题目
34.2(分)目前关于太阳帆的研究认为:光没有静止质量,但有动量,可以施加压力。()就能够驱动星际飞船。A. 若有足够大的帆B. 等待足够的时间C. 若有足够小的帆,等待足够的时间D. 若有足够大的帆,等待足够的时间
34.2(分)目前关于太阳帆的研究认为:光没有静止质量,但有动量,可以施加压力。()就能够驱动星际飞船。
A. 若有足够大的帆
B. 等待足够的时间
C. 若有足够小的帆,等待足够的时间
D. 若有足够大的帆,等待足够的时间
题目解答
答案
D. 若有足够大的帆,等待足够的时间
解析
本题考查对太阳帆驱动星际飞船原理的理解。解题的关键在于分析光的动量施加压力与帆的大小以及时间之间的关系,从而确定能驱动星际飞船的条件。
对各选项的分析
- A选项:仅有足够大的帆,虽然帆大可以接收更多的光压,但如果时间过短,光施加的总冲量不足以使星际飞船获得足够的速度和能量来实现驱动,所以仅帆大是不够的,A选项错误。
- B选项:仅仅等待足够的时间,而帆的面积过小,单位时间内接收的光压有限,即使时间长,光施加的总冲量也可能无法达到驱动星际飞船的程度,B选项错误。
- C选项:帆足够小,即使等待足够长的时间,由于帆接收光的面积有限,光施加的压力和冲量也难以使星际飞船获得足够的动力来驱动,C选项错误。
- D选项:当有足够大的帆时,能在单位时间内接收更多的光,获得更大的光压;同时等待足够的时间,光持续对帆施加压力,根据动量定理$I = \Delta p$(其中$I$是冲量,$\Delta p$是动量的变化量),光在足够长的时间内持续施加压力,会使星际飞船获得足够的动量变化,从而能够驱动星际飞船,D选项正确。