6．太陽(yáng)帆航天器是一種利用太陽(yáng)光的壓力進(jìn)行太空飛行的航天器，如圖所示．在沒(méi)有空氣的宇宙中，太陽(yáng)光光子會(huì)連續(xù)撞擊太陽(yáng)帆，使太陽(yáng)帆獲得的動(dòng)量逐漸增加，從而產(chǎn)生加速度．太陽(yáng)帆飛船無(wú)需燃料，只要有陽(yáng)光，就會(huì)不斷獲得動(dòng)力加速飛行．有人設(shè)想在探測(cè)器上安裝有面積極大、反射功率極高的太陽(yáng)帆，并讓它正對(duì)太陽(yáng)．已知太陽(yáng)光照射太陽(yáng)帆時(shí)每平方米面積上的輻射功率為P0，探測(cè)器和太陽(yáng)帆的總質(zhì)量為m，太陽(yáng)帆的面積為s，此時(shí)探測(cè)器的加速度大小為（　　）
A．$\frac{{2s{P_0}}}{mc}$B．$\frac{2sp}{mc}$C．$\frac{{{P_0}s}}{mc}$D．$\frac{ps}{mc}$

分析 根據(jù)ε=hf求解每個(gè)光子的能量，根據(jù)E=P0S 求解每秒照射到帆面上的能量E，根據(jù)N=$\frac{E}{ε}$求解每秒射到帆面上的光子數(shù)；
根據(jù)動(dòng)量定理求解太陽(yáng)光的推力，根據(jù)牛頓第二定律求解加速度．

解答 解：每秒光照射到帆面上的能量：E=P0S ①
光子的平均能量ε=hf          ②
光子的頻率：f=$\frac{c}{λ}$            ③
每秒射到帆面上的光子數(shù)：N=$\frac{E}{ε}$      ④
由①②③④解得：N=$\frac{{P}_{0}sλ}{hc}$         ⑤
每個(gè)光子的動(dòng)量：p=$\frac{h}{λ}$       ⑥
光射到帆面被反彈，由動(dòng)量定理得：Ft=2Ntp    ⑦
對(duì)飛船，由牛頓第二定律得：F=ma    ⑧
由⑤⑥⑦⑧⑨解得：a=$\frac{2s{P}_{0}}{mc}$；
故選：A．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是明確太陽(yáng)帆飛船的工作原理，然后結(jié)運(yùn)用能量守恒定律、愛(ài)因斯坦光子說(shuō)、動(dòng)量定理、牛頓第二定律列式后聯(lián)立求解．

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：選擇題

7．宇航員王亞平在“天宮1號(hào)”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國(guó)首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象．若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則飛船所在處的重力加速度大小為（　　）
A．0B．$\frac{GM}{{{{（R+h）}^2}}}$C．$\frac{GMm}{{{{（R+h）}^2}}}$D．$\frac{GM}{h^2}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

17．如圖所示為一種測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的裝置，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m1，繩的一端拴在腰間并沿水平方向跨過(guò)滑輪（不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦），繩的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m2的重物，人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng)，使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng)．下面說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．繩子拉力對(duì)人做正功
B．人對(duì)傳送帶做正功
C．運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗約為m1gvt
D．運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后，運(yùn)動(dòng)員的體能消耗約為（m1+m2）gvt

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

14．核能安全是核電站面臨的嚴(yán)峻的問(wèn)題．核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，一旦侵入人體，就會(huì)潛伏在人體肺部、骨骼等組織細(xì)胞中，破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)．已知钚的一種同位素${\;}_{94}^{239}$Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為${\;}_{94}^{239}$Pu→X+${\;}_{2}^{4}$He+γ，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（　�。�
A．X原子核中含有143個(gè)中子
B．100個(gè)${\;}_{94}^{239}$Pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)
C．由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)E=mc2，衰變過(guò)程中總質(zhì)量增加
D．衰變發(fā)出的γ放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

1．如圖所示，在xOy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時(shí)間周期性變化的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向、+y軸方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的正方向）．在t=0時(shí)刻由原點(diǎn)O發(fā)射初速度大小為v0，方向沿+y軸方向的帶負(fù)電粒子（不計(jì)重力）．其中已知v0、t0、B0、E0，且E0=$\frac{{B}_{0}{v}_{0}}{π}$，粒子的比荷$\frac{q}{m}$=$\frac{π}{{B}_{0}{t}_{0}}$，x軸上有一點(diǎn)A，坐標(biāo)為（$\frac{{48{v_0}{t_0}}}{π}$，0）．

