Question

某离子发动机利用加速电场加速一阶隋性气体离子流，然后高速喷出，使发动机被反冲从而得到加速，在氖、氩、氪、氙这几种离子中，使用哪一种离子时，发动机的加速性能最好（ ）
A．氖
B．氩
C．氪
D．氙

Answer 1

【答案】分析：一价离子，带电量相同，都为e．发动机受到的反冲力越大，加速性能越好．以隋性气体离子为研究对象，根据动量定理和动能定理结合，得到离子所受的作用力与质量的关系进行分析．
解答：解：以隋性气体离子为研究对象，根据动量定理得
       Ft=mv-0，①
由动能定理得：eU= ②
由①②得：F=
在相同时间t内，F与成正比，因氙质量最大，F最大，根据牛顿第三定律得知：发动机受到的反冲力也最大，加速性能最好．故D正确，ABC错误．
故选D
点评：本题以物理知识在前沿科技中应用为线索，考查了带电粒子的加速问题，由动量定理和动能定理结合求解．