題目列表(包括答案和解析)
2009年3月1日16時13分10秒,中國自主研制的第一個月球探測器(嫦娥一號)成功實現(xiàn)“受控撞月”,為我國探月一期工程畫上圓滿的句號。
(1)設(shè)探測器的質(zhì)量為m,月球的半徑為R,月球表面的重力加速度為g,“受控撞月”開始前探測器在離月球表面高為h的圓形環(huán)月軌道上正常運(yùn)行。求它在此軌道上正常運(yùn)行的線速度大小;
(2)假設(shè)此次進(jìn)行“受控撞月”開始的過程按圖甲所示進(jìn)行,探測器在A點(diǎn)向前短時間噴氣,減速后的探測器做向心運(yùn)動沿曲線到達(dá)月球表面附近的B點(diǎn)。設(shè)探測器到達(dá)B點(diǎn)時速度大小為,從A到B的空間范圍內(nèi)的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度,噴出的氣體相對于月球表面的速度大小為u,求噴出氣體的質(zhì)量;
(3)為了增加撞擊效果,撞擊前要利用剩余的燃料對探測器進(jìn)行加速,圖乙所示為探測器到達(dá)B點(diǎn)時速度方向的示意圖,為了使探測器能夠沿此方向做加速直線運(yùn)動,請在圖乙中用由坐標(biāo)原點(diǎn)O出發(fā)的有向線段表示出可能的一種發(fā)動機(jī)噴氣方向。
2009年3月1日16時13分10秒,中國自主研制的第一個月球探測器(嫦娥一號)成功實現(xiàn)“受控撞月”,為我國探月一期工程畫上圓滿的句號。
(1)設(shè)探測器的質(zhì)量為,月球的半徑為
,月球表面的重力加速度為g,“受控撞月”開始前探測器在離月球表面高為
的圓形環(huán)月軌道上正常運(yùn)行。求它在此軌道上正常運(yùn)行的線速度大。
(2)假設(shè)此次進(jìn)行“受控撞月”開始的過程按圖所示進(jìn)行,探測器在點(diǎn)向前短時間噴氣,減速后的探測器做向心運(yùn)動沿曲線到達(dá)月球表面附近的
點(diǎn)。設(shè)探測器到達(dá)
點(diǎn)時速度大小為
,從
的空間范圍內(nèi)的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度,噴出的氣體的速度大小為
,求噴出氣體的質(zhì)量;
一、1、C 2、A3、BD 4、D 5、AD 6、B 7、BCD 8、CD
二、實驗題:(18分)將答案填在題目的空白處,或者要畫圖連線。
9、(6分) C (每空3分)
10、(12分)①ABEF(4分)
②如圖所示(4分)
③隨著導(dǎo)體中的電流增大,溫度升高,電阻率增大,電阻增大(4分)
三、本大題共三小題共計54分.解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題.答案中必須明確寫出數(shù)值和單位
11、(16分)(1)設(shè)月球的質(zhì)量為M,衛(wèi)星的線速度為,則
① 2分
又
② 2分
由①②兩式得
③ 2分
(2)設(shè)衛(wèi)星在A點(diǎn)減速后的速度為
從A到B衛(wèi)星和月球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,所以
④ 2分
噴氣過程中衛(wèi)星系統(tǒng)的動量守恒,設(shè)噴射出氣體的質(zhì)量為,所以
⑤ 3分
由③、④、⑤式解得
⑥ 2分
(3)由O點(diǎn)出發(fā)在y軸負(fù)方向和反方向之間的有向線段都正確(不包括y軸負(fù)方向和
的反方向)
⑦ 3分
12、(18分)(1) 電荷在電場中做勻減速直線運(yùn)動,設(shè)其在電場中運(yùn)動的時間為,根據(jù)動量定理可知,
解得
(2分)
O點(diǎn)與直線MN之間的距離
(2分)
(2)當(dāng)磁場垂直紙面向里時,
電荷運(yùn)動的半徑
(1分)
周期
(1分)
當(dāng)磁場垂直紙面向外時,
電荷運(yùn)動的半徑
(1分)
周期
(2分)
根據(jù)電荷的運(yùn)動情況可知,電荷到達(dá)擋板前運(yùn)動的完整周期數(shù)為15個,即沿ON運(yùn)動的距離S=15△d=
(2分)
解得 (2分)
故電荷運(yùn)動的總時間
T=
=
(3分)
13、(20分)(1)設(shè)粒子經(jīng)過加速電場從小孔O2射出時的速度為v0,則依據(jù)動能定理
(1分)
當(dāng)U=0時,粒子以速度v0進(jìn)入磁場后做勻速圓周運(yùn)動到達(dá)P2點(diǎn),軌跡半徑R0=(2分)
由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得 (1分)
解得帶電粒子的比荷=1.0´
(2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場時速度方向與O1O的夾角為θ,則速度大小 (2分)
粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡半徑
(1分)
由幾何關(guān)系得 (2分)
即Dx與θ無關(guān),為定值。 (1分)
(3)由(2)可知,帶電粒子在平行金屬板a、b間的最大偏移量y= x2- x1=
帶電粒子進(jìn)入平行金屬板a、b時的速度
v0==1.0´
設(shè)偏移量最大的帶電粒子離開平行金屬板a、b時的速度為v,由動能定理
(1分)
解得 v=m/s
所帶電粒子離開平行金屬板a、b時的速度偏轉(zhuǎn)角q=arccos=
(1分)
偏移量最大的在磁場中做圓周運(yùn)動的軌跡對應(yīng)的圓心角a= (1分)
在磁場中做圓周運(yùn)動的時間t1=
(1分)
當(dāng)電壓為零時進(jìn)入磁場的帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的時間t2= (1分)
帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期
(1分)
所以,Dt= t1-t2==
=1.0 ´10-6 s (1分)
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