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题型：综合题题类：真题难易度：普通

试题来源：2019年高考理综物理真题试卷（天津卷）

2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之间的匀强电场（初速度忽略不计）， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间电压为 $\text{[math]}$ ，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为 $\text{[math]}$ ，电荷量为 $\text{[math]}$ ，期中 $\text{[math]}$ 是正整数， $\text{[math]}$ 是元电荷。

（1）若引擎获得的推力为 $\text{[math]}$ ，求单位时间内飘入 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间的正离子数目 $\text{[math]}$ 为多少；

【答案】

（2）加速正离子束所消耗的功率 $\text{[math]}$ 不同时，引擎获得的推力 $\text{[math]}$ 也不同，试推导 $\text{[math]}$ 的表达式；

【答案】

（3）为提高能量的转换效率，要使 $\text{[math]}$ 尽量大，请提出增天 $\text{[math]}$ 的三条建议。

【答案】

【考点】

【解析】

组卷次数：70次 +选题

举一反三

下列运动过程中，在任意相等时间内，物体动量变化相等的是（）

如图甲所示，物块A、B的质量分别是m_A=4.0kg和m_B=3.0kg．用轻弹簧栓接，放在光滑的水平地面上，物块B右侧与竖直墙相接触．另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v﹣t图象如图乙所示．求：

①物块C的质量m_C；

②墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对对B的冲量I的大小和方向；

③B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能E_p ．

为估算池中睡莲叶面承受出滴撞击产生的平均压强，小明在雨天将一圆柱形水杯置于露台，测得1小时内杯中水上升了45mm．查询得知，当时雨滴竖直下落速度约为12m/s．据此估算该压强约为（设雨滴撞击睡莲后无反弹，不计雨滴重力，雨水的密度为1×10³kg/m³）（）

用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别进行研究。如图所示，质量为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v。碰撞过程中忽略小球所受重力。若小球与木板的碰撞时间为Dt，求木板对小球的平均作用力的大小和方向。

蹦极也叫机索跳，是近年来新兴的一项非常刺激的户外休闲运动，蹦极运动可以用如图所示的实验装置来模拟，在桌面边缘固定一个支架，在支架横臂的端点上系一根轻质弹性绳（弹性绳上的弹力遵循胡克定律），在弹性绳的另一端系一小球，使小球从支架横臂悬点处由静止释放，小球始终未触地，不计空气阻力。下列四幅图像分别表示小球从静止释放到运动至最低点的过程中，加速度a，动能 $\text{[math]}$ ，机械能E随位移x的变化规律及动量p随时间t的变化规律，其中可能正确的是（　　）

如图甲所示，光滑水平面上放置斜面体 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 平滑连接， $\text{[math]}$ 表面粗糙且水平、 $\text{[math]}$ 部分表面光滑，与水平面的夹角 $\text{[math]}$ ，在其右侧与竖直墙壁之间连接着一个力传感器，力传感器受压时，其示数为正值；力传感器被拉时，其示数为负值，一个可视为质点的滑块从斜面体的C点由静止开始下滑，在 $\text{[math]}$ 上运动的整个过程中，力传感器记录到力F和时间t的关系如图乙所示，已知 $\text{[math]}$ ， g取 $\text{[math]}$ ，求：

（1）滑块在斜面体 $\text{[math]}$ 部分运动时，其所受的合外力的冲量大小；

（2）滑块在 $\text{[math]}$ 部分运动过程中滑块克服摩擦力做的功。

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