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2022年北京市中關(guān)村中學(xué)高考物理三模試卷
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試題詳情
光的波粒二象性是指光既具有波動特性,又具有粒子特性。
麥克斯韋電磁場理論指出:變化的磁場和變化的電場可以相互激發(fā),無論是電場分量E還是磁場分量B都是以橫波的形式組成一個統(tǒng)一的電磁場像波一樣向前傳播。
2019年8月2日,新華社發(fā)布新聞報道《馭光而行不是夢!“光帆2號”成功在太空驗證太陽帆技術(shù)》:美國行星學(xué)會的“光帆2號”飛行器近日終于在太空成功驗證了太陽帆技術(shù),僅利用太陽光的光子動量作為動力就抬升了軌道高度,成為首個在地球軌道上受控運行的太陽帆飛行器。太陽帆是利用太陽光產(chǎn)生的光壓推動物體前進(jìn)的,這使恒星光為星際旅行提供了取之不盡的能源。目前,國際上最先進(jìn)的太陽帆材料是聚酰亞胺薄膜,正對陽光的一面鍍上鋁膜。
(1)如圖2所示,假設(shè)有一導(dǎo)體棒ab,垂直于磁場分量及電磁波的傳播方向(即x軸方向)放置。已知磁場強(qiáng)度的最大值為B
0
,光速為C。
a.在圖2中此時導(dǎo)體棒哪端(a或b)電勢高?求出此時導(dǎo)體棒所在位置處電磁波分量——電場強(qiáng)度E的大??;請你選擇圖中曲線①或曲線②,并在其中一條對應(yīng)電場線上補(bǔ)畫出電磁波分量——電場強(qiáng)度E的方向。
b.請從光的電磁波動理論角度定性解釋這種光壓是怎樣產(chǎn)生的?
(2)現(xiàn)設(shè)想利用太陽光壓將“光帆3號”探測器送到太陽系以外探索宇宙的奧秘,請你從光的量子理論角度估算“光帆3號”面質(zhì)比(光帆太空展開的面積S與航天器總質(zhì)量m之比——航天器重要軌控參數(shù))的最小值。(不計行星對探測器的引力和太陽常數(shù)的變化)
已知太陽質(zhì)量為M=2×10
30
kg、日地距離為R
se
=1.5×10
11
m,萬有引力常量為G=6.67×10
-11
N?m
2
/kg
2
、光速為c=3×10
8
m/s。利用人造衛(wèi)星上的精密儀器測得在地球大氣層上空垂直太陽光的平面上,每秒鐘每平方米可以接收到的太陽能為E=1.35×10
3
J。
【考點】
光具有波粒二象性
;
麥克斯韋電磁場理論
;
用能量守恒定律解決實際問題
;
動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用
;
光子的動量
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:223
引用:1
難度:0.1
相似題
1.
光具有波粒二象性,通常個別光子表現(xiàn)出
性,大量光子表現(xiàn)出
性(填“粒子性”或“波動性”).
發(fā)布:2024/10/17 13:0:5
組卷:40
引用:3
難度:0.7
解析
2.
波粒二象性是微觀世界的基本特征,以下說法正確的是( )
A.黑體輻射規(guī)律可用光的波動性解釋
B.光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性
C.電子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明電子具有波動性
D.動能相等的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波長也相等
發(fā)布:2024/10/17 12:0:2
組卷:58
引用:4
難度:0.5
解析
3.
電子衍射現(xiàn)象說明實物粒子具有波動性。
(判斷對錯)
發(fā)布:2024/10/17 12:0:2
組卷:10
引用:4
難度:0.8
解析
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