光子具有动量.每个光子的动量p=h/λ(式中h为普朗克 图Ⅱ-13 常量.λ为光子的波长).当光照射到物体表面上时.不论光被物体吸收或是被物体表面反射.光子的动量都会发生改变.从而对物体表面产生一种压力.称为光压.右图Ⅱ-13是列别捷夫设计的测量光压的仪器.图中a.b是一对用悬丝挂着的极轻的翼片.它们的形状和质量都完全相同.只是a是涂黑的而b是光亮的.光线照射到a上可以认为光子全部被吸收.照射到b上则可认为光子全部被反射.分别用光线照射在a或b上.由于光压的作用.都可以引起悬丝的旋转.旋转的角度可借助于和悬丝一起旋转的小平面镜M进行观察. (1)如果用一束强光同时照射a.b两翼片.光线的入射方向与翼片表 面垂直.悬丝将向哪个方向偏转?为什么? (2)已知a.b两翼片的受光面都是圆形.半径为r.两翼片圆心间的距离是d.现用频率为ν的激光束同时照射a.b两翼片.设入射光与翼片表面垂直.单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上流过的光子数为n.光速为c.求由于光压而产生的对中心转轴的力矩. 图Ⅱ-14 22.如图Ⅱ-14是静电分选器原理示意图.将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方.颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落.经分选后的颗粒分别装入A.B桶中.混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电.石英颗粒带负电.所有颗粒所带的电量与质量之比均为10-5 C/kg.若已知两板间的距离为10 cm.两板的竖直高度为50 cm.设颗粒进入电场时的初速度为零.颗粒间相互作用不计.如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时有最大的偏转量且又恰好不接触到极板. (1)两极板间所加的电压应多大? (2)若带电平行板的下端距A.B桶底的高度为H=1.3 m,求颗粒落至桶底时速度的大小. 模拟试卷(二) 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

根据量子理论,光子的能量满足关系式E=pc,其中c为光在真空中的速度,p为光子具有的动量.

    有人设想利用光子被物体反射时对物体产生的压力作为宇宙探测器加速的动力.探测器上安装有面积很大,反射率极高的薄膜,使薄膜正对太阳. 已知太阳光照射到薄膜时每平方米面积上的功率为P0,探测器和薄膜的总质量为m,薄膜面积为S,每个光子的动量为p,不考虑万有引力等其它力的作用,试求

(1)经过时间t,照射到探测器薄膜表面的光子数;

(2)探测器的加速度有多大.

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(19分)根据量子理论,光子的能量满足关系式E=pc,其中c为光在真空中的速度,p为光子具有的动量.
有人设想利用光子被物体反射时对物体产生的压力作为宇宙探测器加速的动力.探测器上安装有面积很大,反射率极高的薄膜,使薄膜正对太阳. 已知太阳光照射到薄膜时每平方米面积上的功率为P0,探测器和薄膜的总质量为m,薄膜面积为S,每个光子的动量为p,不考虑万有引力等其它力的作用,试求
(1)经过时间t,照射到探测器薄膜表面的光子数;
(2)探测器的加速度有多大.

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根据量子理论,光子的能量满足关系式E=pc,其中c为光在真空中的速度,p为光子具有的动量.有人设想利用光子被物体反射时对物体产生的压力作为宇宙探测器加速的动力.探测器上安装有面积很大,反射率极高的薄膜,使薄膜正对太阳.已知太阳光照射到薄膜时每平方米面积上的功率为P0,探测器和薄膜的总质量为m,薄膜面积为S,每个光子的动量为p,不考虑万有引力等其它力的作用,试求

(1)经过时间t,照射到探测器薄膜表面的光子数;

(2)探测器的加速度有多大.

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在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在.
(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子()和正电子(),即
中微子++可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是______.(填写选项前的字母)
A、0和0             B、0和1        C、1和 0       D、1和1
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(γ),即+→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为______ J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是______.
(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
解析:(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确.
(2)产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后,质量变为零,由E=△mc2,故一个光子的能量为,带入数据得=8.2×10-14J.
正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,故如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒.
(3)物质波的波长为λ=,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即p=,因为mn<mc,所以pn<pc,故λn<λc

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 【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答,若三题都做,则按A、B两题评分。

A.(选修模块3-3)(12分)

(1)为了将空气装入气瓶内,现将一定质量的空气等温压缩,空气可视为理想气体。下列图象能正确表示该过程中空气的压强p和体积V关系的是        

(2)在将空气压缩装入气瓶的过程中,温度保持不变,外界做了24kJ的功。现潜水员背着该气瓶缓慢地潜入海底,若在此过程中,瓶中空气的质量保持不变,且放出了5kJ的热量。在上述两个过程中,空气的内能共减小        kJ,空气       (选填“吸收”或“放出”)总热量为        kJ。

(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数。(结果保留一位有效数字)

B.(选修模块3-4)(12分)

(1)激光具有相干性好,平行度好、亮度高等特点,在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是      

(A)激光是纵波

(B)频率相同的激光在不同介质中的波长相同

(C)两束频率不同的激光能产生干涉现象

(D)利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离

(2)如图甲所示,在杨氏双缝干涉实验中,激光的波长为5.30×10-7m,屏上P点距双缝s1和s2的路程差为7.95×10-7m.则在这里出现的应是       (选填“明条纹”或“暗条纹”)。现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验,保持其他条件不变,则屏上的条纹间距将            (选填“变宽”、“变窄”、或“不变”。

(3)如图乙所示,一束激光从O点由空气射入厚度均匀的介质,经下表面反射后,从上面的A点射出。已知入射角为i ,A与O 相距l,介质的折射率为n,试求介质的厚度d. 

 

C.(选修模块3-5)(12分)

(1)研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流。下列光电流I与AK之间的电压UAK的关系图象中,正确的是    

  (2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小_______(选填“增大、“减小”或“不变”), 原因是_______。

(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV, 金属钠的截止频率为5.53×1014Hz, 普朗克常量h=6.63×10-34Js.请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板, 能否发生光电效应。

 

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同步练习册答案