高考物理微元法解決物理試題練習(xí)題及答案(參考版)
2025-04-05 04:43本頁面
【正文】 14．光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外還具有動量．由狹義相對論可知，一定的質(zhì)量m與一定的能量E相對應(yīng)：，其中c為真空中光速．（1）已知某單色光的頻率為ν，波長為λ，該單色光光子的能量，其中h為普朗克常量．試借用質(zhì)子、電子等粒子動量的定義：動量=質(zhì)量速度，推導(dǎo)該單色光光子的動量．（2）光照射到物體表面時(shí)，如同大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞一樣，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會對物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”，用I表示．一臺發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束某頻率的激光，光束的橫截面積為S．當(dāng)該激光束垂照射到某物體表面時(shí)，假設(shè)光全部被吸收，試寫出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式．【答案】（1）見解析（2）【解析】試題分析：（1）根據(jù)能量與質(zhì)量的關(guān)系，結(jié)合光子能量與頻率的關(guān)系以及動量的表達(dá)式推導(dǎo)單色光光子的動量；（2）根據(jù)一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)，結(jié)合動量定理求出其在物體表面引起的光壓的表達(dá)式．（1）光子的能量，光子的動量，可得（2）一小段時(shí)間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)光照射物體表面，由動量定理產(chǎn)生的光壓解得：15．從微觀角度來看，氣體壓強(qiáng)的大小跟兩個(gè)因素有關(guān)：一個(gè)是氣體分子的平均動能，一個(gè)是分子的密集程度．如圖所示，可以用豆粒做氣體分子的模型，演示氣體壓強(qiáng)產(chǎn)生的機(jī)理．為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動能的關(guān)系，應(yīng)該如下操作：________________________________________________；為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子密集程度的關(guān)系，應(yīng)該如下操作：________________________________________________．【答案】將相同數(shù)量的豆粒先后從不同高度在相同時(shí)間內(nèi)連續(xù)釋放，使它們落在臺秤上 將不同數(shù)量的豆粒先后從相同高度在相同時(shí)間內(nèi)連續(xù)釋放，使它們落在臺秤上． 【解析】為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子的平均動能的關(guān)系，應(yīng)控制分子的密集程度，即將相同數(shù)量的豆粒先后從不同高度在相同時(shí)間內(nèi)連續(xù)釋放，使它們落在臺秤上；為了模擬演示氣體壓強(qiáng)與氣體分子密集程度的關(guān)系，應(yīng)控制分子的
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