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

（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．