题目
题型:不详难度:来源:
(1)若太阳光垂直照射在地球表面,则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少?
(2)若太阳光垂直照射到地球表面,在半径为r的某圆形区域内被完全反射(即所有光子均被反射,且被反射前后的能量变化可忽略不计),则太阳光在该区域表面产生的光压(用I表示光压)是多少?
(3)有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下,太阳光照射到物体表面时,一部分会被反射,还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ,则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8,太阳帆为圆盘形,其半径r=15m,飞船的总质量m=100kg,太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P0=1.4kW,已知光速c=3.0×108m/s。利用上述数据并结合第(2)问中的结论,求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下,能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。(保留2位有效数字)
答案
(1) (2) (3)
解析
解得 1分
照射到此圆形区域的光子数 2分
解得 1分
(2)因光子的动量
则到达地球表面半径为r的圆形区域的光子总动量 1分
因太阳光被完全反射,所以时间t内光子总动量的改变量
2分
设太阳光对此圆形区域表面的压力为F,依据动量定理 1分
太阳光在圆形区域表面产生的光压 1分
解得 1分
(3)在太阳帆表面产生的光压
对太阳帆产生的压力 2分
设飞船的加速度为a,依据牛顿第二定律 1分
解得 2分
核心考点
试题【(1)若太阳光垂直照射在地球表面,则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少?(2)若太阳光垂直照射到地球表面,在半径为r】;主要考察你对动量定理等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)飞机在跑道上加速时所受阻力的大小
(2)航空母舰上飞机跑道的最小长度
A.磁场力对ab棒的冲量大小 |
B.磁场力对ab棒所做的功 |
C.开始时ab棒离导轨右端的距离 |
D.ab棒在导轨上运动时间 |
⑴碰撞结束时小球A的速度vA
⑵小球A与小球B碰撞前的速度v0的大小.
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率;
(4)当汽车的速度为32m/s时的加速度;
(5)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
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