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=E/C,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:由大量的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2P/CS.
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.试估算这种平板车的厚度应小于多少?设平板处于地球绕太阳运动的公转轨道上,且平板表面所受的光压处于最大值,不考虑太阳系内其它各行星对平板的影响,已知地球公转轨道上的太阳能量为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.
(选修模块3-3)(15分)
(1)下列说法中正确的是
A.扩散运动向着更为无序的方向进行,是可逆过程 |
B.物体的内能取决于温度、体积和物质的量 |
C.分子间作用力随分子间距离的增大而减小 |
D.液晶对不同颜色光的吸收强度随电场强度的变化而变化 |
(2)一定质量的理想气体从状态(p1、V1)开始做等温膨胀,状
态变化如图中实线所示.若该部分气体从状态(p1、V1)开始
做绝热膨胀至体积V2,则对应的状态变化图线可能是图中虚
线(选填图中虚线代号).( )
(3)如图所示,一定质量的理想气体用不导热的活塞封闭在内壁
光滑的绝热气缸内,气缸竖直放置,缸内安装一电热丝,活塞
质量m,横截面积S,外界大气压强p0,重力加速度g.开始
时活塞处于静止状态,将电热丝通电给气体缓慢加热,测得电
热丝两端电压为U,通过的电流为I.经过时间t,活塞缓慢向
上移动距离L0.
求:①气体对外所做的功;
②气体内能的增量.
右下图为示波器的部分构造示意图,真空室中阴极K不断发出初速度可忽略的电子,电子经电压为U0的电场加速后,由孔N沿长为I、相距为d的两平行金属板A、B间的中心轴线进入两板间,电子穿过A、B后最终可打在中心为O的荧光屏CD上。若在AB间加上变化规律为的交变电压,恰好能让t=0时刻进入AB间的电子经A板右边缘射出打在荧光屏上。假设在电子通过两板的极短时间内AB间电场可视为恒定不变。已知电子电荷量为e,质量为m,电子所受重力不计。求:
(1)电子通过孔N时的速度大小;
(2)A、B间电压的最大值Umax和有效值U。
如图所示,一个长L1=0.9m、宽L2=0.6m的光滑斜面体,其倾角θ=30°.有一长度L=0.4m的轻质绳一端固定在距斜面顶点A为L=0.4m斜面边缘的O点上,另一端系一质量m=1kg的小球.现把小球拉至顶点A处,以v0=2m/s的初速度沿斜面顶边缘水平抛出.(g取10m/s2)
(1)刚开始小球做什么运动?并说明理由.
(2)求小球运动至斜面边缘B点时受到绳子的拉力FT.
(3)若小球运动至B点时绳子刚好断了,求小球从斜面上飞出后落地点与最初抛出点在地面上投影点的距离L3.(最后结果可用根式表示)
“刹车防抱死”装置是目前一种先进的汽车制动装置,该装置可以保证车轮在制动时不被抱死,使车轮仍有一定的滚动,安装了此装置的汽车在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小。假设某汽车安装此装置后刹车制动力恒为车重的0.50倍,汽车行驶的速度为72km/h,驾驶员的反应时间为0.40s。试求驾驶员从发现前方情况到车停止过程中,汽车运动的时间与前进的距离。(g取10m/s2)
某同学用图1-2所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每3个点取一个计数点,所以测量数据及其标记符号如图所示.
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方法A:由……,
取平均值g="8.667" m/s2;
方法B:由取平均值g="8.673" m/s2.
从数据处理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,对实验结果起作用的,方法A中有__________;方法B中有__________.因此,选择方法___________(A或B)更合理,这样可以减少实验的__________(系统或偶然)误差.本实验误差的主要来源有____________(试举出两条)