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1. 红、黄、蓝、紫四种单色光中,光子能量最小的是( )
A.
红光
B.
黄光
C.
蓝光
D.
紫光
【考点】
光子及其动量;
【答案】
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单选题
容易
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1. 某激光器能发射波长为λ的激光,发射功率为P,c表示光速,h为普朗克常量,则激光器每秒发射的光子数为( )
A.
B.
C.
D.
λPhc
单选题
容易
2. 植物叶片中的叶绿素a在阳光照射下进行光合作用,每吸收一份光子能量
, 就失去一个初动能为
的光电子,则叶绿素a吸收光的波长为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易
1. 已知一个激光发射器功率为
, 发射波长为
的光,光速为
, 普朗克常量为
, 则( )
A.
光的频率为
B.
光子的能量为
C.
光子的动量为
D.
在时间
内激光器发射的光子数为
单选题
普通
2. 有人设想在遥远的宇宙探测时,给探测器安上反射率极高(可认为100%)的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速。已知某探测器在轨道上运行,阳光恰好垂直照射在薄膜上,若膜面积为
, 每秒每平方米面积获得的太阳光能为
, 探测器总质量为
, 光速为
, 则探测器获得的加速度大小的表达式是(光子动量为
)( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
3. 被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中,有
倍被天眼接收,天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h,则该天体发射频率为v光子的功率为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
1. 我国在贵州平塘建成了世界最大单口径球面射电望远镜
, 其科学目标之一是搜索地外文明。在宁宙中,波长位于搜索地外文明的射电波段的辐射中存在两处较强的辐射,一处是波长为
的中性氢辐射,另一处是波长为
的羟基辐射。在真空中,这两种波长的辐射相比,中性氢辐射的光子( )
A.
频率更大
B.
能量更小
C.
动量更小
D.
传播速度更大
多选题
普通
2. 已知一个激光发射器功率为
, 发射波长为
的光,光速为
, 普朗克常量为
, 则( )
A.
光的频率为
B.
光子的能量为
C.
光子的动量为
D.
在时间
内激光器发射的光子数为
单选题
普通
3. 爱因斯坦提出光子说,认为每个光子具有的能量跟它的
成正比,比例常数为普朗克常量h,若用国际单位制基本单位表示,h的单位为
。
填空题
容易
1. 航空航天是人类拓展大气层和宇宙空间的产物。经过百余年的快速发展,航空航天已经成为21世纪最活跃和最有影响的科学技术领域之一,该领域取得的重大成就标志着人类文明的最新发展,也表征着一个国家科学技术的先进水平。
(1)
人类在不久的将来会从火星上采集一些“土壤”,带回地球进行研究,下列关于“土壤”研究结论的说法中正确的是( )
A.
含有的金属材料都是单晶体
B.
具有一定形状的属于多晶体
C.
具有固定熔点的一定是晶体
D.
显示各向同性都属于非晶体
(2)
大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛,我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为
, 每个激光脉冲中的光子数目为n,已知普朗克常量为h、光速为c,则下列说法中正确的是( )
A.
激光焊接利用了激光的相干性
B.
激光的频率为
C.
激光光子的动量为
D.
每个激光脉冲的能量为
(3)
王亚平在天宫课堂中演示了水球光学实验。在完全失重时往水球中央注入空气形成了一个内含气泡的水球,其简化模型如图所示,气泡与水球同心。航天员观察到水球中的气泡特别明亮,这主要是因为光在气泡内表面发生了
现象。若这种现象是在P点恰好发生的,
, 则水的折射率为
。(
,
)
(4)
一航天飞机在完成某次维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道II,如图所示,A点为轨道II上的远地点,B点为轨道I上的近地点。不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.
该航天飞机在轨道II上经过A点的速度小于经过B点的速度
B.
该航天飞机在轨道I上经过A点时的加速度大于它在轨道II上经过A点时的加速度
C.
在轨道II上从A点运动到B点的过程中,航天飞机的加速度一直变大
D.
要从轨道I进入轨道II,该航天飞机需在A点进行减速制动
(5)
随着航空领域的发展,实现火箭回收利用,成为了各国都在重点突破的技术。为了减缓对地的碰撞,设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分:①缓冲滑块,由高强绝缘材料制成,其内部边缘绕有闭合单匝正方形线圈abcd;②火箭主体,包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈(图中未画出),超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时,滑块立即停止运动,此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用,火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度,从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时,火箭主体的速度大小为
, 经过时间t火箭着陆,此时火箭速度为
;线圈abcd的电阻为R,其余电阻忽略不计;ab边长为l,火箭主体质量为m,匀强磁场的磁感应强度大小为B,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,求:
(1)缓冲滑块刚停止运动时,线圈ab边两端的电势差
;
(2)缓冲滑块刚停止运动时,火箭主体的加速度大小;
(3)火箭主体的速度从
减到
的过程中系统产生的电能。
解答题
普通
2. 半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示,
O
为圆心,直径
MN
水平,一细束单色光I沿半径方向从
A
处射入玻璃砖后,恰好在
O
点发生全反射。另一细束单色光Ⅱ平行于单色光I从最高点
B
射入玻璃砖后,折射到
MN
上的
D
点,
OD
的长度为9
d
,
B
、
D
两点间的距离为25
d
, 单色光Ⅰ和单色光Ⅱ的频率均为
, 光在真空中传播的速度为
c
。
(1)
求玻璃砖对单色光I(Ⅱ)的折射率
n
;
(2)
求单色光Ⅱ通过玻璃砖所用的时间
t
;
(3)
若单色光I(Ⅱ)光子的能量为
, 求单色光在真空(空气)中时光子的动量
。
计算题
普通
3. 研究光电效应的装置如图所示,光电管的阴极K用某金属制成,闭合开关S,用频率为
的光照射光电管阴极K,此时电流表中有光电流,调节滑动变阻器的滑片P,当电压表的示数为
时,微安表示数恰好变为0。已知光在真空中传播的速度为
c
, 电子的电荷量为
e
, 普朗克常量为
h
。
(1)
求阴极K的极限频率
;
(2)
若换用真空(空气)中波长为
的光照射光电管的阴极K,求此时的遏止电压
;
(3)
随着科技的发展,人们发现用某强激光照射光电管阴极K时,一个电子在极短时间内能吸收3个光子,若该强激光恰好不能使阴极K发生光电效应,求该强激光的光子在真空中的动量大小
。
计算题
困难
1. 被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星,领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测,其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中,有
倍被天眼接收,天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h,则该天体发射频率为v光子的功率为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
2. 【加试题】波长为λ
1
和λ
2
的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ
1
的光的条纹间距大于波长为λ
2
的条纹间距。则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ
1
和λ
2
的光所对应的物理量)( )
A.
这两束光的光子的动量p
1
>p
2
B.
这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C
1
>C
2
C.
这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U
1
>U
2
D.
这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能△E
1
>△E
2
多选题
普通