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动量3 （总分：295 考试时间：163分钟） 学校___________________ 班级____________ 姓名___________ 得分___________ 一、非选择题 ( 本大题 共 18 题, 共计 295 分) 1、(22分) 25.离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，BC之间加有恒定电压，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速后形成电流为I的离子束后喷出。已知推进器获得的推力为F，单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。 （1）求加在BC间的电压U； （2）为使离子推进器正常运行，必须在出口D处向正离子束注入电子，试解释其原因。 2、(17分) 22.实验题： （1）用示波器观察频率为900Hz的正弦电压信号。把该信号接入示波器Y输入。 ①当屏幕上出现如图1所示的波形时，应调节_____钮。如果正弦波的正负半周均超出了屏幕的范围，应调节???? 钮或????? 钮，或这两个钮配合使用，以使正弦波的整个波形出现在屏幕内。 ②如需要屏幕上正好出现一个完整的正弦波形，应将? ?钮置于 ???位置，然后调节_??? 钮。 （2）碰撞的恢复系数的定义为e=，其中v10和v20分别是碰撞前两物体的速度，v1和v2分别是碰撞后两物体的速度。弹性碰撞的恢复系数e=1，非弹性碰撞的e＜1,某同学借用验证动量守恒定律的实验装置（如图所示）验证弹性碰撞的恢复系数是否为1，实验中使用半径相等的钢质小球1和2（它们之间的碰撞可近似视为弹性碰撞），且小球1的质量大于小球2的质量。 实验步骤如下 安装好实验装置，做好测量前的准备，并记下重垂线所指的位置O。 第一步，不放小球2，让小球1从斜槽上A点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置。 第二步，把小球2放在斜槽前端边缘处的C点，让小球1从A点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与第一步同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置。 第三步，用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置离O点的距离，即线段OM、OP、ON的长度。 在上述实验中， ①P点是?????? 的平均位置， M点是???????? 的平均位置， N点是???????? 的平均位置。 ②请写出本实验的原理?????? 写出用测量量表示的恢复系数的表达式????? ③三个落地点距O点的距离OM、OP、ON与实验所用的小球质量是否有关？ ????????????????????????????????????????????????????????????? 3、(16分) 如图（a）所示，在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场，电场强度E随时间的变化如图（b）所示.不带电的绝缘小球P2静止在O点.t=0时，带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域，随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度大小是碰前的倍，P1的质量为m1,带电量为q,P2的质量m2=5m1,A,O间距为L0，O、B间距L=.已知=,T=. (1)求碰撞后小球P1向左运动的最大距离及所需时间. (2)讨论两球能否在OB区间内再次发生碰撞. 4、(17分) 如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置U形滑板N，滑板两端为半径R=0.45 m的1/4圆弧面，A和D.分别是圆弧的端点，BC段表面粗糙，其余段表面光滑，小滑块P1和P2的质量均为m,滑板的质量M=4m.P1和P2与BC面的动摩擦因数分别为μ1=0.10和μ2=0.40,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，开始时滑板紧靠槽的左端，P2静止在粗糙面的B点，P1以v0=4.0 m/s的初速度从A点沿弧面自由滑下，与P2发生弹性碰撞后，P1处在粗糙面B点上.当P2滑到C点时，滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连，P2继续滑动，到达D.点时速度为零，P1与P2视为质点.取g=10 m/s2.问： （1）P2在BC段向右滑动时，滑板的加速度为多大？ （2）BC长度为多少？N、P1和P2最终静止后，P1与P2间的距离为多少? 5、(19分) 下图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块。圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体，它对滑块的阻力可调。起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L。现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下，与滑块碰撞后粘在一起向下运动。为保证滑块做匀减速运动，且下移距离为时速度减为0，ER流体对滑块的阻力须随滑块下移而变。试求（忽略空气阻力）： （1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能； （