為尋找可靠的航天動(dòng)力裝置，科學(xué)家們正持續(xù)進(jìn)行太陽(yáng)帆推進(jìn)器和離子推進(jìn)器的研究。太陽(yáng)帆推進(jìn)器是利用太陽(yáng)光作用在太陽(yáng)帆的壓力提供動(dòng)力，離子推進(jìn)器則是利用電場(chǎng)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(gè)光子的動(dòng)量為
p
=
h
λ
（h為普朗克常量，λ為光子的波長(zhǎng)），光子的能量為ε=hv（v為光子的頻率），調(diào)整太陽(yáng)朝使太陽(yáng)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(yáng)帆面積為S，時(shí)間t內(nèi)太陽(yáng)光垂直照射到太陽(yáng)帆每平方米面積上的太陽(yáng)光能為E，宇宙飛船的質(zhì)量為M，所有光子照射到太陽(yáng)帆上后全部被等速率反射，求：
①時(shí)間t內(nèi)作用在太陽(yáng)帆的光子個(gè)數(shù)N；
②在太陽(yáng)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(chǎng)（離子初速度忽略不計(jì)），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(guò)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
F
P
盡量大，請(qǐng)通過(guò)論證說(shuō)明可行的方案。設(shè)正離子質(zhì)量為m,電荷量為q。

【答案】（1）①時(shí)間t內(nèi)作用在太陽(yáng)帆的光子個(gè)數(shù)N為

hν

；
②在太陽(yáng)光壓下宇宙飛船的加速度a的大小為

；
（2）見(jiàn)解析；

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：184引用：1難度：0.6

相似題

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(gè)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(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=1.0×10⁶N/C．現(xiàn)有一個(gè)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(shí)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(jì)空氣阻力及一切能量損失，求：
（1）小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小；
（2）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后能上升的最大高度．
發(fā)布：2024/12/29 20:0:1組卷：749引用：4難度：0.5
解析

2．₁¹H、₁²H、₁³H三個(gè)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(chǎng)，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(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是（　?。?/h2>

A．三個(gè)原子核在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等

B．₁¹H、₁²H、₁³H的加速度關(guān)系是a₁＞a₂＞a₃

C．落在A點(diǎn)的原子核是₁³H

D．三個(gè)原子核剛到達(dá)下板時(shí)的動(dòng)能相等

發(fā)布：2024/12/29 21:30:1組卷：374引用：5難度：0.6

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