光子具有能量,也具有動(dòng)量。光照射到物體表面時(shí),會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”。光壓的產(chǎn)生機(jī)理如同氣體壓強(qiáng):大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞產(chǎn)生了持續(xù)均勻的壓力,器壁在單位面積上受到的壓力就是氣體的壓強(qiáng)。設(shè)太陽(yáng)光每個(gè)光子的平均能量為E,太陽(yáng)光垂直照射地球表面時(shí),在單位面積上的輻射功率為P0。已知光速為c,則光子的動(dòng)量為E/c。求:

(1)若太陽(yáng)光垂直照射在地球表面,則時(shí)間t內(nèi)照射到地球表面上半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)太陽(yáng)光的光子個(gè)數(shù)是多少?

(2)若太陽(yáng)光垂直照射到地球表面,在半徑為r的某圓形區(qū)域內(nèi)被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量變化可忽略不計(jì)),則太陽(yáng)光在該區(qū)域表面產(chǎn)生的光壓(用I表示光壓)是多少?

(3)有科學(xué)家建議利用光壓對(duì)太陽(yáng)帆的作用作為未來(lái)星際旅行的動(dòng)力來(lái)源。一般情況下,太陽(yáng)光照射到物體表面時(shí),一部分會(huì)被反射,還有一部分被吸收。若物體表面的反射系數(shù)為ρ,則在物體表面產(chǎn)生的光壓是全反射時(shí)產(chǎn)生光壓的倍。設(shè)太陽(yáng)帆的反射系數(shù)ρ=0.8,太陽(yáng)帆為圓盤形,其半徑r=15m,飛船的總質(zhì)量m=100kg,太陽(yáng)光垂直照射在太陽(yáng)帆表面單位面積上的輻射功率P0=1.4kW,已知光速c=3.0×108m/s。利用上述數(shù)據(jù)并結(jié)合第(2)問(wèn)中的結(jié)論,求太陽(yáng)帆飛船僅在上述光壓的作用下,能產(chǎn)生的加速度大小是多少?不考慮光子被反射前后的能量變化。(保留2位有效數(shù)字)

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年河北省唐山市高二3月月考3月月考物理試卷(解析版) 題型:簡(jiǎn)答題

如圖所示,單擺擺長(zhǎng)為1m,做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)在懸點(diǎn)O的正下方,D點(diǎn)與C相距為2m,C、D之間是光滑水平面,當(dāng) 小擺球A從右側(cè)最大位移處無(wú)初速度釋放時(shí),小球B從D點(diǎn)以某一速度勻速地向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng),A、B兩球在C點(diǎn)迎面相遇,求小球B的速度大。é2=g)

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科目:高中物理 來(lái)源:2017屆天津市高三畢業(yè)班聯(lián)考(一)物理試卷(解析版) 題型:不定項(xiàng)選擇題

一行星繞某恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由天文觀測(cè)可得,恒星的半徑為R,行星運(yùn)行周期為T,線速度大小為v,引力常量為G。下列說(shuō)法正確的是

A. 恒星的質(zhì)量為 B. 恒星的第一宇宙速度為

C. 行星的軌道半徑為 D. 行星的向心加速度為

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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年河北省高二(承智班)下學(xué)期第一次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,小車放在光滑水平面上,A端固定一個(gè)輕彈簧,B端粘有油泥,小車總質(zhì)量為M,質(zhì)量為m的木塊C放在小車上,用細(xì)繩連接于小車的A端并使彈簧壓縮,開始時(shí)小車和C都靜止,當(dāng)突然燒斷細(xì)繩時(shí),C被釋放,使C離開彈簧向B端沖去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下說(shuō)法正確的是( )

A. 彈簧伸長(zhǎng)過(guò)程中C向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)小車也向右運(yùn)動(dòng)

B. C與B碰前,C與小車的速率之比為M:m

C. C與油泥粘在一起后,小車立即停止運(yùn)動(dòng)

D. C與油泥粘在一起后,小車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年河北省高二(承智班)下學(xué)期第一次月考物理試卷(解析版) 題型:選擇題

質(zhì)量為m的A球以速率v與質(zhì)量為3m的靜止B球沿光滑水平面發(fā)生正碰,碰撞后A球速率為,則B球速率可能為(  )

A. B. C. D. 2v

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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年江西省南昌市高二下學(xué)期第一次階段性考試物理試卷(解析版) 題型:填空題

鉗型表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過(guò)時(shí),與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由于通過(guò)環(huán)形鐵芯的磁通量與導(dǎo)線中的電流成正比,所以通過(guò)偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測(cè)量導(dǎo)線中的電流。日常所用交流電的頻率在中國(guó)和英國(guó)分別為50Hz和60Hz,F(xiàn)用一鉗型電流表在中國(guó)測(cè)量某一電流,電表讀數(shù)為10A;若用同一電表在英國(guó)測(cè)量同樣大小的電流,則讀數(shù)將是_________A。若此表在中國(guó)的測(cè)量值是準(zhǔn)確的,且量程為30A;為使其在英國(guó)的測(cè)量值變?yōu)闇?zhǔn)確,應(yīng)重新將其量程標(biāo)定為________A.

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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年江西省南昌市高二下學(xué)期第一次階段性考試物理試卷(解析版) 題型:選擇題

若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位,其它層的電子躍遷到該空位上時(shí),會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái),此電磁輻射就是原子的特征X射線,內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制,其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換,即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時(shí),將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子,使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子).214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí),可將能量E0=1.416MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子,K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其電離.實(shí)驗(yàn)測(cè)得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV,則可能發(fā)射的特征X射線的能量為(  )

A. 0.004MeV B. 0.017MeV C. 0.076MeV D. 0.093MeV

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科目:高中物理 來(lái)源:2017屆江蘇省業(yè)水平測(cè)試(必修科目)物理試卷(解析版) 題型:選擇題

如圖所示,A、B是通電導(dǎo)線左右兩側(cè)的點(diǎn),這兩點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向

A. 均垂直于紙面向里

B. 均垂直于紙面向外

C. A點(diǎn)垂直于紙面向里,B點(diǎn)垂直于紙面向外

D. A點(diǎn)垂直于紙面向外,B點(diǎn)垂直于紙面向里

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科目:高中物理 來(lái)源:2016-2017學(xué)年四川省高高一下學(xué)期3月月考物理試卷(解析版) 題型:簡(jiǎn)答題

如圖所示,在光滑水平面上豎直固定一半徑為R的光滑半圓槽軌道,其底端恰與水平面相切。質(zhì)量為m的小球以大小為v0的初速度經(jīng)半圓槽軌道最低點(diǎn)B滾上半圓槽,小球恰能通過(guò)最高點(diǎn)C后落回到水平面上的A點(diǎn)。(不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g)求:

(1)小球通過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓槽的壓力大小;

(2)A、B兩點(diǎn)間的距離;

(3)小球落到A點(diǎn)時(shí)的速度方向(請(qǐng)用速度與水平方向的夾角的正切表示).

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