光是由没有静态质量但有动量的光子构成，当光子撞击光滑的物体平面时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的推动作用力。单个光子产生的推

题文

光是由没有静态质量但有动量的光子构成，当光子撞击光滑的物体平面时，可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向，并给撞击物体以相应的推动作用力。单个光子产生的推力极其微小，在太阳到地球的距离上，众多光子在1平方米帆面上产生的推力只有，还不足一只蚂蚁的重量，加速度很小，但根据速度＝加速度×时间的公式，只要时间足够长，太阳帆最终能达到一定速度。科学家设想未来的宇宙航事业中利用太阳帆来加速星际飞船。如果帆是白色的，反射全部光子，如果帆是黑色，那么反射光子数忽略不计，设太阳光是垂直入射帆面的。则下列说法正确的是（   ）A．白色帆面所受推力大B．黑色帆面所受推力大C．两种帆面所受推力一样大D．无法确定哪种帆面所受推力大

题型：未知 难度：其他题型

答案

A

解析

本题以太阳帆为背景，考查了动量定理的定性应用、光子及光子与物质相互作用的特点。这类问题的关键在于通过对具体情景的分析，建立准确的物理模型。更确切地说是考查考生建立物理模型的能力。通过仔细审题可知，光子与物质的相互作用，可以等效为力学中的小球与平板之间的作用，设每一个光子的动量为P，单位面积上入射的光子个数为n，作用时间为Δt，帆面的总面积为s，则对于白色的帆面反射全部光子，可得光子平均作用力的冲量为F1Δt＝2nsP，则平均作用力为F1=2nsP/Δt。同理对于黑色的帆面，反射光子数忽略不计，冲量是上述值的一半，亦即平均作用力减半F2=nsP/Δt，由上述分析易知A是正确的。

考点

据考高分专家说，试题“光是由没有静态质量但有动量的光子构成，当.....”主要考查你对 [动量定理 ]考点的理解。

动量定理

动量定理:1、内容：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 2、表达式：Ft=p'-p或Ft=mv'-mv。 3、注意：①动量定理公式是一矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向； ②公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力； ③动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统。对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力；系统内力的作用不改变整个系统的总动量； ④动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力。对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。

冲量，动量与动量变化：

动量变化:

(1)动量变化的表达式：。(此式为矢量式)。(2)的求法：①若的求法：①若在同一直线上，则先规定正方向，再用正负表示然后进行代数运算求解。②若然后进行代数运算求解。②若不在同一直线上，则用平行四边形定则(或三角形定则)求矢量差。(3)△p的方向：△p的方向与速度的变化量的方向相同。的方向相同。

动量和能量的综合问题的解法：

 1．动量的观点与能量的观点 (1)动量的观点：动量定理和动量守恒定律。 (2)能量的观点：动能定理和能量守恒定律。这两个观点研究的是物体或系统运动变化所经历的过程中状态的改变，它无需对过程是怎样变化的细节进行深入的研究，而关心的是运动状态变化即改变的结果量及其引起变化的原因，简单地说，只要知道过程的始末状态动量式、动能式和力在过程中的冲量和所做的功，即可对问题求解。 2．利用动量观点和能量观点解题时应注意的问题动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可写出分量表达式，而动能定理和能量守恒定律是标量表达式，绝无分量表达式。