光子具有動(dòng)量，因此光照到物體表面被反射或被吸收時(shí)，都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓力.利用這一原理，可以用太陽(yáng)光作為探測(cè)器進(jìn)行宇宙航行的動(dòng)力.科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)的一種探測(cè)器有8張三角形的帆像風(fēng)車那樣安裝在探測(cè)器的周圍，總面積達(dá)S=104 m2，并始終保持正對(duì)著太陽(yáng).通過帆上的反光膜反射太陽(yáng)光，利用太陽(yáng)光對(duì)帆的壓力使探測(cè)器得到加速.該探測(cè)器的總質(zhì)量為m=500 kg.它所在的區(qū)域內(nèi)每平方米面積上獲得的太陽(yáng)光功率為P=1 kW，設(shè)反光膜能將太陽(yáng)光全部反射.求：

（1）太陽(yáng)光對(duì)帆的總壓力F是多大？

（2）在太陽(yáng)光的作用下，該探測(cè)器的速度每天可以增大多少？

(1)0.066 7 N     (2)11.5 m/s

解析:(1)設(shè)探測(cè)器的帆在時(shí)間t內(nèi)接收到的光子總數(shù)為n，則PSt=nE，其中E是每個(gè)光子的能量；

對(duì)這些光子用動(dòng)量定理，設(shè)它們受到的總作用力是F，則Ft=n·2p，其中p是每個(gè)光子的動(dòng)量，而E=pc；

由以上得F=2

帶入數(shù)據(jù)得F=0.066 7 N

根據(jù)牛頓第三定律，太陽(yáng)光對(duì)帆的總壓力也是F=0.066 7 N.

(2)在一天時(shí)間內(nèi)對(duì)探測(cè)器用動(dòng)量定理Ft=mΔv，得Δv=11.5 m/s.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（1）下列說法中正確的是
BCF
BCF

A．紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能也隨之增大
B．中等核的比結(jié)合能最大，因此這些核是最穩(wěn)定的
C．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
D．盧瑟福在研究原子結(jié)構(gòu)中引入了量子化的觀點(diǎn)
E．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性，康普頓效應(yīng)揭示了光的波動(dòng)性
F．在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫變窄，光子動(dòng)量的不確定量變大
（2）現(xiàn)有一群處于n=4能級(jí)上的氫原子，已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=-13.6eV，這群氫原子發(fā)光的光譜共有
6
6
條譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功最大是
12.75
12.75
eV．
（3）一靜止的92238U核衰變?yōu)?SUB>90234Th核時(shí)，只放出一個(gè)α粒子，已知90234Th的質(zhì)量為MT，α粒子質(zhì)量為Mα，衰變過程中質(zhì)量虧損為△m，光在真空中的速度為c，若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動(dòng)能，求放出的α粒子的初動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?海淀區(qū)二模）下列說法中不正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（1）下列說法正確的是
D
D

A．光電效應(yīng)現(xiàn)象顯示了光的粒子性，它否定了光的波動(dòng)性
B．為了解釋原子光譜的不連續(xù)性，普朗克提出能量量子化觀點(diǎn)
C．某元素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的分布，進(jìn)而決定了該元素的化學(xué)性質(zhì)
D．核力是短程力，在其作用范圍內(nèi)，隨核子間距離的變化可以表現(xiàn)為引力也可以表現(xiàn)為斥力
（2）下列說法中正確的是
AD
AD

A．盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為
 
4
2
He+
 
14
7
N→
 
17
8
O+
 
1
1
H
B．鈾核裂變的核反應(yīng)是：
 
235
92
U→
 
141
56
Ba+
 
92
36
Kr+2
 
1
0
n
C．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3．質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，釋放的能量是：（m1+m2-m3）c2
D．原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子；原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要吸收波長(zhǎng)為
λ1λ2
λ1-λ2
的光子
（3）貧鈾合金具有高密度、高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，用它做彈芯穿甲能力強(qiáng)，可以摧毀堅(jiān)固的目標(biāo)．貧鈾彈的重要原料是鈾238，具有放射性，放出的射線對(duì)人體會(huì)造成嚴(yán)重的傷害，因此愛好和平的人們都反對(duì)使用貧鈾彈．若某靜止的鈾核（_92）發(fā)生α衰變生成釷核（Th），并同時(shí)放出能量為E的γ光子，已知鈾核的質(zhì)量為mTa，釷核的質(zhì)量為mTb，α粒子的質(zhì)量為mα．
①寫出核反應(yīng)方程．
②若放出的γ光子動(dòng)量可忽略，求衰變生成的α粒子的速率．

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科目：高中物理 來(lái)源：2010年遼寧省大連市高三第二次模擬考試（理綜）物理部分 題型：計(jì)算題

[物理—選修3—5]（15分）
（1）（5分）下列說法正確的是         。

A．光電效應(yīng)現(xiàn)象顯示了光的粒子性，它否定了光的波動(dòng)性
B．為了解釋原子光譜的不連續(xù)性，普朗克提出能量量子化觀點(diǎn)
C．某元素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的分布，進(jìn)而決定了該元素的化學(xué)性質(zhì)
D．核力是短程力，在其作用范圍內(nèi)，隨核子間距離的變化可以表現(xiàn)為引力也可以表現(xiàn)為斥力
（2）（10分）貧鈾合金具有高密度、高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，用它做彈芯穿甲能力強(qiáng)，可以摧毀堅(jiān)固的目標(biāo)。貧鈾彈的重要原料是鈾238，具有放射性，放出的射線對(duì)人體會(huì)造成嚴(yán)重的傷害，因此愛好和平的人們都反對(duì)使用貧鈾彈。若某靜止的鈾核（）發(fā)生衰變生成釷核（Th），并同時(shí)放出能量為E的光子，已知鈾核的質(zhì)量為，釷核的質(zhì)量為粒子的質(zhì)量為。
①寫出核反應(yīng)方程。
②若放出的光子動(dòng)量可忽略，求衰變生成的粒子的速率。

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科目：高中物理 來(lái)源：2014屆重慶市高二下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列說法中錯(cuò)誤的是

A．普朗克在研究黑體輻射問題時(shí)提出了能量子假說

B．光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性

C．黑體輻射，隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)

D．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變短

 

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