正确率40.0%有人设想在遥远的宇宙探测时,给探测器安上面积极大$${、}$$反射率极高(可认为$$1 0 0 7_{0} )$$的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速.已知探测器在某轨道上运行时,每秒每平方米薄膜获得的太阳光能$$E=1. 5 \times1 0^{4} J$$,薄膜面积$$S=6. 0 \times1 0^{2} m^{2}$$,若探测器总质量$$M=6 0 ~ k g$$,光速$$c=3. 0 \times1 0^{8} \, m / s$$,那么下列最接近探测器得到的加速度大小的是(根据量子理论,光子不但有能量,而且有动量.光子能量计算式为$${{E}{=}{h}{ν}}$$,光子动量的计算式为$$p=\frac{h} {\lambda} ($$其中$${{h}}$$是普朗克常量,$${{λ}}$$是光子的波长$${{)}{(}{)}}$$
A
A.$$1. 0 \times1 0^{-3} m / s^{2}$$
B.$$1. 0 \times1 0^{-2} m / s^{2}$$
C.$$1. 0 \times1 0^{-1} m / s^{2}$$
D.$${{1}{m}{/}{{s}^{2}}}$$
2、['能级及能级跃迁', '动量守恒-系统受到外力矢量和为0', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '光子动量及其公式', '光子说及光子能量表达式']正确率40.0%紫外线光子的动量为$$\frac{h v} {c}.$$一个静止的$${{O}_{3}}$$吸收了一个紫外线光子后$${{(}{)}}$$
B
A.仍然静止
B.沿着光子原来运动的方向运动
C.沿光子运动相反方向运动
D.可能向任何方向运动
3、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '光子说及光子能量表达式', '能量守恒定律']正确率40.0%科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电子,假设光子与电子碰撞前的波长为$${{λ}{,}}$$碰后的波长为$${{λ}^{′}{,}}$$则碰撞过程中$${{(}{)}}$$
A
A.能量守恒,动量守恒,且$${{λ}{<}{{λ}^{′}}}$$
B.能量守恒,动量守恒,且$${{λ}{>}{{λ}^{′}}}$$
C.能量守恒,动量不守恒,且$${{λ}{=}{{λ}^{′}}}$$
D.能量不守恒,动量不守恒,且$${{λ}{=}{{λ}^{′}}}$$
4、['能级及能级跃迁', 'α衰变的特点、本质及其方程的写法', '静电力做功与电势能的关系', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '光子说及光子能量表达式', '光谱']正确率40.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,电子的动能减少,原子的电势能减少
B.氢原子被激发后发出的可见光光子的能量大于紫外线光子的能量
C.$${{α}}$$射线是由原子核内放射出的氦核,$${{β}}$$射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流
D.明线光谱和吸收光谱都可以用来分析物质的组成成分
5、['能级及能级跃迁', '阿伏加德罗常数的应用', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '光子说及光子能量表达式']正确率60.0%在绿色植物的光合作用中,每放出$${{1}}$$个氧分子要吸收$${{8}}$$个波长为$$6. 8 8 \times1 0^{-7} m$$的光量子.每放出$${{1}{m}{o}{l}}$$的氧气,同时植物储存$$4 6 9 k J$$的能量,绿色植物能量转换效率为(普朗克常量$$h=6. 6 3 \times1 0^{-3 4} \, J \cdot s ) ( \mathrm{~ \Lambda~} )$$
B
A.$${{9}{%}}$$
B.$${{3}{4}{%}}$$
C.$${{5}{6}{%}}$$
D.$${{7}{9}{%}}$$
7、['能量子表达式、概念理解及简单计算', '光子说及光子能量表达式']正确率60.0%下列关于光子说法正确的是$${{(}{)}}$$
B
A.光的能量是连续的
B.光子的能量和它的频率成正比
C.光子的能量和它的速度的平方成正比
D.光子是具有一定质量和体积的物质微粒
8、['光子说及光子能量表达式']正确率60.0%人眼对绿光最为敏感,正常人的眼睛接收到波长为$$5 3 0 n m$$的绿光时,只要所接收到的功率不低于$$2. 3 \times1 0^{-1 8} W$$,眼睛就能察觉。已知普朗克常量为$$6. 6 3 \times1 0^{-3 4} \, J \cdot s$$,光速为$$3 \times1 0^{8} \, m / s$$,人眼能察觉到绿光时,每秒至少接收到的绿光光子数为$${{(}{)}}$$
A
A.$${{6}}$$
B.$${{6}{0}}$$
C.$${{6}{0}{0}}$$
D.$${{6}{0}{0}{0}}$$
10、['光子说及光子能量表达式']正确率60.0%每个光子的能量取决于光的$${{(}{)}}$$
C
A.振幅
B.波长
C.频率
D.速度
1. 探测器受到的太阳光压产生的加速度计算如下:
每秒接收的总能量:$$E_{\text{总}} = E \times S = 1.5 \times 10^4 \, \text{J/(m}^2 \cdot \text{s)} \times 6.0 \times 10^2 \, \text{m}^2 = 9.0 \times 10^6 \, \text{J/s}$$
光子动量:$$p = \frac{E}{c}$$,因此每秒传递的总动量:$$\Delta p = \frac{E_{\text{总}}}{c} = \frac{9.0 \times 10^6}{3.0 \times 10^8} = 3.0 \times 10^{-2} \, \text{kg} \cdot \text{m/s}$$
由于反射率为100%,动量变化为两倍:$$\Delta p_{\text{总}} = 2 \times 3.0 \times 10^{-2} = 6.0 \times 10^{-2} \, \text{kg} \cdot \text{m/s}$$
加速度:$$a = \frac{F}{M} = \frac{\Delta p_{\text{总}}}{M} = \frac{6.0 \times 10^{-2}}{60} = 1.0 \times 10^{-3} \, \text{m/s}^2$$
答案为:A。
2. 根据动量守恒,吸收光子后$$O_3$$会沿光子运动方向获得动量,因此答案为:B。
3. 光子与电子碰撞时能量和动量守恒,但光子波长变长(能量降低),因此答案为:A。
4. 分析选项:
A. 氢原子跃迁时动能增加,电势能减少,错误。
B. 可见光光子能量小于紫外线光子能量,错误。
C. $$β$$射线是核内中子衰变产生的电子流,错误。
D. 明线光谱和吸收光谱均可用于物质成分分析,正确。
答案为:D。
5. 绿色植物能量转换效率计算如下:
每放出1 mol氧气吸收的光子能量:$$E_{\text{吸收}} = 8 \times \frac{hc}{\lambda} \times N_A = 8 \times \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{6.88 \times 10^{-7}} \times 6.02 \times 10^{23} \approx 1.39 \times 10^6 \, \text{J}$$
转换效率:$$\eta = \frac{469 \times 10^3}{1.39 \times 10^6} \approx 34\%$$
答案为:B。
7. 光子能量与频率成正比,与速度无关,答案为:B。
8. 每秒最少接收的光子数计算如下:
单个光子能量:$$E = \frac{hc}{\lambda} = \frac{6.63 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^8}{530 \times 10^{-9}} \approx 3.75 \times 10^{-19} \, \text{J}$$
最少光子数:$$n = \frac{P}{E} = \frac{2.3 \times 10^{-18}}{3.75 \times 10^{-19}} \approx 6$$
答案为:A。
10. 光子能量由频率决定,答案为:C。
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