1 . 某广播电台发射功率为10kW、在空气中波长为187.5m的电磁波,已知普朗克常量。则:
(1)该电台每秒从天线发射多少个光子?
(2)若发射的能量子四面八方视为均匀的,试求在离天线2.5km处直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。(结果均保留一位有效数字)
(1)该电台每秒从天线发射多少个光子?
(2)若发射的能量子四面八方视为均匀的,试求在离天线2.5km处直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率。(结果均保留一位有效数字)
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2 . 的质量是3.016050u,质子的质量是1.007277u,中子的质量是1.008665u,1u相当于931MeV的能量,(普朗克常量h=6.63×10-34J.S)求:(计算结果保留三位有效数字)
(1)一个质子和两个中子结合为氚核,写出该核反应方程并判断是吸收还是放出能量?该能量是多少?
(2)氚核的比结合能是多少?
(3)如果此能量是以光子形式放出的,则光子的频率是多少?
(1)一个质子和两个中子结合为氚核,写出该核反应方程并判断是吸收还是放出能量?该能量是多少?
(2)氚核的比结合能是多少?
(3)如果此能量是以光子形式放出的,则光子的频率是多少?
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3 . 用波长λ = 0.50μm的绿光照射某金属,发出的光电子垂直进入的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为0.6cm(电子电荷量C,质量,普朗克常量。求:
(1)光电子的最大初动能。
(2)该金属发生光电效应的极限频率。(以上结果均保留三位有效数字)
(1)光电子的最大初动能。
(2)该金属发生光电效应的极限频率。(以上结果均保留三位有效数字)
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4 . (1)如图所示,正方体密闭容器中有大量气体分子,当这些运动的分子与器壁发生碰撞时,就会产生作用力,从而产生压强。设密闭容器中每个气体分子质量为m,单位体积内分子数量为n。为简化问题,我们假定:分子大小及分子间相互作用力可忽略,且分子与器壁各面碰撞的机会均等(正方体每个面有的概率),分子运动的平均速率为v,分子与器壁垂直碰撞且原速率反弹,利用所学力学知识。
①求平均一个分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I;
②证明:气体分子对器壁的压强(注意:证明过程中需要用到但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)。
(2)光压的产生机理与气体压强产生的机理类似。为简化问题,我们做如下假定:每个光子的频率均为ν,光子与器壁各面碰撞的机会均等,光子与器壁碰撞为弹性碰撞,且碰撞前后瞬间,光子动量方向都与器壁垂直,不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收,光子的总数保持不变,且单位体积内光子个数为n;光子之间无相互作用。已知单个光子的能量ε和动量p间存在关系(其中c为光速),普朗克常数为h,写出光压p光的表达式(结果用n、h、ν表示)。
①求平均一个分子与器壁碰撞一次受到的冲量大小I;
②证明:气体分子对器壁的压强(注意:证明过程中需要用到但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)。
(2)光压的产生机理与气体压强产生的机理类似。为简化问题,我们做如下假定:每个光子的频率均为ν,光子与器壁各面碰撞的机会均等,光子与器壁碰撞为弹性碰撞,且碰撞前后瞬间,光子动量方向都与器壁垂直,不考虑器壁发出的光子数和对光子的吸收,光子的总数保持不变,且单位体积内光子个数为n;光子之间无相互作用。已知单个光子的能量ε和动量p间存在关系(其中c为光速),普朗克常数为h,写出光压p光的表达式(结果用n、h、ν表示)。
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5 . 如图所示,光电管的阴极K用某种金属制成,闭合开关S,用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时,产生了光电流。移动变阻器的滑片,当光电流恰为零时,电压表的示数为U,已知该金属的逸出功为WG,普朗克常量为h,电子电荷量为e,真空中的光速为c,求:
(1)激光在真空中的波长λ;
(2)激光光源单位时间内产生的光子数N;
(3)滑片移动到最左端时,电流为I,求该状态下,单位时间内通过电流表的电子数Ne。
(1)激光在真空中的波长λ;
(2)激光光源单位时间内产生的光子数N;
(3)滑片移动到最左端时,电流为I,求该状态下,单位时间内通过电流表的电子数Ne。
