【题目】物体中的原子总是在不停地做热运动，原子热运动越激烈，物体温度越高；反之，温度就越低。所以，只要降低原子运动速度，就能降低物体温度。“激光致冷”的原理就是利用大量光子阻碍原子运动，使其减速，从而降低了物体温度。使原子减速的物理过程可以简化为如下情况：如图所示，某原子的动量大小为p0。将一束激光（即大量具有相同动量的光子流）沿与原子运动的相反方向照射原子，原子每吸收一个动量大小为p1的光子后自身不稳定，又立即发射一个动量大小为p2的光子，原子通过不断吸收和发射光子而减速。（已知p1、p2均远小于p0，普朗克常量为h，忽略原子受重力的影响）
（1）若动量大小为p0的原子在吸收一个光子后，又向自身运动方向发射一个光子，求原子发射光子后动量p的大小；
（2）从长时间来看，该原子不断吸收和发射光子，且向各个方向发射光子的概率相同，原子吸收光子的平均时间间隔为t0。求动量大小为p0的原子在减速到零的过程中，原子与光子发生“吸收—发射”这一相互作用所需要的次数n和原子受到的平均作用力f的大小；
（3）根据量子理论，原子只能在吸收或发射特定频率的光子时，发生能级跃迁并同时伴随动量的变化。此外，运动的原子在吸收光子过程中会受到类似机械波的多普勒效应的影响，即光源与观察者相对靠近时，观察者接收到的光频率会增大，而相对远离时则减小，这一频率的“偏移量”会随着两者相对速度的变化而变化。
a．为使该原子能够吸收相向运动的激光光子，请定性判断激光光子的频率ν和原子发生跃迁时的能量变化ΔE与h的比值之间应有怎样的大小关系；
b．若某种气态物质中含有大量做热运动的原子，为使该物质能够持续降温，可同时使用6个频率可调的激光光源，从相互垂直的3个维度、6个方向上向该种物质照射激光。请你运用所知所学，简要论述这样做的合理性与可行性。
【答案】（1）
（2）
；
（3）
【解析】解：（1）原子吸收和放出一个光子，由动量守恒定律有：
原子放出光子后的动量为：
（2）由于原子向各个方向均匀地发射光子，所以放出的所有光子总动量为零。设原子经n次相互作用后速度变为零：
所以：
由动量定理：fnt0=p0
可得：
（3）a．静止的原子吸收光子发生跃迁，跃迁频率应为
，考虑多普勒效应，由于光子与原子相向运动，原子接收到的光子频率会增大。所以为使原子能够发生跃迁，照射原子的激光光子频率
b．①对于大量沿任意方向运动的原子，速度矢量均可在同一个三维坐标系中完全分解到相互垂直的3个纬度上；
②考虑多普勒效应，选用频率的激光，原子只能吸收反向运动的光子使动量减小。通过适当调整激光频率，可保证减速的原子能够不断吸收、发射光子而持续减小动量；
③大量原子的热运动速率具有一定的分布规律，总有部分原子的速率能够符合光子吸收条件而被减速。被减速的原子通过与其他原子的频繁碰撞，能够使大量原子的平均动能减小，温度降低；
所以，从彼此垂直、两两相对的6个方向照射激光，能使该物质持续降温，这样做是可行的，合理的。
七星图书口算速算天天练系列答案
初中学业考试导与练系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50∶l，P是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的正弦交变电压。下列说法正确的是（ ）
A. 单刀双掷开关与a连接，电压表的示数为4.4V
B. 单刀双掷开关与a连接，t＝0.01s时，电流表示数为零
C. 单刀双掷开关由a拨向b，原线圈的输入功率变大
D. 单刀双掷开关由a拨向b，副线圈输出电压的频率变为25Hz
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都用到急动度（jerk）的概念。加速度对时间的变化率称为急动度，其方向与加速度的变化方向相同。一质点从静止开始做直线运动，其加速度随时间的变化关系如图，下列说法正确的是
A. t =1s时急动度是0.5m/s2
B. t=3s时的急动度和t=5s时的急动度相同
C. 2s-4s内的质点做减速运动
D. t=4s时质点速度方向改变
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，质量分别为mA和mB的两球（可视为质点）用长为L的轻杆连接紧靠墙壁竖直立于水平面上，已知A、B两球的质量之比为mA∶mB=5∶3，B球与水平面之间的动摩擦因数为
，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。轻微扰动， A球将在图示平面内向右倾倒，已知重力加速度为g， 
, 
，求：
(1)在B球移动前，A球绕B球转过角度为θ时，A球的速度大小
(2)A球绕B球转动角度为何值时，B球将离开墙壁
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。如图所示，热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成，N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e。若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端A、B与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在A、B两端形成稳定的电势差，且电势差的大小与高温热源、低温热源间的温度差有确定的函数关系。下列说法正确的是（ ）
A. B端是温差发电装置的正极
B. 热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反
C. 温差发电装置供电时不需要消耗能量
D. 可以利用热电偶设计一种测量高温热源温度的传感器
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】真空中有两点电荷
、
分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点，
，如图所示，已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是( )
A. 带正电，带负电
B. D点电势高于A点电势
C. 电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的二倍
D. 电荷量的绝对值等于电荷量的绝对值的一半
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】阅读材料，完成下列要求。
材料1763—1914年的一个半世纪，欧洲发生了一系列重大变革，如图：
运用世界近代史的史实，对图进行探讨。（说明：对图中几个要素间形成的关系进行论证，要求：观点明确、史论结合、逻辑严密）。
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】一个半圆形玻璃砖，某横截面半径为R的半圆，AB为半圆的直径，O为圆心，如图所示。玻璃的折射率为
。
（I） 一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出， 
则入射光束在AB上的最大宽度为多少？
（II）一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置。
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】两个相同的薄壁型气缸A和B，活塞的质量都为m，横截面积都为S，气缸的质量都为M，M/m＝2/3，气缸B的筒口处有卡环可以防止活塞离开气缸．将气缸B的活塞跟气缸A的气缸筒底用细线相连后，跨过定滑轮，气缸B放在倾角为30O光滑斜面上，气缸A倒扣在水平地面上，气缸A和B内装有相同质量的同种气体，体积都为V0，温度都为27℃，如图所示，此时气缸A的气缸筒恰好对地面没有压力．设气缸内气体的质量远小于活塞的质量，大气对活塞的压力等于活塞重的1.5倍．
①若使气缸A的活塞对地面的压力为0，气缸A内气体的温度是多少度？
②若使气缸B中的气体体积变为
，气缸B内的气体的温度是多少度？
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