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飞船在远离星球的宇宙深处航行时,其它星体对飞船的万有引力作用很微弱,可忽略不计,...

飞船在远离星球的宇宙深处航行时,其它星体对飞船的万有引力作用很微弱,可忽略不计此时飞船将不受外力作用而做匀速直线运动。设想有一质量为M的宇宙飞船,正以速度v0在宇宙中飞行。飞船可视为横截面积为S的圆柱体(如图所示)。某时刻飞船监测到前面有一片尘埃云。已知尘埃云分布均匀,密度为ρ。假设尘埃与飞船发生的是弹性碰撞,且不考虑尘埃间的相互作用。为了保证飞船能以速度v0匀速穿过尘埃云,在刚进入尘埃云时,飞船立即开启内置的离子加速器。已知该离子加速器是利用电场加速带电粒子,形成向外发射的高速(远远大于飞船速度)粒子流,从而对飞行器产生推力的若发射的是一价阳离子,每个阳离子的质量为m,加速电压为U,元电荷为e。在加速过程中飞行器质量的变化可忽略。求单位时间内射出的阳离子数。

 

【解析】设在很短的时间Δt内,与飞船碰撞的尘埃的质量为,所受飞船的作用力为。 飞船与尘埃发生的是弹性碰撞: , , 解得: , 由于,所以碰撞后尘埃的速度 v2=2v0 对尘埃,根据动量定理: ,其中 , 则飞船所受阻力 设一个离子在电场中加速后获得的速度为v。根据动能定理 设单位时间内射出的离子数为n。在很短的时间Δt内,根据动量定理: 则飞船所受动力 飞船做匀速运动 解得  
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考点分析:
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一匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面,在xy平面中,磁场分布在以O为圆心的一个圆形区域内,一个质量为m、电荷量为q的带电粒子,由原点O开始运动,初速度为v,方向沿x轴正方向,后来粒子经过y轴上的P点,此时速度方向与y轴夹角为300PO的距离为L,如右图所示。不计重力的影响,求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R

 

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如图所示,半径R=0. 4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连 线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在 竖直挡板上。质量m=0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0= 2 m/s的速度被水平拋出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,此时弹簧的弹性势能Epm = 0.8J,已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5g10m/s2。求:

(1)小物块从A点运动至B点的时间。

(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力大小。

(3)CD两点间的水平距离L

 

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科研人员乘气球进行科学考察.气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg.气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,及时堵住.堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s内下降了12 m.为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物.此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少了3 m/s.若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g9.89 m/s2,求抛掉的压舱物的质量.

 

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测定金属丝的电阻率实验中,所用的测量仪器均已校准。待测金属丝接入电路部分的长度约为50 cm

1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,某一次测量结果(接近多次测量的平均值)如图1所示,其读数为_________mm

2)用伏安法测金属丝的电阻Rx的阻值(约为15 Ω),实验室提供了如下器材:

A.电池组E(电动势为3 V,内阻约为1 Ω

B.电流表A1(量程为0~0.6 A,内阻约为0.5 Ω

C.电流表A2(量程为0~3 A,内阻为0.02 Ω

D.电压表V1(量程为0~3 V,内阻约为5 kΩ

E.电压表V2(量程为0~15 V,内阻为15 kΩ

F.电阻箱R(阻值范围为0~99.99 Ω,额定电流为1 A

G.开关S,导线若干

为使测量尽可能准确,电流表应选用_______,电压表应选用_______;(填器材前的字母标号)应采用下面给出的________电路进行测量。

               

3)根据记录的电阻箱阻值R及对应电流表示数I和电压表示数U,在坐标纸上作图象如图2所示,根据图象可得金属丝的电阻Rx=_______Ω(保留两位有效数字)。

4)根据以上数据估算金属丝的电阻率约为_______填选项前的字母标号)。

A    B   C   D

5)关于本实验的误差,下列说法中正确的是______

A.用螺旋测微器测量金属丝的直径时,由于读数引起的误差属于系统误差

B.由电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C.若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差

D.用图象处理数据求金属丝的电阻可以减小偶然误差

 

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如图1所示为验证机械能守恒定律的实验装置现有器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平.

(1)为完成实验,还需要的器材有______

A.米尺       B.0—6v直流电源

C.秒表       D.0—6v交流电源

(2)某同学用图1所示装置打出的一条纸带如图2所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02S,根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______m/s.(结果保留三位有效数字

(3)采用重物下落的方法,根据公式验证机械能守恒定律,对实验条件的要求是______,为验证和满足此要求,所选择的纸带第1、2点间的距离应接近______

(4)该同学根据纸带算出了相应点的速度,作出图象如图3所示,则图线斜率的物理意义是_____

 

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