Question

某離子發動機利用加速電場加速一階隋性氣體離子流，然后高速噴出，使發動機被反沖從而得到加速，在氖、氬、氪、氙這幾種離子中，使用哪一種離子時，發動機的加速性能最好（　　）

Answer 1

分析：一價離子，帶電量相同，都為e．發動機受到的反沖力越大，加速性能越好．以隋性氣體離子為研究對象，根據動量定理和動能定理結合，得到離子所受的作用力與質量的關系進行分析．

解答：解：以隋性氣體離子為研究對象，根據動量定理得
       Ft=mv-0，①
由動能定理得：eU=

1

2

mv2 ②
由①②得：F=

1

t

2meU

在相同時間t內，F與

m

成正比，因氙質量最大，F最大，根據牛頓第三定律得知：發動機受到的反沖力也最大，加速性能最好．故D正確，ABC錯誤．
故選D

點評：本題以物理知識在前沿科技中應用為線索，考查了帶電粒子的加速問題，由動量定理和動能定理結合求解．