Question

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“孤帆一片日邊來”，唐朝大詩人李白的這句詩似乎是為今天的太陽帆吟誦的．現代科學發現，光對被照射物體確實具有力的作用，科學家正力圖用這一原理制造“太陽帆”，用它為太空飛船提供動力，以實現星際旅行．吹動太陽帆的“風”，不再是吹動普通風帆的氣流，而是太陽光形成的“光子流”．
（1）你認為這種“光子流”的速度應為

 

km/s．
研究表明，在地球附近，一個正對著太陽的面積為1.0×10⁶m²的平整光亮表面，受到的太陽光的壓力約為9 N．
（2）太陽光對這個平面的壓強為

 

Pa．
由于光的壓強非常小，即使太陽帆的面積非常大，飛船受到它的壓力也是非常小的．但只要時間足夠長，安裝面積為1.0×10⁴m²的太陽帆的飛船，也可能在1個月后速度超過2倍聲速，1年后可獲得脫離太陽系的速度！
（3）關于光的壓力對太空中飛船的作用，下列說法中正確的是

 

A．只有飛船的質量很小時，光的壓力才能推動它
B．光的壓力可以使飛船加速前進
C．光的壓力最多可使飛船作勻速運動
D．太空中光的壓力可能被空氣阻力所抵消
在遠離地球的太空，宇宙飛船中電氣設備所需的電能較難補充，若將薄膜狀的太陽能電池敷設在飛船巨大的太陽帆上，就能為飛船提供足夠的電能．
（4）太陽帆上加裝太陽能電池后，太陽能將轉化成_

 

能和

 

能．

Answer 1

分析：1、“光子流”的速度應接近于光速，
2、太陽光對這個平面的壓強等于受到的太陽光的壓力與平整光亮表面積的比值，
3、根據選項逐一解決，
4、太陽帆上加裝太陽能電池就是為了增加動力和補充電能．

解答：解：（1）這種“光子流”的速度應接近光速，為3×10⁵km/s．
（2）太陽光對這個平面的壓強為
P=

F

S

=

9

1×106

Pa=9×10-6Pa．
（3）飛船的運動和質量沒關系，故A錯，
光的壓力非常小，但可以推動飛船運動，時間越長飛船速度越大，故B正確，C錯誤，
空氣阻力大于壓力，抵消不了，故D錯．
故答案為B．
（4）太陽帆上加裝太陽能電池后，就是為了讓飛船運動和產生電能．
故答案為動；電．

點評：本題考查速度的計算，壓強的計算，力的作用效果，能量的轉化．