSv C ．

1

2

ρS v 2 D ．ρSv 2

【答案】D

【分析】 【详解】

设t 时间内有V 体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：

S m V vt ρρ==

以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F ，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：

0Ft mv =-

即：

2mv

F Sv t

ρ=-

=- 负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可以知道，水对钢

板的冲击力大小也为2

S v ρ ，D 正确，ABC 错误。

故选D 。

5．2019年8月11日超强台风“利奇马”登陆青岛，导致部分高层建筑顶部的广告牌损毁。台风“利奇马”登陆时的最大风力为11级，最大风速为30m/s 。某高层建筑顶部广告牌的尺寸为：高5m 、宽20m ，空气密度3

1.2kg/m ρ=，空气吹到广告牌上后速度瞬间减为0，则该广告牌受到的最大风力约为（ ） A ．33.610N ⨯ B ．51.110N ⨯

C ．41.010N ⨯

D ．49.010N ⨯

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 广告牌的面积

S =5×20m 2=100m 2

设t 时间内吹到广告牌上的空气质量为m ，则有

m =ρSvt

根据动量定理有

-Ft =0-mv =0-ρSv 2t

得

251.110N F Sv ρ≈⨯=

故选B 。

6．生活中我们经常用水龙头来接水，假设水龙头的出水是静止开始的自由下落，那么水流在下落过程中，可能会出现的现象是（ ）

A ．水流柱的粗细保持不变

B ．水流柱的粗细逐渐变粗

C ．水流柱的粗细逐渐变细

D ．水流柱的粗细有时粗有时细 【答案】C 【解析】 【详解】

水流在下落过程中由于重力作用，则速度逐渐变大，而单位时间内流过某截面的水的体积是一定的，根据

Q=Sv

可知水流柱的截面积会减小，即水流柱的粗细逐渐变细，故C 正确，ABD 错误。 故选C 。

7．炽热的金属丝可以发射电子。发射出的电子经过电压U 在真空中加速，形成电子束。若电子束的平均电流大小为I ，随后进入冷却池并停止运动。已知电子质量为m ，电荷量为e ，冷却液质量为M ，比热为c ，下列说法正确的是（ ） A ．单位时间内，冷却液升高的温度为Ue

cM B ．单位时间内，冷却液升高的温度为UI

cM

C ．冷却液受到电子的平均撞击力为2Ue

m

D ．冷却液受到电子的平均撞击力为2Uem 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．电子加速，则

212

Ue mv =

设单位时间内发射电子个数为N ，则

I Ne =

电子束动能转化成冷却液内能，则单位时间内