霍尔推力器比冲范围
辽宁省沈阳市2024-2025学年高三上学期期中联合考试 物理含答案
2024——2025学年度上学期高中学段高三联合考试物理学科试卷（答案在最后）答题时间：75分钟满分：100分命题人：注意事项：1．本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡指定位置．2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．写在本试题卷上无效．3．回答第Ⅱ卷时，用黑色笔写在答题卡指定位置上．写在本试题卷上无效．4．考试结束后，考生将答题卡交回．第Ⅰ卷选择题（46分）一、选择题（本题共10小题．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每个小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）1．2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW 级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列．嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高．比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为sp I ，是单位质量的推进剂产生的冲量．比冲这个物理量的单位应该是（）A ．m/sB ．kg m /s ⋅C ．2m /sD ．N s⋅2．活塞带动飞轮转动可简化为如图模型：图中A 、B 、O 三处都是转轴，当活塞在水平方向上移动时，带动连杆AB 运动，进而带动OB 杆以O 点为轴转动．若某时刻活塞的水平速度大小为v ，连杆AB 与水平方向夹角为α，B 杆与OB 杆的夹角为β．此时B 点做圆周运动的线速度大小为（）A ．sin sin v αβB ．cos sin v αβC ．cos cos v αβD ．sin cos v αβ3．如图，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中．已知手掌与书间的动摩擦因数10.3μ=，书与μ=，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小．若每本书的质量为0.2kg，该同书间的动摩擦因数20.210m/s．则下列说法正确的是（）学对书的水平正压力为200N，每本书均呈竖直状态，重力加速度g取2A．每本书受到的摩擦力的合力大小不等B．书与书之间的摩擦力大小均相等C．他最多能夹住42本书D．他最多能夹住60本书4．如图，直杆AB可绕其中心O在竖直面内自由转动，一根细绳的两端分别系于直杆的A、B两端，重物用光滑挂钩吊于细绳上，开始时重物处于静止状态，现将直杆从图示位置绕O点沿顺时针方向缓慢转过90︒．则此过程中，细绳上的张力（）A．先增大后减小B．先减小后增大C．一直减小D．大小不变5．广场喷泉是城市一道亮丽的风景．如图，某广场喷泉喷口竖直向上喷水，已知喷管的直径为D，水在喷口处的速度为0v．重力加速度为g，不考虑空气阻力的影响．则在离喷口高度为H时的水柱直径为（）A．D BC D6．如图，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为f F，用水平的恒定拉力F作用于滑块．当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为x．下列结论中正确的是（）A．上述过程中，F做功等于滑块和木板动能的增量B．其他条件不变的情况下，M越大，x越小C．其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越长D．其他条件不变情况下，f F越大，滑块与木板间产生的热量越少α=︒，7．在地球赤道上空有一颗运动方向与地球自转方向相同的卫星A，对地球赤道覆盖的最大张角60赤道上有一个卫星监测站B（图中未画出）．设地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g．那么监测站B 能连续监测到卫星A 的最长时间为（）AB．CD8．关于平抛运动的叙述，下列说法正确的是（）A ．平抛运动是一种匀变速曲线运动B ．平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变C ．平抛运动的速度大小是时刻变化的D ．平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小9．如图，甲、乙两车同时由静止从A 点出发，沿直线AC 运动．