题目内容

【题目】有人设想在遥远的宇宙探测时,给探测器安上面积极大、反射率极高(可认为100%)的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速.已知探测器在某轨道上运行时,每秒每平方米面积获得的太阳光能为E=1.5×104 J,薄膜面积为S=6.0×102 m2,若探测器总质量为M=60 kg,光速c=3.0×108 m/s,那么下列最接近探测器得到的加速度大小的是(根据量子理论,光子不但有能量,而且有动量.光子动量的计算式为p=,其中h是普朗克常量,λ是光子的波长)(  )

A. 1.0×10-3 m/s2

B. 1.0×10-2 m/s2

C. 1.0×10-1 m/s2

D. 1 m/s2

【答案】A

【解析】由以及光在真空中光速知,光子的动量和能量之间关系为,设时间t内射到探测器上的光子个数为n,每个光子能量为E,光子射到探测器上后全部反射,则这时光对探测器的光压最大,设这个压强为,每秒每平方米面积获得的太阳光能,由动量定理得:,压强,对探测器应用牛顿第二定律,可得,代入数据得:,A正确.

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