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美国宇航局的冥王星探测器“新地平线”今年初成功发射,预计2015年到达冥王星,有...

美国宇航局的冥王星探测器“新地平线”今年初成功发射,预计2015年到达冥王星,有助于全面了解冥王星本身、太阳系形成的诸多谜团.“新地平线”号探测器使用了“离子发动机”推进技术,其原理是使探测器内携带的惰性气体氙(manfen5.com 满分网Xe)的中性原子变为一价离子,用电场加速这些氙离子,使其从探测器尾部喷出,利用反冲获得推动力.已知探测器上离子发动机向外喷射氙离子的等效电流I=0.64A,氙离子被喷出时的速度v=2.9×104 m/s.求:
(1)“新地平线”号探测器得到的推动力F是多大?
(2)“新地平线”号探测器飞行9年到达坦普尔1号彗星,试估算探测器来回至少需带多少氙.
(3)你认为为什么要选用氙?请任意说出一个理由.(基本电荷e=1.6×10-19C,原子质量单位1u=1.66×lO-27kg,1年=3.2×107s,结果保留两位有效数字)
(1)根据动量定理列式;根据电流强度的表达式列式;最后联立求解; (2)先求解测器每秒发射的氙离子的质量,再求解探测器来回至少需带多少氙; (3))①氙是惰性气体,性质稳定,比较安全;②氙的相对原子质量较大,在同样电压加速下得到的离子的动量较大;③没有天然放射性,使用安全;④在常温下是气态,便于贮存和传输. 【解析】 (1)设t=1s内产生的一价离子数为n个,则I==. 根据动量定理F•△t=△p=nmv. 由以上两式得F==0.025N. (2)探测器每秒发射的氙离子的质量为=     探测器来回18年,需发射氙的总质量M=t2=500kg  (3)①氙是惰性气体,性质稳定,比较安全;②氙的相对原子质量较大,在同样电压加速下得到的离子的动量较大;③没有天然放射性,使用安全;④在常温下是气态,便于贮存和传输. 答:(1)“新地平线”号探测器得到的推动力F是0.025N; (2)“新地平线”号探测器飞行9年到达坦普尔1号彗星,探测器来回至少需带500kg氙. (3)选用氙的理由:①氙是惰性气体,性质稳定,比较安全;②氙的相对原子质量较大,在同样电压加速下得到的离子的动量较大,速度较小;③没有天然放射性,使用安全;④在常温下是气态,便于贮存和传输.
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考点分析:
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如图所示,在平面镜MN上放有一块厚度为d的玻璃砖,其上表面离天花板的距离为h,天花板O点装有一点光源S,在O点的正下方贴上一块半径为r的圆形不透明纸,这时光源S发出的光经玻璃折射和平面镜反射后又能回射到天花板上,但留下一个半径为R的圆形影区AB.
(1)画出相应的光路图;
(2)求玻璃的折射率.

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证明:交流电动势公式ε=nBSωsinωt.(从中性面计时)
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如图所示,光滑水平面上静止放着长L=2.0m、质量M=3.0kg的木板.一个质量m=1.0kg的小物体放在离木板右端d=0.40m处,m与M之间的动摩擦因数μ=0,10,今对木板施加水平向右的拉力F=10N,为使木板能从物体下方被抽出,此拉力作用不得少于多少时间?

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现有一种特殊的电池,它的电动势E约为9V,内阻r约为50Ω,已知该电池允许输出的最大电流为50mA.为了测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图a所示的电路进行实验.图中电压表的内阻很大,对电路的影响可不考虑,R为电阻箱,阻值范围0~9999Ω,R是定值电阻,起保护电路的作用.
(1)实验室备有的定值电阻有以下几种规格:
A.10Ω,2.5W     B.100Ω,1.OW    C.200Ω,1.OW    D.2000Ω,5.0W
本实验应选哪一种规格?
答:______(只需填规格的代号).
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(2)该同学接入符合要求的R后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值,读取电压表的示数,改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图b所示的图线.则根据该同学所作出的图线可求得该电池的电动势E为______V,内阻r为______Ω.
(3)现有一阻值为10.0Ω的定值电阻、一个电键、若干根导线和一个电压表,该电压表表面上有刻度但无刻度值,请设计一个能粗略测定上述电源的电动势和内阻的实验方案.(已知电压表内阻很大,电压表量程大于电源电动势)要求:
①画出实验电路图;
②简要写出完成接线后的实验步骤;
③写出用测得的量计算电源内阻的表达式.
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(1)分别读出游标卡尺和螺旋测微器的读数,填入空格中.
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(1)______mm;(2)______cm.
(2)如图a,某同学要测量滑块与长木板间的动摩擦因数μ,没有打点计时器,他用一滴瓶作计时工具,已知从滴瓶的滴管中每隔一定时间会有一小液滴落下,将滴瓶放在滑块上,取一带有均匀刻度线的长木板,木板水平放置时,滑块放在木板左端,然后轻推滑块,给它一向右的速度,结果在木板上得到如图b所示的液滴点迹;若将木板的右端A适当抬起,使木板与水平方向成一α角,然后让滑块在A端开始下滑,结果在木板上得到如图c所示的液滴点迹,则根据图b、c可计算得到动摩擦因数μ=______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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