美国东部时间2007年9月27日早7时20分，美国航空航天局（NASA）的“黎明”号探测器从佛罗里达州肯尼迪航天中心顺利升空，计划在未来8年时间里飞抵位于小行星带的终点站．“黎明”号探测器使用离子发动机，与传统的航天器化学燃料发动机不同，新型发动机将太阳能转化为电能，再通过电能电离惰性气体氙气的原子，产生时速达14.32万千米的离子流作为推动力，“黎明”号上安装了3个离子推进器和2个巨大的太阳能板，双翼间距近20米，足以为它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是传统化学燃料发动机的10倍． 离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正．推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，BC之间加有恒定电压，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速后形成电流为I的离子束后喷出．已知推进器获得的推力为F，单位时间内喷出的离子质量为J，为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度．
（1）求加在BC间的电压U；
（2）为使离子推进器正常运行，必须在出口D处向正离子束注入电子，试解释其原因．
考点分析：
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示波器的核心部分为示波管，如图中甲所示，真空室中电极K发出电子（初速不计），经过电压为U
1的加速电场后，由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中．板长L，相距为d，在两板间加上如图乙所示的正弦交变电压，前半个周期内B板的电势高于A板的电势，电场全部集中在两板之间，且分布均匀．在每个电子通过极板的极短时间内，电场可看作恒定的．在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏，中心线正好与屏上坐标原点相交．当第一个电子到达坐标原点O时，使屏以速度v沿-x方向运动，每经过一定的时间后，在一个极短时间内它又跳回到初始位置，然后重新做同样的匀速运动． （已知电子的质量为m，带电量为e，不计电子重力）．求：
（1）电子进入A、B板时的初速度；
（2）要使所有的电子都能打在荧光屏上，图乙中电压的最大值U
需满足什么条件？
（3）要使荧光屏上始终显示一个完整的波形，荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置？计算这个波形的峰值和长度．在如图丙所示的x-y坐标系中画出这个波形．
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我国将于2008年下半年发射围绕地球做圆周运动的“神舟七号”载人飞船． 届时，神舟七号将重点突破航天员出舱活动（太空行走如图）技术．从神舟七号开始，我国进入载人航天二期工程．在这一阶段里，将陆续实现航天员出舱行走、空间交会对接等科学目标．
（1）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g．“神舟7号”载人飞船上的宇航员离开飞船后身上的速度计显示其对地心的速度为v，求该宇航员距离地球表面的高度．
（2）已知宇航员及其设备的总质量为M，宇航员通过向后喷出氧气而获得反冲力，每秒钟喷出的氧气质量为m．为了简化问题，设喷射时对气体做功的功率恒为P，在不长的时间t内宇航员及其设备的质量变化很小，可以忽略不计．求喷气t秒后宇航员获得的动能．
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实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率ρ=1.7×10
-8Ωm．课外活动小组的同学设计了一个试验来测算螺线管使用的金属丝长度．他们选择了多用电表、电流表、电压表、开关、滑动变阻器、螺旋测微器（千分尺）、导线和学生电源等．
（1）他们使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分以下三个步骤：（请填写第②步操作）
①将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”、“-”插孔；选择电阻档“×1”；
②______；
③把红黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用表的示数如图1（a）所示．
（2）根据多用电表示数，为了减少实验误差，并在实验中获得较大的电压调节范围，应从图1（b）的A、B、C、D四个电路中选择______电路来测量金属丝电阻；
（3）他们使用千分尺测量金属丝的直径，示数如图2所示，金属丝的直径为______mm；
（4）根据多用电表测得的金属丝电阻值，可估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为______m．（结果保留两位有效数字）
（5）他们正确连接电路，接通电源后，调节滑动变阻器，发现电流始终无示数．请设计一种方案，利用多用电表检查电路故障并写出判断依据．（只需写出简要步骤）______．
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某研究性学习小组为探究热敏电阻特性而进行了如下实验，他们分若干次向如烧杯中倒入开水，观察不同温度下热敏电阻的阻值，并把各次的温度值和对应的热敏电阻的阻值记录在表中．
（1）将图甲表格中的实验数据在给定的坐标纸上（图乙）描绘出热敏电阻的阻值R随温度t变化的图象，并说明该热敏电阻的阻值随温度的升高而______ （填“增大”或“减小”）．
（2）他们用该热敏电阻作为温度传感器设计了一个温度控制电路，如图丙所示，请在虚线方框中正确画出施密特触发器．图中二极管的作用是______．
（3）当加在斯密特触发器输入端的电压逐渐上升到某个值（1.6V）时，输出端电压会突然从高电平跳到低电平，而当输入端的电压下降到另一个值（0.8V）时，输出端电压会从低电平跳到高电平，从而实现温度控制．已知可变电阻R
1=12.6kΩ，则温度可控制在______℃到______℃之间（结果保留整数，不考虑斯密特触发器的分流影响）．
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（选做，适合选修3-4的同学）
我国登月的“嫦娥计划”已经启动，2007年10月24日，我国自行研制的探月卫星“嫦娥一号”探测器成功发射．相比较美国宇航员已经多次登陆月球．而言，中国航天还有很多艰难的路要走．若一位物理学家通过电视机观看宇航员登月球的情况，他发现在发射到月球上的一个仪器舱旁边悬挂着一个重物在那里摆动，悬挂重物的绳长跟宇航员的身高相仿，这位物理学家看了看自己的手表，测了一下时间，于是他估测出月球表面上的自由落体加速度．请探究一下，他是怎样估测的？
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