甲以加速度3a 做初速度为零的匀加速运动，到达C 点时的速度为v ；乙以加速度1a 做初速度为零的匀加速运动，到达B 点后做加速度为2a 的匀加速运动，到达C 点时的速度也为v ．若123a a a ≠≠，则（）A ．甲、乙不可能同时由A 到达CB ．乙一定先由A 到达CC ．甲可能先由A 到达CD ．当13a a >时，甲一定先由A 到达C10．一物块在高3.0m 、长5.0m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化如图中直线I 、II 所示，重力加速度取210m /s ．则（）A ．物块下滑过程中机械能不守恒B ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C ．物块下滑时加速度的大小为26.0m /sD ．当物块下滑2.0m 时机械能损失了12J第II 卷（非选择题共54分）二、非选择题（本题共5小题，共54分）11．（6分）图甲为测量重力加速度的实验装置，C 为数字毫秒表，A 、B 为两个相同的光电门，C 可以测量铁球通过两光电门之间的时间间隔．开始时铁球处于A 门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时开始计时，落到B 门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过A 、B 两个光电门的时间间隔t ，测量A 、B 间的距离为x ．现将光电门B 缓慢移动到不同位置，测得多组x 、t 数值画出xt随t 变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为k ，则由图线可知，当地重力加速度g =________；若某次测得小球经过A 、B 门的时间间隔为0t ，则可知铁球经过B 门时的速度大小B v 为________，此时两光电门间的距离d 为________．12．（8分）用如图甲所示装置来验证机械能守恒定律．带有刻度的玻璃管竖直放置，光电门的光线沿管的直径并穿过玻璃管，小钢球直径略小于管的直径，该球从管口由静止释放．完成下列相关实验内容：（1）如图乙，用螺旋测微器测得小球直径 4.000mm d =；如图丙，某次读得光电门测量位置到管口的高度差h =________cm ．（2）设小球通过光电门的挡光时间为t ∆，当地重力加速度为g ，若小球下落过程机械能守恒，则h 表达式为：h =________（用d 、t ∆、g 表示）．（3）多次改变h 并记录挡光时间t ∆，数据描点如图丁，请在图丁中作出21()h t -∆图线．（4）根据图丁中图线及测得的小球直径，计算出当地重力加速度值g =________2m /s （结果保留两位有效数字）．13．（8分）如图，水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆孔，质量为m 的物体A 放在转盘上，物体A 到圆孔的距离为r ，物体A 通过轻绳与物体B 相连，物体B 的质量也为m ．若物体A 与转盘间的动摩擦因数为μ（1μ<），重力加速度为g ．则转盘转动的角速度ω在什么范围内，才能使物体A 随转盘转动而不滑动？14．（12分）如图，一弹簧一端固定在倾角为37θ=︒的足够长的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为16kg m =的物体P ，Q 为一质量为210kg m =的物体，弹簧的质量不计，劲度系数600N /m k =，系统处于静止状态．现给物体Q 施加一个方向沿斜面向上的力F ，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2s 时间内，F 为变力，0.2s 以后F 为恒力，6s n 37i 0.︒=，8c s37o 0.︒=，g 取210m /s ．求：（1）系统处于静止状态时，弹簧的压缩量0x ；（2）物体Q 从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小a ；（3）力F 的最大值与最小值．15．（18分）如图，竖直平面内固定两根足够长的细杆1L 、2L ，两杆不接触，且两杆间的距离忽略不计．两个小球a 、b （视为质点）质量均为m ，a 球套在竖直杆1L 上，b 球套在水平杆2L 上，a 、b 通过铰链用长度为l 的刚性轻杆L 连接．将a 球从图示位置（轻杆与2L 杆夹角为45︒）由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g ．在此后的运动过程中，求：（1）b 球的速度为零时，a 球的加速度大小；（2）b 球的最大速度max b v 为多大；（3）L 杆与竖直方向夹角θ的余弦值为多大时，a 球的速度最大，最大速度max a v 为多大．2024——2025学年度上学期高中学段高三联合考试物理学科参考答案一、选择题（共46分）1．