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        1. 【題目】光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)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(dòng)量。由狹義相對論可知,一定的質(zhì)量與一定的能量相對應(yīng),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(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義動(dòng)量=質(zhì)量×速度,推導(dǎo)該單色光光子的動(dòng)量。

          2)光照射到物體表面時(shí),如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣,將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會(huì)對物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng),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(dāng)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí),假設(shè)光全部被吸收,試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式。

          3)設(shè)想利用太陽光的光壓為探測器提供動(dòng)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(gè)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(gè)質(zhì)量為的探測器,正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)動(dòng)。已知引力常量為,太陽的質(zhì)量為,太陽單位時(shí)間輻射的總能量為。設(shè)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(yīng)滿足的條件。

          【答案】1)見解析(23

          【解析】

          1)光子的能量

          光子的動(dòng)量

          可得

          2)一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)

          光照射物體表面,由動(dòng)量定理

          產(chǎn)生的光壓

          解得

          3)由(2)同理可知,當(dāng)光一半被反射一半被吸收時(shí),產(chǎn)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(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)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(cè)的適當(dāng)位置,會(huì)設(shè)置緊急避險(xiǎn)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(zhì)量為M=2m的貨車上載有一個(gè)未綁定、質(zhì)量為m的貨物,發(fā)生故障時(shí)失去動(dòng)力與剎車阻力,司機(jī)駕車沖上一個(gè)傾角為θ=37°的避險(xiǎn)車道。已知貨車在避險(xiǎn)車道底部時(shí)速度v0=30m/s,貨車在避險(xiǎn)車道受到地面的阻力為車與貨物總重的0.8倍,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g10m/s2。

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

          (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(xiǎn)車道至少要多長?

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

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】如圖,質(zhì)量為m的人在質(zhì)量為M的平板車上從左端走到右端,若不計(jì)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(shí),車將向右運(yùn)動(dòng)

          B. 當(dāng)人停止走動(dòng)時(shí),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(dòng)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(dòng)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(zhì)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(shù)NA______

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【題目】點(diǎn)電荷所產(chǎn)生的靜電場的等勢面與紙面的交線如圖所示,圖中標(biāo)在等勢面上的數(shù)值分別表示該等勢面的電勢,a、bc、 de、f表示等勢面上點(diǎn),下列說法正確的是

          A.位于c點(diǎn)的點(diǎn)電荷不受電場力作用

          B.把電荷量為q的正點(diǎn)電荷從a點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn)的過程中電場力始終不做功

          C.電子在c點(diǎn)具有的電勢能比在e點(diǎn)具有的電勢能大

          D.1C正電荷從f點(diǎn)移到b點(diǎn)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(zhuǎn)臺上的小物體A、B都能夠隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),A、B的質(zhì)量分別為m、3m,A、B與轉(zhuǎn)臺間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是為μ,A、B離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為1.5r,r,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.以下說法中正確的是( 。

          A. 轉(zhuǎn)臺對B的摩擦力一定為3μmg

          B. A與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力小于B與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力

          C. 轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足ω≤

          D. 轉(zhuǎn)臺的角速度一定滿足ω≤

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          【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(qiáng)為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場,將質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球從左側(cè)管口無初速度釋放,已知小球與管道各接觸面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,小球運(yùn)動(dòng)到右側(cè)管口處時(shí)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(chǎn)生的熱量為μmgL

          D. 系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)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(yùn)動(dòng)的電梯,其頂部掛有一個(gè)彈簧測力計(jì),彈簧測力計(jì)的下端掛了一個(gè)重物,電梯做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為10N,在某時(shí)刻電梯中的人觀察到彈簧測力計(jì)的示數(shù)變?yōu)?/span>9N,關(guān)于電梯的運(yùn)動(dòng),以下說法正確的是(g10m/s2)( 。

          A.電梯可能向下減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為1m/s2B.電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為1m/s2

          C.電梯可能向上加速運(yùn)動(dòng),加速度大小為0.9m/s2D.電梯可能向下加速運(yùn)動(dòng),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(zhuǎn)筒一起以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng),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(zhuǎn)筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),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(zhuǎn)筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物塊所受摩擦力減小

          D. 若角速度增大而且物塊仍然隨轉(zhuǎn)筒一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物塊所受摩擦力不變

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