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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          【題目】光電效應和康普頓效應深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外還具有動量。由狹義相對論可知,一定的質量與一定的能量相對應,其中為真空中光速。

          1)已知某單色光的頻率為,波長為,該單色光光子的能量,其中為普朗克常量。試借用質子、電子等粒子動量的定義動量=質量×速度,推導該單色光光子的動量

          2)光照射到物體表面時,如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣,將產生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會對物體表面產生壓強,這就是光壓,用表示。

          一臺發(fā)光功率為的激光器發(fā)出一束某頻率的激光,光束的橫截面積為。當該激光束垂直照射到某物體表面時,假設光全部被吸收,試寫出其在物體表面引起的光壓的表達式。

          3)設想利用太陽光的光壓為探測器提供動力,將太陽系中的探測器送到太陽系以外,這就需要為探測器制作一個很大的光帆,以使太陽光對光帆的壓力超過太陽對探測器的引力,不考慮行星對探測器的引力。一個質量為的探測器,正在朝遠離太陽的方向運動。已知引力常量為,太陽的質量為,太陽單位時間輻射的總能量為。設帆面始終與太陽光垂直,且光帆能將太陽光一半反射,一半吸收。試估算該探測器光帆的面積應滿足的條件。

          【答案】1)見解析(23

          【解析】

          1)光子的能量

          光子的動量

          可得

          2)一小段時間內激光器發(fā)射的光子數

          光照射物體表面,由動量定理

          產生的光壓

          解得

          3)由(2)同理可知,當光一半被反射一半被吸收時,產生的光壓,距太陽為r處光帆受到的光壓

          太陽光對光帆的壓力需超過太陽對探測器的引力

          解得

          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】汽車行駛在連續(xù)長下坡路段,由于持續(xù)剎車,容易使剎車片過熱而失效,從而引發(fā)事故。為此,在連續(xù)長下坡路段右側的適當位置,會設置緊急避險車道(如圖所示),以使失控車輛能夠駛離主車道,安全減速直至停止。一輛質量為M=2m的貨車上載有一個未綁定、質量為m的貨物,發(fā)生故障時失去動力與剎車阻力,司機駕車沖上一個傾角為θ=37°的避險車道。已知貨車在避險車道底部時速度v0=30m/s,貨車在避險車道受到地面的阻力為車與貨物總重的0.8倍,sin37°=0.6,cos37°=0.8g10m/s2。

          (1)假設貨物與貨車車廂沒有發(fā)生相對滑動,求貨車沖上避險車道后的加速度大;

          (2)在第(1)問的前提下,要使貨車安全減速直至停止,緊急避險車道至少要多長?

          (3)如果貨物與車廂底板間的動摩擦因數μ=0.75,貨物與駕駛室相距L=4m,請通過計算判斷貨物是否會相對車廂滑動,是否會撞上駕駛室。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖,質量為m的人在質量為M的平板車上從左端走到右端,若不計平板車與地面的摩擦,則下列說法正確的是(

          A. 人在車上行走時,車將向右運動

          B. 當人停止走動時,由于車的慣性大,車將繼續(xù)后退

          C. 若人越慢地從車的左端走到右端,則車在地面上移動的距離越大

          D. 不管人在車上行走的速度多大,車在地面上移動的距離都相同

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】已知油酸的摩爾質量為μ,密度為ρ.把體積為V1的油酸倒入適量的酒精中,稀釋成體積為V2的油酸酒精溶液,測出V0油酸酒精溶液共有N滴。取一滴溶液滴入水中,最終在水中形成面積為S的單分子油膜。則該油酸分子的直徑為______,阿伏加德羅常數NA______。

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】點電荷所產生的靜電場的等勢面與紙面的交線如圖所示,圖中標在等勢面上的數值分別表示該等勢面的電勢,ab、c d、e、f表示等勢面上點,下列說法正確的是

          A.位于c點的點電荷不受電場力作用

          B.把電荷量為q的正點電荷從a點移動到d點的過程中電場力始終不做功

          C.電子在c點具有的電勢能比在e點具有的電勢能大

          D.1C正電荷從f點移到b點的過程中克服電場力做7kJ的功

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,放置在水平轉臺上的小物體A、B都能夠隨轉臺一起以角速度ω勻速轉動,A、B的質量分別為m、3m,A、B與轉臺間的動摩擦因數都是為μ,A、B離轉臺中心的距離分別為1.5r,r,設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.以下說法中正確的是(  )

          A. 轉臺對B的摩擦力一定為3μmg

          B. A與轉臺間的摩擦力小于B與轉臺間的摩擦力

          C. 轉臺的角速度一定滿足ω≤

          D. 轉臺的角速度一定滿足ω≤

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          【題目】如圖所示,水平固定一截面為正方形絕緣方管的長度為L,空間存在場強為E、方向水平向右的勻強電場和磁感應強度為B.方向豎直向下的勻強磁場,將質量為m、帶電量為+q的小球從左側管口無初速度釋放,已知小球與管道各接觸面間動摩擦因數均為μ,小球運動到右側管口處時速度為v,該過程(  )

          A. 洛倫茲力對小球做功為qvBL

          B. 電場力對小球做功為qEL

          C. 系統(tǒng)因摩擦而產生的熱量為μmgL

          D. 系統(tǒng)因摩擦而產生的熱量為qEL-mv2

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,在豎直方向運動的電梯,其頂部掛有一個彈簧測力計,彈簧測力計的下端掛了一個重物,電梯做勻速直線運動時,彈簧測力計的示數為10N,在某時刻電梯中的人觀察到彈簧測力計的示數變?yōu)?/span>9N,關于電梯的運動,以下說法正確的是(g10m/s2)(  )

          A.電梯可能向下減速運動,加速度大小為1m/s2B.電梯可能向下加速運動,加速度大小為1m/s2

          C.電梯可能向上加速運動,加速度大小為0.9m/s2D.電梯可能向下加速運動,加速度大小為0.9m/s2

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖所示,物塊隨轉筒一起以角速度做勻速圓周運動,如下描述正確的是(

          A. 物塊受到重力、彈力、摩擦力和向心力的作用

          B. 若角速度增大而且物塊仍然隨轉筒一起做勻速圓周運動,那么木塊所受摩擦力增大

          C. 若角速度增大而且物塊仍然隨轉筒一起做勻速圓周運動,物塊所受摩擦力減小

          D. 若角速度增大而且物塊仍然隨轉筒一起做勻速圓周運動,物塊所受摩擦力不變

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