[物理选修3-5模块]激光制冷原理可以根据如图所示的能级图简单说明，激光射入介质中，引起介质中的离子从基态跃迁到激发态n=11，一些处于激发态n=11的离

题文

[物理选修3-5模块]
（1）激光制冷原理可以根据如图所示的能级图简单说明，激光射入介质中，引起介质中的离子从基态跃迁到激发态n=11，一些处于激发态n=11的离子很快吸收热量转移到激发态n=12，离子从激发态n=11和n=12向基态跃迁辐射两种荧光，部分辐射荧光的能量大于入射激光的能量，上述过程重复下去实现对介质的冷却，下列说法正确的是______
A．两种辐射荧光波长都大于射入介质的激光波长
B．激光制冷过程中，介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差
C．两种辐射荧光在同一装置下分别做双缝干涉实验，相邻两条亮条纹间的距离不相等
D．若两种辐射荧光分别照射同一金属板都能产生光电效应，则光电子的最大初动能相等
（2）在光滑的水平地面上静止着一质量为M=0.4kg的薄木板，一个质量为m=0.2kg的木块（可视为质点）以υ₀=4m/s的速度从木板左端滑上，一段时间后，又从木板上滑下（不计木块滑下时机械能损失），两物体仍沿直线继续向前运动，从木块与木板刚刚分离开始计时，经时间t=3.0s，两物体之间的距离增加了x=3m，已知木块与木板的动摩擦因数μ=0.4，求薄木板的长度．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）A、根据玻尔理论和光子的能量公式E=hcλ分析可知，从n=12向基态跃迁辐射的荧光波长小于射入介质的激光波长．故A错误．
B、激光制冷过程中，由玻尔理论得知，介质内能减少量等于辐射荧光与吸收激光的能量差．故B正确．
C、干涉条纹的间距与波长成正比．则两种辐射荧光在同一装置下分别做双缝干涉实验，相邻两条亮条纹间的距离不相等．故C正确．
D、产生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光的频率的增大而增大，由于两种荧光频率不等，则光电子的最大初动能不相等．故D错误．
故选BC．
（2）设木块与木板分离后速度分别为为：v₁、v₂，由动量守恒定律得：
mv₀=mv₁+Mv₂
根据题意，有：
v₁-v₂=St
解得：v₁=2m/s，v₂=1m/s
根据动能定理得：μmgd=12mv20-12mv21-12Mv22
代入数据解得：
d=1.25m
即薄木板的长度为1.25m．
故答案为：
（1）BC；（2）薄木板的长度是1.25m．

解析

cλ

考点

据考高分专家说，试题“[物理选修3-5模块]（1）激光制冷原理.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。