【題目】康普頓效應告訴我們，光子除了具有能量之外還有動量，光子能量為，而動量則為。一些科學家設(shè)想為航天器安裝一面由高強度的輕質(zhì)柔性薄膜涂上高反光率的材料而制成的“薄膜鏡片太陽帆”，利用太陽光驅(qū)動航天器做星際旅行�，F(xiàn)為某飛往火星的航天器安裝了一面積為S =4 xl04m2的太陽帆，且已知在某區(qū)域沿垂直于陽光方向太陽光在太陽帆單位面積上的功率約為p =1 kW/m2,光在真空中的傳播速度c =3.Ox 10s m/s。求該航天器在此區(qū)域因“太陽帆”所獲得的最大動力。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字，提示:光子與太陽帆的碰撞可視為彈性碰撞，碰撞中光子動量變化量為△p=2p)

【答案】

【解析】當太陽光直射太陽帆時，航天器獲得的動力最大；設(shè)在時間t內(nèi)直射到太陽帆的太陽光光子數(shù)為n，則有

因為光子能量為 ,動量為 且光子與太陽帆的碰撞可視為彈性碰撞，所以光子碰撞后光子的動量變化量為

對在時間Δt內(nèi)直射到太陽帆上的太陽光光子用動量定理，有： ,

聯(lián)立解得：

由牛頓第三定律可得航天器所獲得的最大動力為：

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某學習小組欲精確測量電阻Rx的阻值，有下列器材供選用：

A．待測電阻Rx（約300Ω）

B．電壓表V（3V，內(nèi)阻約3kΩ）

C．電流表A1（10mA，內(nèi)阻約10Ω）

D．電流表A2（20mA，內(nèi)阻約5Ω）

E．滑動變阻器R1（0～20Ω，額定電流2A）

F．滑動變阻器R2（0～2000Ω，額定電流0.5A）

G．直流電源E（3V，內(nèi)阻約1Ω）

H．開關(guān)、導線若干

（1）甲同學根據(jù)以上器材設(shè)計成用伏安法測量電阻的電路，并能滿足Rx兩端電壓能從0開始變化進行多次測量。則電流表應選擇____________（填“A1”或“A2”）；滑動變阻 器應選擇__________（填“R1”或“R2”）；并請在方框中幫甲同學完成實驗原理電路圖。

（2）乙同學經(jīng)過反復思考，利用所給器材設(shè)計出了如圖所示的測量電路，具體操作如下：

①如圖所示連接好實驗電路，閉合開關(guān)S1前調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2的滑片至適當位置；

②閉合開關(guān)S1，斷開開關(guān)S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2的滑片，使電流表A1的示數(shù)恰好為電流表A2的示數(shù)的一半；

③閉合開關(guān)S2并保持滑動變阻器R2的滑片位置不變，讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù)，分別記為U、I；

④待測電阻的阻值Rx＝_____________。

比較甲、乙兩同學測量電阻Rx的方法，你認為哪種方法更有利于減小系統(tǒng)誤差，答：___________同學（填“甲”或“乙”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物體受到一個力大小為10N,把這個力分解為兩個力F1、F2,下面說法中正確的是( )

A. F1、F2可能都小于5N

B. F1、F2可能都小于10N

C. F1、F2可能一個大于10N,另一個小于10N

D. F1=10N、F2=10N是不可能的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，固定在豎直平面內(nèi)傾角為θ=37°的直軌道AB，與傾角可調(diào)的足夠長的直軌道BC順滑連接�，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊，從高為h1=O.60m處靜止釋放，沿軌道AB滑下，并滑上傾角也為37°的軌道BC，所能達到的最大高度是h2=O.30 m。若物塊與兩軌道間的動摩擦因數(shù)相同，不計空氣阻力及連接處的能量損失。已知sin37°=O．6，cos37°=O.8，取g=10m／s2。求：

(1)物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)μ；

(2)若讓物體從BC上的最高點h2=0.3m高處返回，并能到達A處，則至少要給物體多大的初速度？

(3)若將軌道BC調(diào)成水平，物塊仍從軌道AB上高為h1=0．60 m處靜止釋放，其在軌道BC上滑行的最大距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個鐵球從豎立在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落，在A點接觸彈簧后將彈簧壓縮，到B點物體的速度為零，然后被彈回，下列說法中正確的是（ ）

A. 鐵球的機械能守恒

B. 物體從B上升到A的過程中，動能不斷增大

C. 物體從B上升到A的過程中動能和彈性勢能之和不斷減小

D. 物體從A上升到B的過程中鐵球的重力勢能和彈性勢能之和先減小后增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某校一學習小組為了研究路面狀況與物體滑行距離之間的關(guān)系，做了模擬實驗．他們用底部貼有輪胎材料的小物塊A、B在冰面上做實驗，A的質(zhì)量是B的4倍．先使B靜止，A在距B為L處，以速度v0滑向B．實驗結(jié)果如下：在第一次做實驗時，A恰好未撞到B；在第二次做實驗時，A. B仍相距L，A以速度2v0滑向靜止的B，A撞到B后又共同滑行了一段距離．以下說法正確的是

A. 在第二次做實驗時，A、B碰撞前瞬間，A的速度為v0

B. A、B碰撞前后瞬間，A的速度之比為5∶4

C. A、B碰撞前后，A、B組成的系統(tǒng)損失的機械能與碰撞前系統(tǒng)動能之比為7∶25

D. A與B碰撞后，A、B共同滑行的距離為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為A、B兩質(zhì)點在同一直線上運動的位移-時間（x-t）圖像．A質(zhì)點的圖像為直線，B質(zhì)點的圖像為過原點的拋物線，兩圖像交點C、D坐標如圖所示．下列說法正確的是

A. t1時刻B追上A，t2時刻A追上B

B. t1~t2時間段內(nèi)B質(zhì)點的平均速度小于A質(zhì)點的平均速度

C. 質(zhì)點A做直線運動，質(zhì)點B做曲線運動

D. 兩物體速度相等的時刻一定在t1~t2時間段內(nèi)的某時刻

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】火星成為我國深空探測的第二顆星球，假設(shè)火星探測器在著陸前，繞火星表面勻速飛行（不計周圍其他天體的影響），宇航員測出飛行N圈用時t，已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，火星半徑為r，地球表面重力加速度為g.則（　�。�

A. 火星探測器勻速飛行的速度約為

B. 火星探測器勻速飛行的向心加速度約為

C. 火星探測器的質(zhì)量為

D. 火星的平均密度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A.若物體的加速度均勻增加，則物體做勻加速直線運動

B.若物體的加速度均勻減小，則物體做勻減速直線運動

C.若物體加速度與其速度方向相反，則物體做減速直線運動

D.若物體在任意的相等時間間隔內(nèi)位移相等，則物體做勻速直線運動

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同步練習冊答案