Question

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“孤帆一片日边来”，唐朝大诗人李白的这句诗似乎是为今天的太阳帆吟诵的．现代科学发现，光对被照射物体确实具有力的作用，科学家正力图用这一原理制造“太阳帆”，用它为太空飞船提供动力，以实现星际旅行．吹动太阳帆的“风”，不再是吹动普通风帆的气流，而是太阳光形成的“光子流”．
（1）你认为这种“光子流”的速度应为

 

km/s．
研究表明，在地球附近，一个正对着太阳的面积为1.0×10⁶m²的平整光亮表面，受到的太阳光的压力约为9 N．
（2）太阳光对这个平面的压强为

 

Pa．
由于光的压强非常小，即使太阳帆的面积非常大，飞船受到它的压力也是非常小的．但只要时间足够长，安装面积为1.0×10⁴m²的太阳帆的飞船，也可能在1个月后速度超过2倍声速，1年后可获得脱离太阳系的速度！
（3）关于光的压力对太空中飞船的作用，下列说法中正确的是

 

A．只有飞船的质量很小时，光的压力才能推动它
B．光的压力可以使飞船加速前进
C．光的压力最多可使飞船作匀速运动
D．太空中光的压力可能被空气阻力所抵消
在远离地球的太空，宇宙飞船中电气设备所需的电能较难补充，若将薄膜状的太阳能电池敷设在飞船巨大的太阳帆上，就能为飞船提供足够的电能．
（4）太阳帆上加装太阳能电池后，太阳能将转化成_

 

能和

 

能．

Answer 1

分析：1、“光子流”的速度应接近于光速，
2、太阳光对这个平面的压强等于受到的太阳光的压力与平整光亮表面积的比值，
3、根据选项逐一解决，
4、太阳帆上加装太阳能电池就是为了增加动力和补充电能．

解答：解：（1）这种“光子流”的速度应接近光速，为3×10⁵km/s．
（2）太阳光对这个平面的压强为
P=

F

S

=

9

1×106

Pa=9×10-6Pa．
（3）飞船的运动和质量没关系，故A错，
光的压力非常小，但可以推动飞船运动，时间越长飞船速度越大，故B正确，C错误，
空气阻力大于压力，抵消不了，故D错．
故答案为B．
（4）太阳帆上加装太阳能电池后，就是为了让飞船运动和产生电能．
故答案为动；电．

点评：本题考查速度的计算，压强的计算，力的作用效果，能量的转化．