满分5 > 高中物理试题 >

光子具有动量,因此光照到物体表面被反射或被吸收时,都会对物体产生压力.利用这一原...

光子具有动量,因此光照到物体表面被反射或被吸收时,都会对物体产生压力.利用这一原理,可以用太阳光作为探测器进行宇宙航行的动力.科学家们设计的一种探测器有8张三角形的帆像风车那样安装在探测器的周围,总面积达S=104m2,并始终保持正对着太阳.通过帆上的反光膜反射太阳光,利用太阳光对帆的压力使探测器得到加速.该探测器的总质量m=500kg.它所在的区域内每平方米面积上获得的太阳光功率为P=1kW,设反光膜能将太阳光全部反射.求:
(1)太阳光对帆的总压力F是多大?
(2)在太阳光的作用下,该探测器的速度每天可以增加多少?
(1)首先根据时间t内的探测器接受到的能量Pt和每个光子的能量E,得出光子数;再找出光子的动量和能量之间关系,求出光子的动量,由动量定理求出压力,然后求出太阳光对帆的总压力F. (2)在一天时间内对探测器运用动量定理列式,可求出探测器速度的增加量. 【解析】 (1)设探测器的帆时间t内接受到的光子总数为n,则有    PSt=nE 其中E是每个光子的能量. 对这些光子运用动量定理:设它们受到的总作用力是F,则  Ft=n•2p 其中p是每个光子的动量 又E=mc2,p=mc 则得 E=pc 由以上各式得:F= 代入数据得 F=0.00667N 根据牛顿第三定律得:太阳光对帆的总压力也是F=0.067N (2)在一天时间内,对探测器运用动量定理得 Ft=m△v 得△v=11.5m/s 答: (1)太阳光对帆的总压力F是0.067N. (2)在太阳光的作用下,该探测器的速度每天可以增加11.5m/s.
复制答案
考点分析:
相关试题推荐
如图所示,在倾角为30°的绝缘斜向上,固定两条无限长的平行光滑金属导轨,匀强磁场B垂直于斜面向上,磁感应强度B=0.4T,导轨间距L=0.5m两根金属棒ab、cd与导轨垂直地放在导轨上,金属棒质量mab=0.1kg,mcd=0.2kg,两金属棒总电阻r=0.2Ω,导轨电阻小计.现使金属棒ab以v=1.5m/s的速度沿斜面向上匀速运动.求:(g取10m/s2
(1)金属棒cd的最大速度;
(2)在cd为最大速度时.作用在金属棒ab上的外力做功的功率.

manfen5.com 满分网 查看答案
如图所示,一个横截面为直角三角形的三棱镜,∠A=30°,∠C=90°,BC边的长为L.一个大光屏MN与BC平行,到BC的距离也是L.三棱镜材料的折射率是manfen5.com 满分网.一束平行光平行于AC方向射到三棱镜的 AB面上.求:
(1)用作图法画出光屏上被照亮的部分,并求被照亮部分的宽度.
(2)光屏移动到什么位置才能消除两个照亮部分之间的阴影区?

manfen5.com 满分网 查看答案
一根弹性绳沿x轴方向放置,左端在原点O处,用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动,于是在绳上形成一列简谐波,求:
①若从波传到平衡位置在x=1m处的M质点时开始计时,此时波形如图,那么经过多长时间,平衡位置在x=4.5m处的N质点恰好第一次沿y轴正方向通过平衡位置?
在答卷上准确画出所求时刻弹性绳上的波形.
②从绳的左端点开始做简谐运动起,当它通过的总路程为88cm时,N质点振动通过的总路程是多少?

manfen5.com 满分网 查看答案
现有两只定值电阻R1、R2,已知R1=2R2,一个能向外提供恒定电压的电池组,还有若干导线.
(1)试把以上器材分别画在下页的甲图和乙图中标有A、B、C、D字样的接线柱上,使它们各自组成一个完整的电路(所用电表均为理想电表,量程也总能满足要求).并能满足以下要求:当电键S断开时,电表指针偏转到某一位置,当电键S闭合时,电表的示数为S断开时的3倍.
(2)在满足以上要求的情况下,图甲中电键S断开和闭合两种情况下,外电路消耗的电功率之比为______
(3)在满足以上要求的情况下,图乙中电键S断开和闭合两种情况下,R2上消耗的电功率之比为______

manfen5.com 满分网 查看答案
利用如图装置做探索弹力和弹簧伸长的关系的实验.所用的钩码每只的质量为30g.实验中,先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个加挂在弹簧下端,稳定后测出相应的弹簧总长度,将数据填在表中.(弹力始终未超过弹性限度,取g=9.8m/s2)(1)下表记录的数据中有一个不合规范,它是第______组中的______数据,应记作______
(2)根据实验数据将对应的弹力大小计算出来并填入表内相应的空格内(保留3位有效数字).
(3)在坐标纸中作出弹簧弹力大小F跟弹簧总长度L之间的函数关系的图线.
(4)由图线求得该弹簧的劲度系数k=______
记录数据组123456
钩码总质量(g)306090120150
 弹簧总长(cm)6.007.118.29.3110.4011.52
弹力大小(N)


manfen5.com 满分网 查看答案
试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.