2005年7月欧洲将向金星发射首枚探测器“金星快车”，在金星探测中，动力问题是一个关键问题．目前研究比较成熟又可靠的是太阳帆推进器．根据量子理论，光子不但有能量，还有动量，其计算式为p=h/l ，其中h是普朗克常量，l是光子的波长．既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”．

　　(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P₀=1000W，射出光束的横截面积为S=1.00mm²，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的最大光压将是多大？

　　(2)既然光照射物体会对物体产生光压，有人设想在遥远的宇宙探测过程中用光压力为动力推动航天器加速．给探测器安装上面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳．已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光能的功率为1.35kW，探测器质量为M=50kg，薄膜面积为4×10⁴m²，那么探测器能得到的加速度为多大？

根据量子理论，光子具有动量，光子的动量等于光子的能量除以光速，即p＝．光照射到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”．光压是光的粒子性的典型表现．光压的产生机理如同气体压强：由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．

(1)激光器发出的一束激光的功率为P，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射在物体表面时，试计算单位时间内到达物体表面的光子的总动量；

(2)若该激光束被物体表面完全反射，证明其在物体表面引起的光压是；

(3)设想利用太阳的光压将物体送到太阳系以外的空间去，当然这只有当太阳对物体的光压超过了太阳对物体的引力才行．现如果用一种密度为1.0×10³kg/m³的物体做成的平板，它的刚性足够大，则当这种平板厚度较小时，它将能被太阳的光压送出太阳系．试估算这种平板的厚度应小于多少？设平板处于地球绕太阳运行的公转轨道上，且平板表面所受的光压处于最大值，不考虑太阳系内各行星对平板的影响，已知地球公转轨道上的太阳常量为1.4×10³J/m²·s(即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光能量)，地球绕太阳公转的加速度为5.9×10^－3m/s²．

如图所示，一束强可见光照射到金属条的A处，发生了光电效应．

(1)各色光在空气中的波长范围见如下：

光的颜色　　　　 波长l/mm　　　　　　　　 

光的颜色　　　　 波长l/mm

红　　　　　　　　   0.77～0.62　　　　　　   

绿　　　　　　　　   0.58～0.49

橙　　　　　　　　   0.62～0.60　　　　　　   

蓝—靛　　　　    0.49～0.45

黄　　　　　　　　   0.60～0.58　　　　　　   

紫　　　　　　　　   0.45～0.40

若该金属条的极限波长是0.5m m，用上表中的哪几种单色光照射这根金属条，能发生光电效应？

(2)设金属条左侧有一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B且面积足够大的匀强磁场．涂有荧光材料的金属小球P(半径忽略不计)置于金属条的正上方，与A点相距为L，如图所示．当强光束照射到A点时发生光电效应，小球P由于受到光电子的冲击而发出荧光．在纸面内若有一个与金属条成q 角射出的比荷为的光电子恰能击中小球P，求该光电子的速率v．

 

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u．

(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程；

(2)计算上述核反应中释放的核能；

(3)若两氘核以相等的动能＝0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能．则反应中生成核和中子的能各是多少？(计算结果保留两位有效数字)

1909年～1911年英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用a粒子轰击金箔的实验．发现绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子发生了较大偏转，并且有极少数a 粒子偏转超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°，这就是a粒子散射实验．(下列公式或数据为已知：点电荷的电势j＝k，k＝9.0×10⁹N·m²/C²，金原子序数为79，a粒子质量m_a＝6.64×10^－27kg，a粒子速度v_a＝1.6×10⁷m/s，电子电量e＝1.6×10^－19C)

(1)根据以上实验现象能得出关于金箔中金(Au)原子结构的一些信息．试写出其中三点：

①________________________________；

②________________________________；

③________________________________．

(2)估算金原子(Au)核的半径大小．

一等腰直角棱镜放在真空中，如图甲所示，AB＝AC＝D．一束单色光以60°的入射角从AB侧面中点射入，折射后再从AC侧面折射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为30°．已知单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间是多少？

电磁炉专用平底锅的锅底和锅壁均由耐高温绝缘材料制成．起加热作用的是安装在锅底的一系列半径不同的同心导电环(导电环的分布如图所示)．导电环所用材料每米的电阻为0.125pΩ，从中心向外第n个同心圆环的半径为r_n＝(2n－1)r₁(n＝1，2，3…，7)，已知r₁＝1.0cm．当电磁炉开启后，能产生垂直于锅底方向的变化磁场，该磁场的磁感应强度B随时间的变化率为100psinwt．求：

(1)半径为r₁的导电圆环中感应电流的最大值是多少？

(2)假设导电圆环产生的热全部以波长为1.0×10^－6m的红外线光子辐射出来，那么半径为r₁的导电圆环上每分钟辐射出的光子数是多少？

(3)若不计其他损失，所有(共7个)导电圆环释放的总功率P是多大？(以上计算中可取p²＝10，h＝6.6×10^－34J·s)

如图所示为一质谱仪的示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器的通道的半径为R，均匀辐向分布，离子运动轨道处电场强度为E，磁感应强度为B．试计算：

(1)为使电荷量为q、质量为m的离子从静止开始经加速电场加速后沿图示的虚线通过静电分析器，加速电场的电压U为多大？

(2)离子由O点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的位置A，距入射点O多远？

(3)若有一群带电粒子，从静止起经加速电场加速，又经过静电分析器和磁分析器后落点在同一点A，问该群带电粒子有什么共性？

如图所示，在铅板A上有一个放射源C可向各个方向射出速率v＝2.04×10⁷m/s的b射线．B为金属网，A、B连接在电路上，电源电动势E＝15V，内阻r＝2.5Ω，滑动变阻器在0～10Ω之间可调．图中滑动变阻器滑片置于中点，A、B间距d＝10cm，M为荧光屏(足够大)，它紧挨着金属网外侧．已知b 粒子的比荷e/m＝1.7×10¹¹C/kg，不计b 射线所形成的电流对电路的影响．求：

(1)闭合开关S后，AB间的场强的大小；

(2)b粒子到达金属网B的最长时间；

(3)切断开关S，并撤去金属网B，加上垂直纸面向内、范围足够大的匀强磁场，磁场强度大小B＝6.0×10^－4T．这时在竖直方向上能观察到荧光屏亮斑区的长度．

如图所示，质量为m、电荷量为q(q＞0)的小球，用一长为L的绝缘细线系于一匀强电场中的O点，电场方向竖直向上，电场强度为E．试讨论小球在最低点要以多大的水平速度v₀运动，才能使带电小球在竖直平面内绕O点做完整的圆周运动？