Question

13．“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(xiàn)代科學(xué)發(fā)現(xiàn)，光對被照射物體確實(shí)具有力的作用，科學(xué)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(shí)現(xiàn)星際旅行．吹動太陽帆的“風(fēng)”，不再是吹動普通風(fēng)帆的氣流，而是太陽光形成的“光子流”．
（1）你認(rèn)為這種“光子流”的速度應(yīng)為3×10⁵km/s．
（2）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9N．太陽光對這個平面的壓強(qiáng)為多少Pa？
（3）由于光的壓強(qiáng)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．關(guān)于光的壓力對太空中飛船的作用，下列說法中正確的是（D）
A、只有飛船的質(zhì)量很小時，光的壓力才能推動它  B、太空中光的壓力可能被空氣阻力所抵消
C、光的壓力最多可使飛船做勻速運(yùn)動  D、光的壓力可以使飛船加速前進(jìn)．

Answer 1

分析 （1）由太陽光形成的“光子流”可知，這種“光子流”的速度等于光速；
（2）已知壓力與受力面積，由壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$可求出壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系，結(jié)合文中提供的信息，逐一分析判斷．

解答 解：
（1）由太陽光形成的“光子流”可知，這種“光子流”的速度=光速=3×10⁸m/s=3×10⁵km/s；
（2）太陽光對這個平面的壓強(qiáng)為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{9N}{1.0×1{0}^{6}{m}^{2}}$=9×10^-6Pa；
（3）A、太空中飛船處于失重狀態(tài)且無空氣阻力，雖然飛船受到光的壓力很小，但能改變飛船的運(yùn)動狀態(tài)（即光的壓力能推動它），飛船的運(yùn)動與其質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤；
B、太空中沒有空氣，所以太空中光的壓力不會被空氣阻力所抵消，故B錯誤；
CD、光的壓力作用在飛船上，飛船受力不平衡，飛船可以做加速運(yùn)動（由文中信息也可得到），故C錯誤，
D正確．
故答案為：（1）3×10⁵；（2）太陽光對這個平面的壓強(qiáng)為9×10^-6Pa；（3）D．

點(diǎn)評 本題考查了光速、壓強(qiáng)的計算、力的作用效果，認(rèn)真分析題意、從文中獲取有用信息是解題的關(guān)鍵．