（1）求$\frac{t_0}{2}$時(shí)帶電粒子的位置坐標(biāo)．
（2）粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中偏離x軸的最大距離．
（3）粒子經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)過(guò)A點(diǎn)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

11．太空探測(cè)器在探索宇宙過(guò)程中，由太陽(yáng)能電池板給它提供能源．光明中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室有一塊太陽(yáng)能電池板，當(dāng)有光照射它時(shí)（作為電源），其路端電壓與總電流的關(guān)系圖象如圖甲中的曲線①所示；若沒(méi)有光照射它時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)只有電阻的電學(xué)器件，無(wú)電動(dòng)勢(shì)．物理實(shí)驗(yàn)探究小組用“描繪小燈泡伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)方法，探究該太陽(yáng)能電池板在沒(méi)有光照射時(shí)的伏安特性曲線，利用電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）、電流表（內(nèi)阻約100Ω）測(cè)得的多組數(shù)據(jù)在圖甲中描出了各點(diǎn)，并用平滑曲線連接得到曲線②．則：

（1）分析曲線②可知，該電池板作為電阻器件時(shí)的阻值隨通過(guò)電流的增大而減�。ㄌ睢霸龃蟆被颉皽p小”），若所設(shè)計(jì)的電路如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將圖乙中電壓表另一端a接在b點(diǎn)（填“b”或“C”）；
（2）圖乙電路中a端接好后還少接了一條導(dǎo)線，請(qǐng)?jiān)趫D乙中（用筆代替導(dǎo)線）畫(huà)出；
（3）分析曲線①可知，該電池板作為電源時(shí)的電動(dòng)勢(shì)約為2.80V，若把它與阻值為1kΩ的定值電阻連接構(gòu)成一個(gè)閉合電路，在有光照射的情況下，該太陽(yáng)能電池板的效率約為64% （計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

18．現(xiàn)要測(cè)定一段粗細(xì)均勻、電阻約為60Ω的合金絲的電阻率，若已測(cè)得其長(zhǎng)度，要盡量精確的測(cè)量其電阻值R，器材有：
電池組（電動(dòng)勢(shì)3.0V，內(nèi)阻約1Ω）；   
電流表（量程0～100mA，內(nèi)阻約0.5Ω）；
電壓表（量程0～3V，內(nèi)阻約3kΩ）；   
滑動(dòng)變阻器R1（0～10Ω，允許最大電流2.0A）；
滑動(dòng)變阻器R2（0～500Ω，允許最大電流0.5A）；
電鍵一個(gè)、導(dǎo)線若干．

①以上器材中，所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1．（填“R1”或“R2”）
②用螺旋測(cè)微器測(cè)量合金絲直徑時(shí)的刻度位置如圖（甲）所示，讀數(shù)為0.730mm．
③如圖（乙）所示是測(cè)量合金絲電阻的電路，閉合開(kāi)關(guān)之前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到最右端．（填“最左端”或“最右端”）
④閉合開(kāi)關(guān)后，滑動(dòng)變阻器的滑片從一端移到另一端，電壓表示數(shù)變化明顯，但電流表示數(shù)始終幾乎為零，由此可以推斷：電路中4、5、6（填“1、2、3”或“4、5、6”或“6、7、8”）之間出現(xiàn)了斷路．
（填“短路”或“斷路”）
⑤在電路故障被排除后，為了更準(zhǔn)確地測(cè)出合金絲的阻值，在不更換實(shí)驗(yàn)器材的條件下，對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)改進(jìn)的是A．（填選項(xiàng)前的字母）
A．電流表連接方式改為內(nèi)接法       B．滑動(dòng)變阻器連接方式改為限流式．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

15．關(guān)于物體內(nèi)能和熱力學(xué)定律的說(shuō)法正確的是（　�。�
A．物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和就是分子的內(nèi)能
B．第二類(lèi)永動(dòng)機(jī)的構(gòu)想違背了熱力學(xué)第二定律
C．做功和熱傳遞具有相同的物理本質(zhì)
D．物體沒(méi)有做功時(shí)，物體吸熱，物體的內(nèi)能一定增加
E．若一定質(zhì)量的某理想氣體的內(nèi)能增加，則其溫度一定升高

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

16．滑雪者從高為H的山坡上A點(diǎn)由靜止下滑，到B點(diǎn)后又在水平雪面上滑行，最后停止在C點(diǎn)．A、C兩點(diǎn)的水平距離為s，求滑雪板與雪面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

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