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【题目】光子具有能量,也具有动量。光照射到物体表面时,会对物体产生压强,这就是“光压”。光压的产生机理如同气体压强:大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力,器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强。设太阳光每个光子的平均能量为E,太阳光垂直照射地球表面时,在单位面积上的辐射功率为P0。已知光速为c,则光子的动量为E/c。求:
(1)若太阳光垂直照射在地球表面,则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的光子个数是多少?
(2)若太阳光垂直照射到地球表面,在半径为r的某圆形区域内被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量变化可忽略不计),则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少?
(3)有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下,太阳光照射到物体表面时,一部分会被反射,还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ,则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8,太阳帆为圆盘形,其半径r=15m,飞船的总质量m=100kg,太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0=1.4kW,已知光速c=3.0×108m/s。利用上述数据并结合第(2)问中的结论,求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下,能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。(保留2位有效数字)
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【题目】如图,一水平弹簧振子,O为平衡位置,振子在B、C之间做简谐运动,设向右为正方向,则振子
A. 由C向O运动时,位移为正值,速度为正值,加速度为正值
B. 由O向B 运动时,位移为正值,速度为正值,加速度为负值
C. 由B向O运动时,位移为负值,速度为正值,加速度为负值
D. 由O向C运动时,位移为负值,速度为负值,加速度为负值
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【题目】一理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的触头.下列说法正确的是
A. 副线圈输出电压的频率为50 Hz
B. 副线圈输出电压的有效值为31V
C. P向右移动时,原、副线圈的电流比减小
D. P向右移动时,变压器的输入功率增加
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【题目】空调机制冷时,把热量从温度较低的室内传递到温度较高的室外,此过程( )
A.遵守热力学第二定律
B.遵守能量守恒定律
C.遵守热力学第二定律而不遵守能量守恒定律
D.遵守能量守恒定律而不遵守热力学第二定律
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【题目】由牛顿第二定律可知,无论怎样小的力都可以使物体产生加速度,可是当我们用一个力推桌子没有推动时是因为( )
A. 牛顿第二定律不适用于静止的物体
B. 桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易觉察到
C. 推力小于摩擦力,加速度是负值
D. 推力、重力、地面的支持力与摩擦力的合力等于零,物体的加速度为零,所以物体仍静止
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【题目】在粗糙绝缘的水平面上固定一个带电荷量为Q的正点电荷.已知点电荷周围电场中的电势可表示为已知点电荷周围电场的电势可表示为(取无穷远处电势为零,公式中k为静电力常量,Q为场源电荷的电荷量,r为距场源电荷的距离).现有一质量为m,电荷量为q(q>0)的滑块(可视作质点),其与水平面的动摩擦因数为μ,,则( )
A. 滑块与带电荷量为Q的正电荷距离为x1时,滑块的电势能为
B. 若将滑块无初速度地放在距离场源点电荷x1处,滑块最后将停在距离场源点电荷处
C. 若将滑块无初速度地放在距离场源点电荷x1处,滑块运动到距离场源点电荷x3处的加速度为
D. 若将滑块无初速度地放在距离场源点电荷x1处,滑块运动到距离场源点电荷x3处的速度为
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【题目】如图为某种鱼饵自动投放器的装置示意图,其下部AB是一长为的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口C处切线水平,AB管内有原长为R.下端固定的轻质弹簧。弹簧上端放置一粒质量为m的鱼饵,解除锁定后弹簧可将鱼饵射出去。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到后锁定,此时弹簧的弹性势能为(g为重力加速度)。不计鱼饵在运动过程中的 机械能损失,求:
(1)鱼饵到达管口C时的速度大小;
(2)鱼饵到达管口C时对管子的作用力大小和方向;
(3)已知地面比水面高出,若竖直细管AB的长度可以调节,圆弧弯管BC可随竖直细管一起升降,求鱼饵到达水面的落点与AB所在竖直线之间的最大距离。
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【题目】如图所示,足够长的光滑水平直导线的间距为,电阻不计,垂直轨道平面有磁感应强度为B的匀强磁场,导轨上相隔一定距离放置两根长度均为的金属棒,a棒质量为m,电阻为R,b棒质量为,电阻为,现给a棒一个水平向右的初速度,求:(a棒在以后的运动过程中没有与b棒发生碰撞)
(1)b棒开始运动的方向;
(2)当a棒的速度减为时,b棒刚好碰到了障碍物,经过很短时间速度减为零(不反弹),求碰撞过程中障碍物对b棒的冲击力大小;
(3)b棒碰到障碍物后,a棒继续滑行的距离。
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【题目】为研究某种材料的荧光特性,兴趣小组的同学设计了图示装置:让质子经过MN两金属板之间的电场加速后,进入有界匀强磁场,磁场的宽度,磁感应强度大小,以出射小孔O为原点,水平向右建立x轴,在区域的荧光屏上涂有荧光材料,(已知质子的质量,电量,进入电场时的初速度可略)
(1)要使质子能打在荧光屏上,加速电压的最小值是多少?
(2)当质子打中荧光屏时的动能超过,可使荧光材料发光。对于不同的加速电压,荧光屏上能够发光的区域长度是多少?
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