【题目】光子不仅具有能量，而且还具有动量，频率为ν的光子的能量为hν，动量
，式中h为普朗克常量，c为光速。光子射到物体表面时将产生压力作用，这就是光压。设想有一宇宙尘埃，可视为一半径R=10.0cm的小球，其材料与地球的相同，它到太阳的距离与地球到太阳的距离相等。试计算太阳辐射对此尘埃作用力的大小与太阳对它万有引力大小的比值。假定太阳辐射射到尘埃时被尘埃全部吸收。已知：地球绕太阳的运动可视为圆周运动，太阳辐射在单位时间内射到位于地球轨道处的、垂直于太阳光线方向的单位面积上的辐射能S=1.37×103W/m2，地球到太阳中心的距离rse=1.5×1011m，地球表面附近的重力加速度g=10m/s2，地球半径Re=6.4×106m，引力恒量G=6.67×1011N·m2/kg2。
【答案】
【解析】
设宇宙尘埃的质量为m，太阳的质量为M，则太阳作用于尘埃的万有引力
(1)
设地球的密度为ρ，地球的质量为me，按题意有
(2)
(3)
另有
(4)
(5)
式中T为地球绕太阳作圆周运动的周期，T=365×24×60×60s=3.15×107s。由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)式得
(6)
太阳辐射中含有各种频率的光子，设单位时间内，射到尘埃所在处的与太阳辐射垂直的单位面积上频率为νi的光子数为Ni，根据S的定义有
(7)
光子不仅具有能量，还具有动量。由题意可知频率为νi的光子动量
(8)
光子射到尘埃表面被尘埃吸收，故光子作用于尘埃的冲量ΔIi=pi (9)
单位时间内射到尘埃单位面积上的各种频率的光子对尘埃的总冲量
(10)
ΔI也就是压强。由于尘埃的表面是球面，球面上各部分并不都与太阳辐射垂直，但射到球面上的光辐射与射到与太阳辐射相垂直的球的大圆面上的光辐射是相等的，故太阳辐射作用于尘埃的力
F=πR2ΔI (11)
由(7)式(11)式得
(12)
由(6)式和(12)式得
(13)
带入有关数据得
(14)
评分标准：本题13分。求得(6)式得4分，求得(12)式得7分，求得(13)式得1分，求得(14)式得1分。
天天向上一本好卷系列答案
小学生10分钟应用题系列答案科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，NPQ是由光滑细杆弯成的半圆弧，其半径为R，半圆弧的一端固定在天花板上的N点，NQ是半圆弧的直径，处于竖直方向，P点是半圆弧上与圆心等高的点。质量为m的小球A(可视为质点)穿在细杆上，通过轻绳与质量也为m的小球B相连，轻绳绕过固定在C处的轻小定滑轮。将小球A移到P点，此时CP段轻绳处于水平伸直状态，CP＝2R，然后将小球A由静止释放。不计一切摩擦，已知重力加速度为g，在小球A由P点运动到圆弧最低点Q的过程中，下列说法正确的是( )
A.小球A的动能可能先增大后减小
B.小球A始终比小球B运动得快(释放点P除外)
C.当小球A绕滑轮转过30°时，小球A的动能为
D.小球A刚释放时，小球A、B的加速度大小分别为aA＝0、aB＝g
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】用图装置完成“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验中，图中所挂钩码通过细绳对水平放置的弹簧施加水平向右的拉力，实验时弹力始终未超过弹性限度，下表中记录了某次实验的相关数据，g取10m/s.
钩码质量m/g | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
弹簧总长度l/cm | 6.0 | 7.2 | 8.3 | 9.8 | 10.6 | 11.8 |
(1)根据表格数据计算弹簧的劲度系数k=________N/m.(结果保留两位有效数字)
(2)该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧竖直悬挂相比较，其优点是_________.缺点是_______.
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【题目】如图所示，1和2是放在水平地面上的两个小物块（可视为质点），与地面的滑动摩擦系数相同，两物块间的距离d=170.00m，它们的质量分别为m1=2.00kg、m2=3.00kg。现令它们分别以初速度v1=10.00m/s和v2=2.00m/s迎向运动，经过时间t=20.0s，两物块相碰，碰撞时间极短，碰后两者粘在一起运动。求从刚碰后到停止运动过程中损失的机械能。
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【题目】如图所示，三个重均为100N的物块，叠放在水平桌面上，各接触面水平，水平拉力F=20N 用在物块2上，三条轻质绳结于O点，与物块3连接的绳水平，与天花板连接的绳与水平方向成45o角，竖直绳悬挂重为20N的小球P。整个装置处于静止状态。则( )
A.物块1和2之间的摩擦力大小为0
B.水平绳的拉力大小为15N
C.桌面对物块3的支持力大小为320N
D.物块3受5个力的作用
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【题目】如图所示，在水平地面上放着斜面体B，物体A置于斜面体B上，二者均保持静止。一平行于斜面向上的力F作用于物体A，地面对斜面体B的支持力和摩擦力分别用N1、f1表示，B对A的支持力和摩擦力分别用N2、f2表示。若F逐渐增大，A、B始终静止，则此过程中
A. N1一定不变
B. N2一定不变
C. f1一定变大
D. f2一定变大
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【题目】在竖直墙壁的左侧水平地面上，放置一个边长为a、质量为M的正方体ABCD，在墙壁和正方体之间放置一半径为R、质量为m的光滑球，正方体和球均保持静止，如图所示。球的球心为O，OB与竖直方向的夹角为
，正方体的边长a>R，正方体与水平地面的动摩擦因数为
。（g已知，并取最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：
（1）正方体和墙壁对球的支持力N1、N2分别是多大?
（2）若=45°，保持球的半径不变，只增大球的质量，为了不让正方体出现滑动，则球质量的最大值为多少?（tan45°=1）。
（3）改变正方体到墙壁之间的距离，球和正方体都处于静止状态，且球没有掉落地面。若不让正方体出现滑动，讨论以下情况：
a. 若球的质量m=
M，则正方体的右侧面AB到墙壁的最大距离是多少?
b. 当正方体的右侧面AB到墙壁的距离小于某个值时，则无论球的质量是多少，正方体都不会滑动，则这个距离的值是多少?
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】图中坐标原点O (0, 0）处有一带电粒子源，向y≥0一侧沿Oxy平面内的各个不同方向发射带正电的粒子，粒子的速率都是v，质量均为m，电荷量均为q．有人设计了一方向垂直于Oxy平面，磁感应强度的大小为 B 的均匀磁场区域，使上述所有带电粒子从该磁场区域的边界射出时，均能沿x轴正方向运动．试求出此边界线的方程，并画出此边界线的示意图．
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科目：高中物理 来源： 题型：
【题目】如图所示，水平传送带以大小为
的速度沿逆时针匀速转动，一个物块也以大小为的速度从传送带的左端滑上传送带，并刚好能从传送带右端滑离，物块在传送带上运动的时间为t。若将物块滑上传送带的速度减小为
，则下列判断正确的是
A.物块能滑到传送带中间的位置
B.物块在传送带上一直做匀变速运动
C.物块在传送带上运动的时间也为t
D.物块在传送带上运动过程中，和传送带的相对位移为
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