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6 . “夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线。硬X射线是波长很短的光子,设波长为。若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线,卫星探测仪镜头正对着太阳,每秒接收到N个该种光子。已知探测仪镜头面积为S,卫星离太阳中心的距离为R,普朗克常量为h,光速为c,求:
(1)每个光子的动量p和能量E;
(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。
(1)每个光子的动量p和能量E;
(2)太阳辐射硬X射线的总功率P。
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2023-06-12更新
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8046次组卷
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20卷引用:江苏省南通市海安市实验中学2022-2023学年高二下学期6月月考物理试题
江苏省南通市海安市实验中学2022-2023学年高二下学期6月月考物理试题2023年高考江苏卷物理真题(已下线)2023年高考物理真题完全解读(江苏卷)河北省唐山市冀东名校2022-2023学年高二下学期7月期末物理试题(已下线)17.1光电效应与波粒二象性-2024年高考物理一轮复习100考点100讲(已下线)专题65 能量量子化-学易金卷:十年(2014-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)专题66 光电效应-学易金卷:十年(2014-2023)高考物理真题分项汇编(全国通用)(已下线)16.1 光电效应 波粒二象性(讲)福建省莆田市莆田锦江中学2023-2024学年高三上学期第一次阶段考试(开学)物理试题(已下线)2023年江苏卷物理试题T14-光子的动量及其公式-计算题(已下线)专题13 近代物理初步-2023年高考物理母题题源解密(全国通用)(已下线)阶段性检测《近代物理》-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(新高考通用)(已下线)第55讲 光电效应及波粒二象性-【划重点】2024年高考物理一轮复习精细讲义2024大二轮刷题首选卷 专题五 考点4 近代物理初步2024步步高大二轮 专题强化练 专题五 第14练 近代物理24版高中总复习第二轮(新教材新高考)第四讲 近代物理(已下线)2019人教版课后习题 必修3 第十三章 5.能量量子化变式题(已下线)第19讲 近代物理初步 (练)2024年二轮总复习物理(江苏)19 微专题12 原子物理(讲)(已下线)FHgkyldyjwl16
7 . 在一次学校组织团建活动中,老师们参加了一场真人CS游戏,在游戏过程中,物理梁老师发现当敌人到自己的距离过于远时,无论瞄得多准都无法有效击中敌人,而在射程范围内时,与敌人的距离远近对瞄准的难度几乎没有影响。梁老师觉得这个规律有点意思,回校就查阅了相关的资料,发现在真人CS中使用的枪支对外发出的是具有一定散射角的激光,瞄准目标身上的瞄准点实为激光传感器,当传感器接受到的激光所达的功率足够大时,即可被有效击中。对这一过程简化后可以进行如下建模:一激光源发射功率为,发出的激光波长为,散射角为(是很小的角),激光源在散射范围内向各个方向的发射功率密度都相同,如图所示,图中带虚线的箭头方向为“正中瞄准方向”,该方向为散射激光束的对称方向;激光传感器有一定的面积,但其几何尺寸远小于激光源和传感器之间的距离,因此可以近似视作一个点,使激光传感器产生“击中”输出信号的最小功率阈值为,假设传感器的接收面始终正对激光源。已知普朗克常数为h,真空中的光速为c。
(1)请直接写出该激光源发射的单个激光光子的能量和动量;
(2)如图所示是一次瞄准时的示意图,A点为激光源,B点为激光传感器(可视作一点且在射程范围内),为了使激光传感器产生“击中”输出信号,请在图中画出“正中瞄准方向”的可行范围,并就此说明为何瞄准对象的远近对瞄准难度没有影响;
(3)已知激光传感器的接收面积为,用激光源射击激光传感器时,为了使激光传感器产生“击中”输出信号,求激光源和激光传感器之间的最大距离L,假设所有光子都被传感器完全吸收,再求此时激光对传感器产生的作用力F的大小;(提示:对于小角,可以把到激光源一定距离处的局部球面近似视作平面来进行计算其面积)
(4)根据上面的计算,有人提出可以通过提高激光源功率的方法来增大激光枪的射程,请你评价该建议的可行性和存在的问题,再给出一条更为合理的建议。
(1)请直接写出该激光源发射的单个激光光子的能量和动量;
