【題目】如圖甲所示,光源向全反射體
發射一束平行光,發光功率為
,設
以勻速率
沿其法線方向朝
運動,試求
接收到的反射光功率
【答案】
【解析】
建立隨光源運動的系和隨反射體運動的
系,光源在
系單位時間內發出的第
種光的頻率和相應的光子數分別記為
和
,則
.
反射體因多普勒效應,接收到的和反射出的光子頻率同為,其中
.
同樣因為多普勒效應,光源接收到的光子頻率為
.
考慮到光源在系的一個單位時間折合成
系的
個單位時間,
認為光源
在
的一個單位時間內發出的光子數應為
,
系中的觀察者還認為
是邊運動邊發射光子,
在單位時間內看到由
發出的
個光子都是
在圖乙中畫斜線的區域內進行的,這些光子全部到達
所經歷的時間為
單位時間. 故在
中單位時間內到達反射體的光子數應為
.
中單位時間內有同樣多的光子數
被反射出去,對
系中觀察者,反射體以速率
朝自己運動,同理,
單位時間內接收到的反射光子數為
.
于是,接收到光的功率為
,即有
.
天體觀察中的紅移與藍移現象是大家熟悉的光的多普勒現象,而本題是一道計算光的多普勒效應的典型試題,極具代表性.本題的解答選取了一個“單位時間”內的光子作為研究切入點,但在不同的參照系中,“單位時間”內的光子發射、接受會讓許多人暈頭轉向,找不到方向.由聲波的多普勒效應的命題特點可以看出,模型中的聲源和觀察者與運動方向是在一條直線上的,而后再發展到不在一條直線上的情形. 阿么,我們完全有理由猜測,今后,在光的多普勒效應的考查上,命題也極有可能項發光體與接收體的運動與光的傳播方向不在一條直線上的情形過渡,希望大家能有這種應對的準備.第26屆全國中學生物理競賽復賽的一道試題與此題類似,大家不妨查閱一下.
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【題目】一艘宇宙飛船以的速度于中午飛經地球,此時飛船上和地球上的觀察者都把自己的時鐘撥到12點
(1)按飛船上的時鐘于午后12點30分飛經一星際宇航站,該站相對于地球固定,且該宇航站上的時鐘指示的是地球時間,試求飛船到達該站時宇航站的時鐘所指的時刻
(2)試問:按地球上的坐標測量,宇航站離地球多遠?
(3)飛船于飛船時間午后12點30分向地球發送無線電信號,試問:地球上的觀察者何時(按地球時間)接收到該信號?
(4)若地球上的觀察者在接收到信號后立即發出回答信號,試問:飛船何時(按飛船時間)接收到回答信號?
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【題目】下表為2011年四大洲五種作物種植面積資料。分析后完成下面小題。
【1】表中甲、乙、丙、丁所代表的大洲分別是
A. 大洋洲、歐洲、亞洲、非洲B. 歐洲、大洋洲、亞洲、非洲
C. 大洋洲、歐洲、非洲、亞洲D. 歐洲、大洋洲、非洲、亞洲
【2】影響各大洲不同農作物種植面積比重大小的主要因素是
A. 氣候B. 地形C. 水源D. 市場
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【題目】閱讀圖文材料.完成下面要求。
羅訥河發源于瑞士伯爾尼山的羅訥冰川,經日內瓦湖后進入法國境內。干流以里昂和阿堆尼翁為齊,分為上、中、下游,上游洪水發生在夏季,中游洪水發生在春季,下游洪水發生在秋季。羅訥河生活著大量的鮭魚(溯河洄游魚類),兩岸約有200萬人,農業發達。自20世紀50年代起,法國采用低壩進行多級開發;20世紀90年代,法國政府因能源政策調整和環保理念變化,終止使用該河流上的電站,使這些電站和低壩“退役”并逐步被拆除。
(1)請簡述下游洪水沒有發生在春、夏季,而多發生在秋季的原因。
(2)與高壩相比,你認為該流域修建低壩有哪些優勢。
(3)請你推測法國政府拆壩的可能原因。
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【題目】“紅色荒漠”是指我國南方低山丘陵地區的土地荒漠化,植被覆蓋率在30%以下。下圖為“紅色荒漠”形成結構示意圖。據此回答下列各題。
【1】圖中①②③④所代表的內容分別是( )
A. 人口增加、高溫多雨、濫伐森林、水土流失
B. 水土流失、高溫多雨、濫伐森林、人口增加
C. 人口增加、濫伐森林、高溫多雨、水土流失
D. 高溫多雨、濫伐森林、水土流失、人口增加
【2】下列措施能夠有效治理我國南方低山丘陵地區“紅色荒漠”的有( )
①退牧還耕
②積極開發新能源
③控制人口增長
④嚴禁過度放牧
⑤防治水土流失
A. ①②⑤ B. ②③⑤ C. ①③④ D. ②④⑤
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【題目】 伊朗古城亞茲德古老的“風塔”是建筑物中用來通風降溫的建構。風塔高過屋頂的部分四面鏤空,懸空連接到室內大廳(如下左圖)塔下中央建有一個水池(如下右圖)。
據此完成下列各題。
【1】“風塔”頂部四面鏤空的主要目的是 ( )
A. 便于室外空氣流入B. 便于室內熱量散發
C. 便于采光D. 便于室內空氣流出
【2】室內大廳的空氣運動 ( )
A. 從四周流向水池B. 中央為上升氣流
C. 從水池流向四周D. 四周為上升氣流
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【題目】讀“熱帶雨林遷移農業造成的土壤肥力變化圖”,回答下列問題。
【1】圖中B點土壤肥力較高的原因是
A. 森林再生 B. 連續耕作
C. 焚燒開荒 D. 耕地廢棄
【2】圖中土壤肥力由B點到C點的變化說明了
A. 雨林的全球環境效應 B. 雨林土壤的淋溶作用強
C. 雨林的群落生產力高 D. 雨林的生物多樣性豐富
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【題目】2016年11月30日,二十四節氣被正式列入聯合國教科文組織人類非物質文化遺產名錄。下圖為我國華北平原某地(甲地)和長江中下游平原某地(乙地)二十四節氣的平均日照時間圖。讀圖,完成下面小題。
【1】立秋日(8月8日)前后乙地日照時數大于甲地的主要原因是:
A. 降水量少 B. 白晝時間長 C. 太陽高度大 D. 海拔低
【2】圖中甲地大暑日照不是全年最大,但氣溫達到最高的原因主要是:
A. 陰雨天多,大氣保溫效應強 B. 太陽高度角大,獲得太陽輻射多
C. 大氣受熱的滯后性 D. 副熱帶高壓控制,高溫天氣多
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