A2．B ．3．C4．A5．C6．B7．C ．8．ACD9．AC10．AB二、非选择题（共54分）11．（6分）（每空2分）2k ；02kt ；2kt 12．（10分）（1）5.60（5.58～5.62）（2分）（2）222()d g t ∆（2分）；（3）如图（3分）（4）9.6（9.5～9.8）（3分）13．（8ω≤≤【解析】物体B ：静止时，平衡条件T mg=物体A ：ω最小时，f 沿半径向外且最大，牛顿第二定律21T mg m rμω-=解得1ω=物体A ：ω最大时，f 沿半径向里且最大，同理22T mg m rμω+=解得2ω=ω≤≤14．（12分）（1）0.16m（2）210m /s 3（3）280N 3、160N 3【解析】（1）（3分）开始时弹簧的压缩量为0x ，对整体：静止时，平衡条件120()sin m m g kx θ+=解得00.16mx =（2）（4分）前0.2s 时间内F 为变力，之后为恒力，则0.2s 时刻两物体分离，此时P 、Q 之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为1x ．对物体P ，牛顿第二定律111sin kx m g m aθ-=前0.2s 时间内两物体的位移20112x x at -=联立解得210m /s 3a =（3）（5分）开始运动时F 最小，分离时F 最大，对PQ 整体，同理min 01212()sin ()F kx m m g m m aθ+-+=+解得min 160N 3F =对Q ：同理max 22sin F m g m aθ-=解得max 280N 3F =15．（18分）（1）g（2（3）cos 6θ=【解析】（1）（6分）①返回初始位置时，由牛顿第二定律知a 球：1sin 45mg F ma -︒=，式中F 为L 杆沿杆的推力b 球：2sin 45F ma ︒=沿杆方向两球加速度分量相等，即12cos 45sin 45a a ︒=︒联立解得：122ga a ==②杆水平时，竖直方向amg ma =解得a a g=（2）（5分）杆竖直时b 球速度最大，此时a 球速度为零a 、b 球：由开始释放到下降到最低点过程，动能定理()2max 11sin 452b mgl mv +︒=解得max b v =（3）（7分）〈法一〉：a 球速度最大时，a 球位于2L 下方，设此时杆与竖直方向夹角为θ，a 、b 球：由开始释放到杆与竖直方向夹角为θ的过程，同理()2211sin 45cos 22a b mgl mv mv θ︒+=+沿杆方向有：cos sin a b v v θθ=a v =令(22cos sin y θθ=+，一阶导数为0时，有极值，即()22sin 3cos 10θθθ+-=sin 0θ=，0θ=（舍）；142cos 6θ=-（舍）；142cos 6θ=代入得a v =〈法二〉：a 球速度最大时，a 球位于2L 下方，设此时杆与竖直方向夹角为θ，a 、b 球：由开始释放到杆与竖直方向夹角为θ的过程，同理2211(sin 45cos )22a b mgl mv mv θ︒+=+沿杆方向有：cos sin a b v v θθ=a 球：末态，竖直方向，平衡条件cos T mgθ=b 球：末态，竖直方向cos b N mg T θ=+沿杆方向，牛顿第二定律()2sin cos cos cos a b bv v T mg N mlθθθθ++-=联立解得cos 6θ=-（舍）；cos 6θ=a v =〈注〉：（1）用机械能守恒定律、功能原理列式只要正确就给分．（2）其他解法可酌情给分．。
2024届四川省攀枝花市高三上学期第一次统一考试理综全真演练物理试题
2024届四川省攀枝花市高三上学期第一次统一考试理综全真演练物理试题一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。
嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。
比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（ ）A．m/s B．C．D．第(2)题用控制变量法，可以研究影响电荷间相互作用力的因素.如图所示，O是一个带电的物体，若把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置，可以比较小球在不同位置所受带电物体的作用力的大小。
这个力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度θ显示出来。
若物体O的电荷量用Q表示，小球的电荷量用q表示，物体与小球间距离用d表示，物体和小球之间的作用力大小用F表示。
