飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1.截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区.I为电离区.将氙气电离获得1价正离子,Ⅱ为加速区.长度为L.两端加有电压.形成轴向的匀强电场．I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区.被加速后以速度vM从右侧喷出．Ⅰ区内有轴向的匀强磁场.磁感应强度大小为B.在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1，截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区，I为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度vM从右侧喷出．Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）．电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0＜α＜90?）．推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速度为v0，电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M；电子质量为m，电量为e．（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）．

（1）求II区的加速电压及离子的加速度大小；

（2）为取得好的电离效果，请判断I区中的磁场方向（按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）；

（3）ɑ为90?时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；

（4）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率vM与α的关系．

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（1）质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小VC；

（2）已知地面与水面相距1．5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线00′在360°角的范围内缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在m到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?

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“探究动能定理”的实验装置如图甲所示，当小车在两条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0；当用4条、6条、8条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时，橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0、…，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出．

（1）关于该实验，下列说法正确的是

A．打点计时器可以用直流电源供电，电压为4～6V

B．实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等

C．每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出

D．利用每次测出的小车最大速度vmax和橡皮筋做的功W，依次作出W-vmax、W-vmax2、W-vmax3、W2-vmax、W3-vmax、…的图象，得出合力做功与物体速度变化的关系．

（2）如图2给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5．65cm、OB=7．12cm、OC=8．78cm、OD=10．40cm、OE=11．91cm．已知相邻两点打点时间间隔为0．02s，则小车获得的最大速度vmax= m/s．

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