【題目】對(duì)于同一物理問題,常?梢詮暮暧^與微觀兩個(gè)不同角度進(jìn)行研究,找出其內(nèi)在聯(lián)系,從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。

1)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(dòng)量。我們知道光子的能量,動(dòng)量,其中v為光的頻率,h為普朗克常量,λ為光的波長。由于光子具有動(dòng)量,當(dāng)光照射到物體表面時(shí),會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力,這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是光壓,用I表示。一臺(tái)發(fā)光功率為P0的激光器發(fā)出一束頻率為的激光,光束的橫截面積為S。當(dāng)該激光束垂直照射到某物體表面時(shí),假設(shè)光全部被吸收(即光子的末動(dòng)量變?yōu)?/span>0)。求:

a.該激光器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)N;

b.該激光作用在物體表面時(shí)產(chǎn)生的光壓I

2)從微觀角度看,氣體對(duì)容器的壓強(qiáng)是大量氣體分子對(duì)容器壁的頻繁撞擊引起的。正方體密閉容器中有大量運(yùn)動(dòng)的粒子,每個(gè)粒子質(zhì)量為m,單位體積內(nèi)粒子數(shù)量為n。為簡(jiǎn)化問題,我們假定:粒子大小可以忽略;速率均為v,且與容器壁各面碰撞的機(jī)會(huì)均等;與容器壁碰撞前后瞬間,粒子速度方向都與容器壁垂直,且速率不變。

a.利用所學(xué)力學(xué)知識(shí),推導(dǎo)容器壁受到的壓強(qiáng)Pm、nv的關(guān)系;

b.我們知道,理想氣體的熱力學(xué)溫度T與分子的平均動(dòng)能成正比,即,式中α為比例常數(shù)。請(qǐng)從微觀角度解釋說明:一定質(zhì)量的理想氣體,體積一定時(shí),其壓強(qiáng)與溫度成正比。

【答案】(1)a. b. (2)a. b.見解析

【解析】

1a.單位時(shí)間的能量為:,光子能量:,得單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)

b.該激光作用在物體表面產(chǎn)生的壓力用F0表示,根據(jù)牛頓第三定律物體表面對(duì)光子的力大小也為F0,時(shí)間為,由動(dòng)量定理可知:,解得

2a.在容器壁附近,取面積為S,高度為的體積內(nèi)的粒子為研究對(duì)象。該體積中粒子個(gè)數(shù),可以撞擊該容器壁的粒子數(shù),一個(gè)撞擊容器壁的氣體分子對(duì)其產(chǎn)生的壓力用F來表示,根據(jù)牛頓第三定律容器壁對(duì)氣體分子的力大小也為F,由,得,容器壁受到的壓強(qiáng)

b.,解得,一定質(zhì)量的理想氣體,體積一定時(shí),其壓強(qiáng)與溫度成正比。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上有一輕質(zhì)彈簧,其一端固定在斜面下端的擋板上,另一端與質(zhì)量為m的物體接觸(未連接),物體靜止時(shí)彈簧被壓縮了x0,現(xiàn)用力F緩慢沿斜面向下推動(dòng)物體,使彈簧在彈性限度內(nèi)再被壓縮2 x0后保持物體靜止,然后撤去F,物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的最大距離為4.5 x0,則在撤去F后到物體上升到最高點(diǎn)的過程中( 。

A.物體的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和不變

B.彈簧彈力對(duì)物體做的功為4.5mg x0sinθ

C.彈簧彈力對(duì)物體做的功為2mg x0sinθ

D.物體從開始運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中克服重力做的功為2mg x0sinθ

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】《大國工匠》節(jié)目中講述了王進(jìn)利用秋千法1000kV的高壓線上帶電作業(yè)的過程。如圖所示,絕緣輕繩OD一端固定在高壓線桿塔上的O點(diǎn),另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過固定在桿塔上C點(diǎn)的定滑輪,一端連接兜籃,另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王進(jìn)坐在兜籃里,緩慢地從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到處于O點(diǎn)正下方E點(diǎn)的電纜處。繩OD一直處于伸直狀態(tài),兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m,不計(jì)一切阻力,重力加速度大小為g。關(guān)于王進(jìn)從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中,下列說法正確的是( 。

A. 工人對(duì)繩的拉力一直變大

B. OD的拉力一直變小

C. 當(dāng)繩CD與豎直方向的夾角為30°時(shí),工人對(duì)繩的拉力為mg

D. OD、CD兩繩拉力的合力大小大于mg

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用彈簧測(cè)力計(jì)做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)。在水平放置的方木板上固定一張白紙,橡皮筋一端固定,用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將其另一端水平拉至點(diǎn),記下結(jié)點(diǎn)位置以及兩彈簧測(cè)力計(jì)施加的拉力的大小和方向,如圖所示。

(1)圖中每個(gè)正方形小格邊長均表示,利用作圖法可知的合力大小為____(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(2)再用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將橡皮筋另一端拉到同一位置點(diǎn),需要再次記錄_______,并把_______________________進(jìn)行比較,若二者相差很小,可以認(rèn)為在誤差范圍內(nèi)結(jié)論成立。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】真空中一個(gè)靜止的鐳原子核經(jīng)一次衰變后變成一個(gè)新核,衰變方程為,下列說法正確的是(

A. 衰變后核的動(dòng)量與粒子的動(dòng)量相同

B. 衰變后核的質(zhì)量與粒子的質(zhì)量之和等于衰變前鐳核的質(zhì)量

C. 若鐳元素的半衰期為,則經(jīng)過的時(shí)間,8個(gè)核中有4個(gè)已經(jīng)發(fā)生了衰變

D. 若鐳元素的半衰期為,是經(jīng)過的時(shí)間,2kg核中有1.5kg已經(jīng)發(fā)生了衰變

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【題目】波粒二象性是微觀世界粒子的基本特征,以下說法正確的有

A. 熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有粒子性

B. 光的波動(dòng)性是大量光子之間的相互作用引起的

C. 粒子的動(dòng)量越小,其波動(dòng)性越易觀察

D. 初速度均為0的質(zhì)子和電子經(jīng)過相同的電壓加速后,它們的德布羅意波長也相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,光滑斜面AE被分成四個(gè)長度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物體由A點(diǎn)由靜止釋放,下列結(jié)論不正確的是(

A. 物體到達(dá)各點(diǎn)的速度vBvCvDvE=1 2

B. 物體到達(dá)各點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間

C. 物體從A運(yùn)動(dòng)到E的全過程平均速度

D. 物體通過每一部分時(shí)其速度增量相等

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【題目】如圖所示,照片中的汽車在水平公路上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知圖中雙向四車道的總寬度為15 m,內(nèi)車道內(nèi)邊緣間最遠(yuǎn)的距離為210 m。假設(shè)汽車受到的最大靜摩擦力等于車重的0.75倍。g10 m/s2,則汽車( 。

A.所受的合力可能為零

B.所需的向心力由重力和支持力的合力提供

C.最大速度不能超過30 m/s

D.最大速度不能超過41 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,滑塊與長木板疊放在光滑水平面上,開始時(shí)均處于靜止?fàn)顟B(tài)。作用于滑塊的水平力隨時(shí)間的變化圖象如圖乙所示,s時(shí)撤去力,已知滑塊質(zhì)量,木板質(zhì)量,滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),10 m/s2。(已知滑塊在2.5s內(nèi)沒有滑離木板), 求:

(1)0-0.5s內(nèi),滑塊和長木板之間的摩擦力大。

(2)2.5s時(shí),長木板的速度和滑塊的位移分別是多少?

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