【題目】根據(jù)量子理論，光子的能量為E=hv，其中h是普朗克常量。

（1）根據(jù)愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E=mc2，光子的質(zhì)量可表示為m=E/c2，由動(dòng)量的定義和相關(guān)知識，推導(dǎo)出波長為λ的光子動(dòng)量的表達(dá)式p=h/λ；

（2）光子能量和動(dòng)量的關(guān)系是E=pc。既然光子有動(dòng)量，那么光照到物體表面，光子被物體吸收或反射時(shí)，都會(huì)對物體產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。

a. 一臺(tái)二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光功率為P0=103W，發(fā)出的一細(xì)束激光束的橫截面積為S=1mm2。若該激光束垂直照射到物體表面，且光子全部被該物體吸收，求激光束對該物體產(chǎn)生的光壓P0的大��；

b. 既然光照射物體會(huì)對物體產(chǎn)生光壓，科學(xué)家設(shè)想在遙遠(yuǎn)的宇宙探測中，可以用光壓為動(dòng)力使航天器加速，這種探濺器被稱做“太陽帆”。設(shè)計(jì)中的某個(gè)太陽帆，在其運(yùn)行軌道的某一階段，正在朝遠(yuǎn)離太陽的方向運(yùn)動(dòng)，太陽帆始終保持正對太陽。已知太陽的質(zhì)量為2×1030kg，引力常量G=7×10-11Nm2/kg2，太陽向外輻射能量的總功率為P=4×1026W，太陽光照到太陽帆后有80%的太陽光被反射。探測器的總質(zhì)量為m=50kg�？紤]到太陽對探測器的萬有引力的影響，為了使由太陽光光壓產(chǎn)生的推動(dòng)力大于太陽對它的萬有引力，太陽帆的面積S至少要多大？（計(jì)算結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

【答案】（1）證明見解析；（2）a. ；b.

【解析】

（1）光子的能量E=mc2
E＝hν＝h
光子的動(dòng)量p=mc可得
（2）一小段時(shí)間△t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F△t=np
產(chǎn)生的光壓I＝

解得I＝

帶入數(shù)據(jù)解得：I=3.3pa

（3）由（2）同理可知，當(dāng)光80%被反射，20%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IS′＞G
解得S′＞ ，帶入數(shù)據(jù)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】如圖所示，A為武警車，B為逃犯汽車，兩車均視為質(zhì)點(diǎn)靜止且相距，B到邊境線C的距離。某時(shí)刻B開始以的加速度由靜止開始滑垂直邊境線C的平直公路做勻加速直線運(yùn)動(dòng)向邊境逃竄，與此同時(shí)武警接到群眾舉報(bào)，從接到舉報(bào)到武警車啟動(dòng)歷時(shí)，若A以的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)追B，已知A能達(dá)到的最大速度，B能達(dá)到的最大速度，兩車速度達(dá)到最大后均做勻速運(yùn)動(dòng)

（1）求兩車間的最大距離；

（2）試通過計(jì)算判斷A能否在境內(nèi)追上B。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，因此光譜研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑。利用氫氣放電管可以獲得氫原子光譜，根據(jù)玻爾理論可以很好地解釋氫原子光譜的產(chǎn)生機(jī)理。己知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1，激發(fā)態(tài)能量為，其中n=2，3，4…。1885年，巴爾末對當(dāng)時(shí)已知的在可見光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長能夠用一個(gè)公式表示，這個(gè)公式寫做，n=3，4，5，…。式中R叫做里德伯常量，這個(gè)公式稱為巴爾末公式。用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，則里德伯常量R可以表示為

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖a所示，在光滑水平面上，O為水平直線MN上的一點(diǎn)，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)的左方時(shí)受到水平向右的恒力作用，運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的右方時(shí)，同時(shí)還受到水平恒力的作用，設(shè)質(zhì)點(diǎn)從圖示位置由靜止開始運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖b所示，在0-時(shí)間內(nèi)，下列說法錯(cuò)誤的是( )

A. 質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)右方運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

B. 質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)的左方加速度大小為

C. 的大小為

D. 質(zhì)點(diǎn)在0-這段時(shí)間內(nèi)的最大位移為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,物體m放在斜面上,給物體一個(gè)沿斜面向下的初速度,物體開始沿斜面向下滑動(dòng),設(shè)物體的加速度為,若只在物體m上再放一個(gè)物體,則與m一起下滑的加速度為,若只在m上施加一個(gè)方向豎直向下、大小等于的力F,此時(shí)m下滑的加速度為。關(guān)于、、的關(guān)系正確的是( )

A. =0時(shí),一定有=0,>0

B. =0時(shí),=，且一定為零

C. 只要≠0且沿斜面向下,一定有=<

D. 不管如何,都有==

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（10分）有一個(gè)冰上滑木箱的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手們從起點(diǎn)開始用力推箱一段時(shí)間后，放手讓箱向前滑動(dòng)，若箱最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若箱最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)就視為失敗。其簡化模型如圖所示，AC是長度為L1＝7 m的水平冰面，選手們可將木箱放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推箱，BC為有效區(qū)域。已知BC長度L2＝1 m，木箱的質(zhì)量m＝50 kg，木箱與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1。某選手作用在木箱上的水平推力F＝200 N，木箱沿AC做直線運(yùn)動(dòng)，若木箱可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10 m/s2。那么該選手要想游戲獲得成功，試求：

(1)推力作用在木箱上時(shí)的加速度大��；

(2)推力作用在木箱上的時(shí)間滿足什么條件？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩輛車在相鄰的兩條平行直軌道上同向勻速行駛，甲車的速度為v1＝16m/s，乙車的速度為v2＝l2m/s，乙車在甲車的前面.當(dāng)兩車相距L＝6m時(shí)，兩車同時(shí)開始剎車，從此時(shí)開始計(jì)時(shí)，甲車以a1＝2m/s2的加速度剎車，7s后立即改做勻速運(yùn)動(dòng)：乙車剎車的加速度為a2＝lm/s2，求：

(1)兩車經(jīng)過多長時(shí)間速度相等

(2)兩車經(jīng)過多長時(shí)間相遇

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，木塊m放在光滑的水平面上、一顆子彈水平射入木塊中，子彈受到的平均作用力為f，射入深度為d，此過程中木塊移動(dòng)了s,則 ( )

A. 子彈損失的動(dòng)能為fs

B. 木塊增加的動(dòng)能為f(s+d)

C. 子彈動(dòng)能的減少等于木塊動(dòng)能的增加

D. 子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失為fd

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，水平面上有兩根相距0.5m的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，它們的電阻可忽略不計(jì)，在M和P之間接有阻值為R＝3.0Ω的定值電阻.導(dǎo)體棒ab長L＝0.5m，其電阻為r＝1.0Ω，與導(dǎo)軌接觸良好.整個(gè)裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T.現(xiàn)使ab以v＝10m/s的速度向右做勻速運(yùn)動(dòng).

⑴ab兩點(diǎn)電勢差為多少？

⑵使ａｂ棒向右勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F為多少？

⑶拉力的功率為多少？

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