(2)如图所示是一次瞄准时的示意图,A点为激光源,B点为激光传感器(可视作一点且在射程范围内),为了使激光传感器产生“击中”输出信号,请在图中画出“正中瞄准方向”的可行范围,并就此说明为何瞄准对象的远近对瞄准难度没有影响;
(3)已知激光传感器的接收面积为,用激光源射击激光传感器时,为了使激光传感器产生“击中”输出信号,求激光源和激光传感器之间的最大距离L,假设所有光子都被传感器完全吸收,再求此时激光对传感器产生的作用力F的大小;(提示:对于小角,可以把到激光源一定距离处的局部球面近似视作平面来进行计算其面积)
(4)根据上面的计算,有人提出可以通过提高激光源功率的方法来增大激光枪的射程,请你评价该建议的可行性和存在的问题,再给出一条更为合理的建议。
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名校
8 . 宇宙飞船上的太阳帆在光压作用下,获得动力,实现星际航行。频率为的单色光垂直照射到镀铝帆板上,帆板几乎能反射所有光子。已知该帆板接受到的光辐射功率为P,普朗克常量为h,真空中光速为c,求:
(1)每秒钟帆板接受到光子数n;
(2)帆板所受的光压力大小F。
(1)每秒钟帆板接受到光子数n;
(2)帆板所受的光压力大小F。
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名校
9 . 2022年11月30日5时42分,历时6.5小时,神舟十五号对接在核心舱的前向口,中国两个航天员乘组在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影。我国正进行太阳帆推进器和离子推进器的研究,宇宙飞船上携带面积很大反射率极高的太阳帆,太阳帆推进器利用太阳光作用在太阳帆的压力提供动力,离子推进器利用电场加速后的离子气体的反冲作用加速航天器。由量子理论可知每个光子的动量为,光子的能量为(为光子的频率),调整太阳帆使太阳光垂直照射。已知真空中光速为c,光子的频率,普朗克常量h,太阳帆面积为S,时间t内太阳光垂直照射到太阳帆每平方米面积上的太阳光能为E,宇宙飞船的质量为M,所有光子照射到太阳帆上后全部被等速率反射。
(1)求时间t内作用在太阳帆的光子个数;
(2)求在太阳光压下宇宙飞船的加速度大小;
(3)若该飞船离开太阳系后通过加速电压U,加速N个质量为m的二价氧离子,通过反冲原理使宇宙飞船获得加速,不考虑发射粒子后飞船质量变化,元电荷为e。求发射N个氧离子后飞船的速度大小(以发射氧离子前飞船为参考系)。
(1)求时间t内作用在太阳帆的光子个数;
(2)求在太阳光压下宇宙飞船的加速度大小;
(3)若该飞船离开太阳系后通过加速电压U,加速N个质量为m的二价氧离子,通过反冲原理使宇宙飞船获得加速,不考虑发射粒子后飞船质量变化,元电荷为e。求发射N个氧离子后飞船的速度大小(以发射氧离子前飞船为参考系)。
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2023-02-11更新
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630次组卷
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3卷引用:山东省新泰市第一中学2023-2024学年高二上学期第二次阶段性检测(12月)物理试题(实验部)
名校
10 . 如图所示,光电管的阴极K用某种金属制成,闭合开关S,用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时,产生了光电流。移动变阻器的滑片,当光电流恰为零时,电压表的示数为U,已知该金属的逸出功为W0,普朗克常量为h,电子电荷量为e,真空中的光速为c,求:
(1)激光在真空中的波长;
(2)激光光源单位时间内产生的光子数N。
(1)激光在真空中的波长;
(2)激光光源单位时间内产生的光子数N。
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2023-01-18更新
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2338次组卷
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9卷引用:江苏省徐州市第七中学2022-2023学年高三下学期第一次检测物理试题
江苏省徐州市第七中学2022-2023学年高三下学期第一次检测物理试题2023届江苏省徐州市高三上学期第一次调研测试物理试题(已下线)第四章 原子结构和波粒二象性 讲和练(已下线)2023届江苏省高三模拟物理试题(二)(已下线)20 .近代物理初步-2023年江苏、福建、辽宁、海南、湖北地区一模分类汇编辽宁省大连市长兴岛中学2022-2023学年高三下学期3月模拟考试物理试题2023届江苏省苏北四市(淮宿连徐)高三上学期一模物理试卷2024年二轮总复习物理(江苏)16 热点练十六 近代物理初步 物理学史与思想方法(已下线)押江苏卷13题 光学、热学、原子物理计算-备战2024年高考物理临考题号押题(江苏卷)