為尋找可靠的航天動力裝置，科學(xué)家們正持續(xù)進(jìn)行太陽帆推進(jìn)器和離子推進(jìn)器的研究。太陽帆推進(jìn)器是利用太陽光作用在太陽帆的壓力提供動力，離子推進(jìn)器則是利用電場加速后的離子氣體的反沖作用加速航天器。
（1）由量子理論可知每個光子的動量為p=hλ（h為普朗克常量，λ為光子的波長），光子的能量為ε=hv（v為光子的頻率），調(diào)整太陽朝使太陽光垂直照射，已知真空中光速為c,光子的頻率v,普朗克常量h,太陽帆面積為S，時間t內(nèi)太陽光垂直照射到太陽帆每平方米面積上的太陽光能為E，宇宙飛船的質(zhì)量為M，所有光子照射到太陽帆上后全部被等速率反射，求：
①時間t內(nèi)作用在太陽帆的光子個數(shù)N；
②在太陽光壓下宇宙飛船的加速度a的大小
（2）離子推進(jìn)器的原理如圖所示：進(jìn)入電離室的氣體被電離，其中正離子飄入電極A、B之間的勻強(qiáng)電場（離子初速度忽略不計），A，B間電壓為U，使正離子加速形成離子束，在加速正離子束的過程中所消耗的功率為P，推進(jìn)器獲得的恒定推力為F。為提高能量的轉(zhuǎn)換效率，即要使FP盡量大，請通過論證說明可行的方案。設(shè)正離子質(zhì)量為m,電荷量為q。
p
=
h
λ
F
P
【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；反沖現(xiàn)象中的動量守恒；動量定理的內(nèi)容和應(yīng)用；光子與光子的能量；動能定理的簡單應(yīng)用．
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：153引用：1難度：0.6
相似題
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1．如圖所示，ABC為光滑的固定在豎直面內(nèi)的半圓形軌道，軌道半徑為R=0.4m,A、B為半圓軌道水平直徑的兩個端點(diǎn)，O為圓心．在水平線MN以下和豎直線OQ以左的空間內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=1.0×106N/C．現(xiàn)有一個質(zhì)量m=2.0×10-2kg,電荷量q=2.0×10-7C的帶正電小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），從A點(diǎn)正上方由靜止釋放，經(jīng)時間t=0.3s到達(dá)A點(diǎn)并沿切線進(jìn)入半圓軌道，g=10m/s2，不計空氣阻力及一切能量損失，求：
（1）小球經(jīng)過C點(diǎn)時對軌道的壓力大?。?br />（2）小球經(jīng)過B點(diǎn)后能上升的最大高度．發(fā)布：2024/12/29 20:0:1組卷：746引用：4難度：0.5 -
2．如圖，在豎直平面內(nèi)，一半徑為R的半圓形軌道與水平軌道在B點(diǎn)平滑連接．半圓形軌道的最低點(diǎn)為B、最點(diǎn)高為C，圓心為O．整個裝置處水平向左的勻強(qiáng)電場中．現(xiàn)讓一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），從水平軌道的A點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時速度為．當(dāng)小球過C點(diǎn)時撤去電場，小球落到水平軌道上的D點(diǎn)．已知A、B間的距離為5gRR，重力加速度為g,軌道絕緣且不計摩擦和空氣阻力，求：103
（1）該勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大?。?br />（2）A、D間的距離；
（3）小球經(jīng)過半圓形軌道某點(diǎn)P（圖中未畫出）時，所受合外力方向指向圓心O，求小球過P點(diǎn)時對軌道壓力的大?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 20:30:1組卷：54引用：2難度：0.7 -
3．11H、12H、13H三個原子核，電荷均為e,質(zhì)量之比為1：2：3，如圖所示，它們以相同的初速度由P點(diǎn)平行極板射入勻強(qiáng)電場，在下極板的落點(diǎn)為A、B、C，已知上極板帶正電，原子核不計重力，下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/29 21:30:1組卷：369引用：5難度：0.6
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