某離子發(fā)動機利用加速電場加速一階隋性氣體離子流，然后高速噴出，使發(fā)動機被反沖從而得到加速，在氖、氬、氪、氙這幾種離子中，使用哪一種離子時，發(fā)動機的加速性能最好（ ）
A．氖
B．氬
C．氪
D．氙

某離子發(fā)動機利用加速電場加速一價惰性氣體離子流，然后高速噴出，使發(fā)動機被反沖從而得到加速，在氖、氬、氪、氙這幾種離子中，使用哪一種離子時，發(fā)動機的加速性能最好

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“離子發(fā)動機”是一種新型的宇宙飛船用的發(fā)動機，其原理是設(shè)法使探測器內(nèi)攜帶的惰性氣體氙（）的中性原子變?yōu)橐粌r離子，然后用電場加速這些氙離子使其高速從探測器尾部噴出，利用反沖使探測器得到推動力．由于單位時間內(nèi)噴出的氣體離子質(zhì)量很小，飛船得到的加速度將非常小，但經(jīng)過足夠長時間的加速，同樣可以得到很大的速度，某探測器使用了“離子發(fā)動機”技術(shù)，已知離子發(fā)動機向外噴射氙離子的等效電流大小為I=0.64A，氙離子的荷質(zhì)比（電荷量與質(zhì)量之比）為K=e/m=7.2×10⁵C/kg，氣體離子被噴出時的速度是v=3.0×10⁴m/s，求：

（1）這臺離子發(fā)動機的功率為多大？

（2）該探測器要到達的目的地是博雷利彗星，計劃飛行3年（9.46×10⁷秒），試估算載有該探測器的宇宙飛船所需攜帶的氙的質(zhì)量是多少？

（3）你認為要選用氙的理由是什么？請說出一個理由．

 

“離子發(fā)動機”是一種新型的宇宙飛船用的發(fā)動機，其原理是設(shè)法使探測器內(nèi)攜帶的惰性氣體氙（）的中性原子變?yōu)橐粌r離子，然后用電場加速這些氙離子使其高速從探測器尾部噴出，利用反沖使探測器得到推動力．由于單位時間內(nèi)噴出的氣體離子質(zhì)量很小，飛船得到的加速度將非常小，但經(jīng)過足夠長時間的加速，同樣可以得到很大的速度，某探測器使用了“離子發(fā)動機”技術(shù)，已知離子發(fā)動機向外噴射氙離子的等效電流大小為I=0.64A，氙離子的荷質(zhì)比（電荷量與質(zhì)量之比）為K=e/m=7.2×10⁵C/kg，氣體離子被噴出時的速度是v=3.0×10⁴m/s，求：

（1）這臺離子發(fā)動機的功率為多大？

（2）該探測器要到達的目的地是博雷利彗星，計劃飛行3年（9.46×10⁷秒），試估算載有該探測器的宇宙飛船所需攜帶的氙的質(zhì)量是多少？

（3）你認為要選用氙的理由是什么？請說出一個理由．

 

“粒子發(fā)動機”是飛行器上用的一種新型發(fā)動機，靜止在太空中的飛行器中，有一種裝置，它利用電場加速帶電粒子，形成向外發(fā)射的高速粒子流，從而對飛行器產(chǎn)生反沖力，使其產(chǎn)生加速度.由于單位時間內(nèi)噴出的氣體粒子質(zhì)量很小，飛行器得到的加速度將非常小，但經(jīng)過足夠長時間的加速，同樣可以得到很大的速度.某飛行器使用“粒子發(fā)動機”技術(shù)，已知飛行器的質(zhì)量為M₀=100 kg（不計發(fā)射粒子后飛行器質(zhì)量的變化），發(fā)射的是1價氙離子，氙離子的等效電流大小為I=0.64 A，氙離子的比荷（電荷量與質(zhì)量之比）為k==7.2×10⁵ C/kg，氣體氙離子被噴出時的速度v=3.0×10⁴ m/s.求：

（1）加速電壓U；

（2）粒子發(fā)動機的功率P₀；

（3）每秒鐘射出的氙粒子數(shù)N；

（4）射出離子后，飛行器開始運動時的加速度a（不考慮萬有引力和其他力）；

（5）飛行器要到達的目的地是博雷利彗星，計劃飛行3年（9.46×10⁷ s），試估算飛行器所需要攜帶的氙的質(zhì)量M.

選做題：請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．
A．（選修模塊3-3）B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．照相機等的鏡頭涂有一層增透膜，其厚度應(yīng)為入射光在真空中波長的；
B．調(diào)諧是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過程，調(diào)制是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過程
C．把調(diào)準(zhǔn)的擺鐘，由北京移至赤道，這個鐘將變慢，若要重新調(diào)準(zhǔn)，應(yīng)增加擺長
D．振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用的時間越短
E．地面上的我們會發(fā)現(xiàn)：豎直向上高速運行的球在水平方向變窄
F．變化的磁場必定產(chǎn)生變化的電場．
（2）如圖所示，O點為振源，OP=s，t=0時刻O點由平衡位置開始振動，產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧波．圖乙為從t=0時刻開始描繪的P點的振動圖象．下列判斷中正確的是______
A．該波的頻率為1/（ t₂-t₁ ）  B．該波波長為st₁/（ t₂-t₁ ）  C．t=0時刻，振源O的振動方向沿y軸正方向
D．t=t₂時刻，P點的振動方向沿y軸負方向
（3）一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30°，斜邊AB=a．棱鏡材料的折射率為n=．在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45°的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡，求射出點的位置（不考慮光線沿原來路返回的情況）．
C．（選修模塊3-5）
（1）下列物理實驗中，能說明粒子具有波動性的是______
A．通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系，證明愛因斯坦方程光電效應(yīng)方程的正確性
B．通過測試多種物質(zhì)對X射線的散射，發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長變大的成分
C．通過電子雙縫實驗，發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象  
D．利用晶體做電子束衍射實驗，證實了電子的波動性
（2）氫原子的能級如圖所示．有一群處于n=4能級的氫原子，這群氫原子能發(fā)出______種譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功應(yīng)小于______eV．
（3）近年來，國際熱核聚變實驗堆計劃取得了重大進展，它利用的核反應(yīng)方程是²₁H+³₁H→⁴₂He+¹n．若²₁H和³₁H迎面碰撞，初速度大小分別為v₁、v₂，²₁H、³₁H、⁴₂He、¹n的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃、m₄，反應(yīng)后⁴₂He的速度大小為v₃，方向與²₁H的運動方向相同，求中子¹n的速度 （選取m的運動方向為正方向，不計釋放的光子的動量，不考慮相對論效應(yīng)）．