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2019高考全国卷Ⅰ理综物理部分(16.17)

阅读量:3661414 2019-10-22


16.最近,我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功,这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展。若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3 km/s,产生的推力约为4.8×106 N,则它在1 s时间内喷射的气体质量约为A.1.6×102 kgB.1.6×103 kgC.1.6×105 kg D.1.6×106 kg【答案】B。【解析】火箭的运动过程是一种反冲现象。所谓反冲现象,是指系统在内力的作用下分裂成两个部分,并分别向着相反的方向运动;反冲的基本特征是分裂过程中内力对两个部分的冲量等大反向,如果系统在分裂方向上不受外力或合外力为0,或者合外力远小于系统的分裂内力,则系统在分裂方向上动量守恒。火箭发动机工作时,燃料燃烧生成大量高温高压的气体,这些气体在高压下以极高的速度向后喷出。把火箭看成一个系统,正在喷出的气体是这个系统的一部分,火箭箭体以及内部尚未燃烧的燃料,就是系统的另一个部分。两个部分在系统内力(即推力)的作用下向着相反的方向运动,喷出的气体向后运动,火箭箭体向前运动。火箭发动机产生的所谓推力,就是这两个部分之间的相互作用力,它是燃料燃烧时行成的高压所产生的力。从力的角度分析,火箭系统中的两个部分,正是在这对相互作用力的作用下,向着相反的方向运动。所以在一段时间内,内力对两个部分的冲量大小相同,方向相反。设在时间t内,发动机喷出的气体质量为m;则这些气体从燃烧前的静止到喷出时的3 km/s,其动量的变化,正是推力在时间t内对它的冲量所产生的结果,即:
解得质量所以,1s时间内喷射的气体质量,等于上式结果再除以t,
即1.6×103 kg。
17.如图,等边三角形线框LMN由三根相同的导体棒连接而成,固定于匀强磁场中,线框平面与磁感应强度方向垂直,线框顶点M、N与直流电源两端相接,已如导体棒MN受到的安培力大小为F,则线框LMN受到的安培力的大小为
A.2F
B.1.5F
C.0.5F
D.0
【答案】B。【解析】图中的闭合电路是并联电路,一个支路是导体棒MN,另一个支路是导体棒MLN;由导体电阻公式可知,两个支路的电阻关系为RMLN=2RMN;结合并联电路中各个支路两端电压都相等的规律,可知两个支路中的电流关系为IMN=2IMLN。在匀强磁场中计算安培力时,折线导体MLN的等效长度即是线段MN,所以导体棒MN与MLN的有效长度相等,所处位置的磁感应强度相等,并且都与磁感线垂直,电流关系为IMN=2IMLN,根据安培力公式F=BILsinα可知,导体棒MLN受到的安培力等于MN所受安培力的一半,即0.5F,由于两个支路中的电流流向相同,所以安培力方向也相同;所以线框LMN受到的安培力大小等于1.5F,由图可判定安培力方向沿纸面向上。

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