练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    9．中国航天科技集团独立自主研制的我国首台200毫米离子电推进系统已应用于飞船及宇航员在太空中加速（如甲图），宇航员配备的微型推进器的加速装置合成在一个喷筒内，喷口方向可调，其工作原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子，氙离子从腔室C漂移过电极A，在电极A、B之间的电场加速后从栅电极B喷出，在氙离子加速过程中因反作用力使宇航员获得推力，设一宇航员与推进器的总质量为M=80kg，正以v0=5m/s的速度向前运动．（以下速度均选同一参考系）
    （1）现在需沿v0方向向前加速至6m/s，若使用传统燃气向正后方喷气，且喷出的燃气速度为v=154m/s，求此过程应喷出的燃气质量m．
    （2）若换用离子电推系统，宇航员的总质量M完全可视为不变，现宇航员欲对自己的运动方向做一次微调，于是改变推进器喷口方向，使之与运动方向垂直，短暂工作，使宇航员在与原速度垂直的方向上获得一很小速度△v，设氙离子的喷出的速度为v，此次喷射出的氙离子数目为N，求一个氙离子的质量m′．

    分析 （1）传统燃气向正后方喷气的过程中，动量守恒，以v0方向为正方向，根据动量守恒定律列式即可求解；
    （2）在与飞船运动方向垂直方向上，飞船和喷射的氙离子整体不受外力，系统动量守恒，根据守恒定律列式求解即可；

    解答 解：（1）传统燃气向正后方喷气的过程中，动量守恒，以v0方向为正方向，根据动量守恒定律则有：
    Mv0=（M-m）v′-mv
    解得：m=0.5kg
    （2）在与飞船运动方向垂直方向上，动量守恒，以△v方向为正方向，根据动量守恒有：
    0=（M-Nm′）△v-（Nm′）v
    根据题意，有：
    M-Nm′≈M
    解得：m′=$\frac{M△v}{Nv}$
    答：（1）此过程应喷出的燃气质量m为0.5kg．
    （2）一个氙离子的质量m′为$\frac{M△v}{Nv}$．

    点评 本题主要考查了动量守恒定律的直接应用，解题时要先规定正方向，在第二问中注意在与飞船运动方向垂直方向上，飞船和喷射的氙离子整体不受外力，系统动量守恒，难度适中．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．如图所示为一电解电容器，根据图中的标示，判断下列说法正确的是（　　）
    A．该电容器的电容为2200法拉
    B．该电容器两极间电势差为1V时，电容器带电量为2.2×10-3C
    C．该电容器的电路符号为
    D．该电容器的额定电压为80V，说明必须接80V电压才能正常工作

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    20．（1）在测金属丝直径时，螺旋测微器读数如图．可知该金属丝直径d=0.900×10-3m．
    （2）用游标卡尺（游标尺上有50个等分刻度）1测定某工件的宽度时，示数如图2所示，此工件的宽度为23.22mm．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．下列说法正确的是（　　）
    A．液体表面张力的方向与液面相切
    B．物体运动的速度越大，其内能越大
    C．温度升高，物体内的每一个分子速率均增大
    D．夏天轮胎容易爆裂，是分子间斥力作用的结果

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    4．关于α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构，下列说法正确的是（　　）
    A．α粒子散射实验揭示了原子核的组成
    B．少数α粒子发生了较大偏转，卢瑟福认为是环境的影响
    C．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径
    D．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中汽车的（　　）
    A．重力势能增加B．动能增加C．机械能减小D．机械能守恒

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    1．一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm，已知在t=0时刻相距30cm的两质点a、b的位移都是1cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向，如图所示，则（　　）
    A．t=0时刻，两质点a、b的加速度相同
    B．两质点a、b的平衡位置间的距离为半彼长的奇数倍
    C．质点a的速度最大时，质点b的速度为零
    D．当质点b的位移为+2 cm时，质点a的位移为负

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．某同学在地面上用弹簧秤称得其体重为490N，他将弹簧秤移至电梯内称其体重，t0至t1时间段内，弹簧秤的示数如图所示，t0至t3时间段内，电梯没有停止运动过．电梯运行的v-t图可能是（取电梯向上运动的方向为正）（　　）
    A．B．C．D．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    19．如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A，则（　　）
    A．线圈产生的感应电动势的最大值为2V
    B．线圈产生的感应电流的最大值为2A
    C．任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos$\frac{2π}{T}$t
    D．穿过线圈的磁通量最大为4T

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案