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题文

原子在不停地做热运动,为了能高精度地研究孤立原子的性质,必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间,例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术,原理如下:
在一个真空室内,一束非常准直的Na-23原子束(通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得,原子做热运动的速率近似为v0="1" 000 m/s),受一束激光的正面照射,如图15-2-3所示.设原子处在基态,运动方向与激光光子的运动方向相反,选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差,原子就能吸收它而发生跃迁,跃迁后原子的速度为v1,随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的,此时原子的速度为v2,接着重复上述过程,直到原子的速度减小到零.

图15-2-3
(1)吸收与发射光子的总次数为多少?
(2)原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命,大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间,按上述方式,原子初速度v0减小到零,共需多长时间?该时间内原子共走过的路程为多少?(E=3.36×10-19 J,钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s)

科目 物理   题型 综合题   难度 较易
知识点: 常用裂变反应堆的类型
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一质点沿x轴运动,开始时位置为=-2m,第1s末位置为,第2s末位置为。请分别求出第1s内和第2s内质点位移的大小和方向。

如图所示,两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m,导轨平面与水平面夹角为,导轨上端跨接一定值电阻R=1.6,导轨电阻不计.整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场中,金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置,且与导轨保持良好接触,其长刚好为d、质量度m=0.10kg、电阻r=0.40,距导轨底端的距离。另一根与金属棒平行放置的绝缘棒gh长度也为d,质量为m/2,从轨道最低点以速度沿轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极短),碰后金属棒沿导轨上滑后再次静止。测得从碰撞至金属棒静止过程中电阻R上产生的焦耳热为。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为,取,求:
(1)碰后瞬间两棒的速度
(2)碰后瞬间金属的加速度
(3)金属棒在导轨上运动的时间

如图所示,倾角θ=37°的固定斜面长L=5m,在斜面底端有一质量m=5kg的物体,今用一水平力D=100N去推m,从斜面底端由静止开始沿斜面运动。已知物体与斜面间动摩擦因数时撤去F,试通过计算问物体能否冲上斜面顶端?(

如图所示,可视为质点的三物块ABC放在倾角为300、长L=2m的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数μAB紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,三物块的质量分别为mA=0.80kg、mB=0.64kg、mC=0.50kg,其中A不带电,BC的带电量分别为qB=+4.0×10-5C、qC=+2.0×10-5C且保持不变,开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为零,则相距为r时,两点电荷具有的电势能可表示为。现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上一直作加速度a=1.5m/s2的匀加速直线运动,经过时间t0,力F变为恒力,当A运动到斜面顶端时撤去力F。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2g=10m/s2。求:

(1)未施加力F时物块BC间的距离;
(2)t0时间内A上滑的距离;
(3)力FA物块做的总功。

如图(a),质量m的物体沿倾角的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k表示,物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示。求:

(1)物体与斜面间的动摩擦因数m
(2)比例系数k

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