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【題目】光子具有能量,也具有動量。光照射到物體表面時,會對物體產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”。光壓的產(chǎn)生機(jī)理如同氣體壓強(qiáng):大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力,器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。設(shè)太陽光每個光子的平均能量為E,太陽光垂直照射地球表面時,在單位面積上的輻射功率為P0。已知光速為c,則光子的動量為E/c。求:
(1)若太陽光垂直照射在地球表面,則時間t內(nèi)照射到地球表面上半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)太陽光的光子個數(shù)是多少?
(2)若太陽光垂直照射到地球表面,在半徑為r的某圓形區(qū)域內(nèi)被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量變化可忽略不計(jì)),則太陽光在該區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓(用I表示光壓)是多少?
(3)有科學(xué)家建議利用光壓對太陽帆的作用作為未來星際旅行的動力來源。一般情況下,太陽光照射到物體表面時,一部分會被反射,還有一部分被吸收。若物體表面的反射系數(shù)為ρ,則在物體表面產(chǎn)生的光壓是全反射時產(chǎn)生光壓的倍。設(shè)太陽帆的反射系數(shù)ρ=0.8,太陽帆為圓盤形,其半徑r=15m,飛船的總質(zhì)量m=100kg,太陽光垂直照射在太陽帆表面單位面積上的輻射功率P0=1.4kW,已知光速c=3.0×108m/s。利用上述數(shù)據(jù)并結(jié)合第(2)問中的結(jié)論,求太陽帆飛船僅在上述光壓的作用下,能產(chǎn)生的加速度大小是多少?不考慮光子被反射前后的能量變化。(保留2位有效數(shù)字)
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【題目】如圖,一水平彈簧振子,O為平衡位置,振子在B、C之間做簡諧運(yùn)動,設(shè)向右為正方向,則振子
A. 由C向O運(yùn)動時,位移為正值,速度為正值,加速度為正值
B. 由O向B 運(yùn)動時,位移為正值,速度為正值,加速度為負(fù)值
C. 由B向O運(yùn)動時,位移為負(fù)值,速度為正值,加速度為負(fù)值
D. 由O向C運(yùn)動時,位移為負(fù)值,速度為負(fù)值,加速度為負(fù)值
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【題目】一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭.下列說法正確的是
A. 副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz
B. 副線圈輸出電壓的有效值為31V
C. P向右移動時,原、副線圈的電流比減小
D. P向右移動時,變壓器的輸入功率增加
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【題目】空調(diào)機(jī)制冷時,把熱量從溫度較低的室內(nèi)傳遞到溫度較高的室外,此過程( )
A.遵守?zé)崃W(xué)第二定律
B.遵守能量守恒定律
C.遵守?zé)崃W(xué)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?zé)崃W(xué)第二定律
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【題目】由牛頓第二定律可知,無論怎樣小的力都可以使物體產(chǎn)生加速度,可是當(dāng)我們用一個力推桌子沒有推動時是因?yàn)? )
A. 牛頓第二定律不適用于靜止的物體
B. 桌子的加速度很小,速度增量很小,眼睛不易覺察到
C. 推力小于摩擦力,加速度是負(fù)值
D. 推力、重力、地面的支持力與摩擦力的合力等于零,物體的加速度為零,所以物體仍靜止
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【題目】在粗糙絕緣的水平面上固定一個帶電荷量為Q的正點(diǎn)電荷.已知點(diǎn)電荷周圍電場中的電勢可表示為已知點(diǎn)電荷周圍電場的電勢可表示為(取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,公式中k為靜電力常量,Q為場源電荷的電荷量,r為距場源電荷的距離).現(xiàn)有一質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的滑塊(可視作質(zhì)點(diǎn)),其與水平面的動摩擦因數(shù)為μ,,則( )
A. 滑塊與帶電荷量為Q的正電荷距離為x1時,滑塊的電勢能為
B. 若將滑塊無初速度地放在距離場源點(diǎn)電荷x1處,滑塊最后將停在距離場源點(diǎn)電荷處
C. 若將滑塊無初速度地放在距離場源點(diǎn)電荷x1處,滑塊運(yùn)動到距離場源點(diǎn)電荷x3處的加速度為
D. 若將滑塊無初速度地放在距離場源點(diǎn)電荷x1處,滑塊運(yùn)動到距離場源點(diǎn)電荷x3處的速度為
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【題目】如圖為某種魚餌自動投放器的裝置示意圖,其下部AB是一長為的豎直細(xì)管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長為R.下端固定的輕質(zhì)彈簧。彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌射出去。投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到后鎖定,此時彈簧的彈性勢能為(g為重力加速度)。不計(jì)魚餌在運(yùn)動過程中的 機(jī)械能損失,求:
(1)魚餌到達(dá)管口C時的速度大小;
(2)魚餌到達(dá)管口C時對管子的作用力大小和方向;
(3)已知地面比水面高出,若豎直細(xì)管AB的長度可以調(diào)節(jié),圓弧彎管BC可隨豎直細(xì)管一起升降,求魚餌到達(dá)水面的落點(diǎn)與AB所在豎直線之間的最大距離。
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【題目】如圖所示,足夠長的光滑水平直導(dǎo)線的間距為,電阻不計(jì),垂直軌道平面有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,導(dǎo)軌上相隔一定距離放置兩根長度均為的金屬棒,a棒質(zhì)量為m,電阻為R,b棒質(zhì)量為,電阻為,現(xiàn)給a棒一個水平向右的初速度,求:(a棒在以后的運(yùn)動過程中沒有與b棒發(fā)生碰撞)
(1)b棒開始運(yùn)動的方向;
(2)當(dāng)a棒的速度減為時,b棒剛好碰到了障礙物,經(jīng)過很短時間速度減為零(不反彈),求碰撞過程中障礙物對b棒的沖擊力大;
(3)b棒碰到障礙物后,a棒繼續(xù)滑行的距離。
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【題目】為研究某種材料的熒光特性,興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖示裝置:讓質(zhì)子經(jīng)過MN兩金屬板之間的電場加速后,進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場,磁場的寬度,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小,以出射小孔O為原點(diǎn),水平向右建立x軸,在區(qū)域的熒光屏上涂有熒光材料,(已知質(zhì)子的質(zhì)量,電量,進(jìn)入電場時的初速度可略)
(1)要使質(zhì)子能打在熒光屏上,加速電壓的最小值是多少?
(2)當(dāng)質(zhì)子打中熒光屏?xí)r的動能超過,可使熒光材料發(fā)光。對于不同的加速電壓,熒光屏上能夠發(fā)光的區(qū)域長度是多少?
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