则以下对该实验现象的判断正确的是（ ）A．保持Q、q不变，增大d，则θ变大，说明F与d有关B．保持Q、q不变，减小d，则θ变大，说明F与d成反比C．保持Q、d不变，减小q，则θ变小，说明F与q有关D．保持q、d不变，减小Q，则θ变小，说明F与Q成正比第(3)题如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是：（）A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv，v为瞬时速度)第(4)题2024年4月20日，我国首次利用核电商用堆批量生产碳14同位素，这标志着将彻底破解国内碳14同位素依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。
2024届浙江省台州市高三下学期4月教学质量评估(二模)全真演练物理试题
2024届浙江省台州市高三下学期4月教学质量评估（二模）全真演练物理试题一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图甲是判断检测电流大小是否发生变化的装置，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流成正比，现给金属材料制成的霍尔元件（如图乙，其长、宽、高分别为a、b、d）通以恒定工作电流I，通过右侧电压表的示数来判断的大小是否发生变化，下列说法正确的是（ ）A．N端应与电压表的“+”接线柱相连B．要提高检测灵敏度可适当减小宽度bC．如果仅将检测电流反向，电压表的“+”、“—”接线柱连线位置无需改动D．当霍尔元件尺寸给定，工作电流I不变时，电压表示数变大，说明检测电流变大第(2)题我国北斗卫星导航系统定位精度可达米级，如图P是纬度为的地球表面上一点，质量相同的北斗导航卫星A、B均绕地心O做匀速圆周运动，卫星B是地球静止轨道卫星（同步地球卫星）。
某时刻P、A、B、O在同一平面内，且O、P、A在一条直线上，OA垂直于，，则（ ）A．卫星A、B的动能之比为4∶5B．卫星A、B的加速度之比为25∶16C．卫星A、B的角速度之比为D．卫星B与地面P点的线速度之比为5∶4第(3)题2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。
嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。
比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（ ）A．m/s B．C．D．第(4)题带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势随x变化如图所示，下列说法正确的是A．球体带负电荷B．球内电场强度最大C．A、B两点电场强度相同D．正电荷在B点的电势能比C点的大第(5)题如图甲，智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。
电推进（一）
电推进（⼀）来源：航天星世纪⼤家应该或多或少接触过科幻电影，那些飞船尾部都带有蓝⾊的光焰——⽻流。
蓝⾊，⼀种科幻的颜⾊。
今天，我们介绍⼀下这个存在于现实中的航天飞船动⼒，它就拥有科幻的蓝⾊光焰⽻流！⼤家都或多或少在电视上见到过⽕箭发射时的场景，尤其是刚点⽕升空的那⼀瞬间，爆炸式的燃烧喷出长长的尾焰，巨⼤的反作⽤⼒使得⽕箭加速离开地⾯，飞向太空，这是航天器从地⾯到太空的⼀个过程。
⽕箭载荷（⼀般包括⼈造卫星、探测器、飞船等，下称航天器）送到⼀定轨道⾼度后，需要航天器⾃⾝的动⼒完成轨道转移、姿态调整和位置保持。
传统的航天器动⼒为化学式推⼒器或者冷⽓推⼒器。
化学式推⼒器（分为固体燃料和液体燃料，⼀般采⽤液体）本质上与⽕箭发动机没有太⼤的区别，都是通过燃烧⾃⾝携带的推进剂产⽣推⼒，使航天获得加速度达到变轨等⽬的。
冷⽓推⼒器⼀般设计⼀个合适的管道如拉法尔管（可以⽤来加速冷⽓获得更⼤的推⼒）然后将⽓体喷出产⽣推⼒。
冷⽓推⼒器和化学式推⼒器两种推⼒器都有⼀个共同的缺点——⽐冲低（前者很多甚⾄不到100s，后者可以达到250~450秒），关于⽐冲的概念在《齐奥尔科夫斯基（⼆）让⽕箭飞起来》中提到过，简⾔之就是对于⼀定质量流量的喷出物，其被喷出的速度越快，⽐冲越⼤。
⽐冲低造成的后果就是航天器为了达到某⼀⽬的（如轨道转移），需要携带更多的燃料。
⽬前的发射成本⼤于1万美元/kg，以2~4吨的通信卫星为例，其⼀半以上为推进剂和推进系统的质量，这不仅导致卫星的成本异常之⾼，同时还严重了影响有效载荷。
那么，如何提⾼推⼒器的⽐冲呢？答案是电推进系统（Electric Propulsion System），核⼼是其中的电推⼒器（Electric Thruster）。
电推⼒器，顾名思义是将电能转化为动能的过程，电能相对于化学能⽽⾔，在太空中是可以采⽤太阳能的。
当然，电推⼒器⽆法将电能直接转化为动能，因为电推⼒器主要是电离⼯质产⽣离⼦，然后加速离⼦喷出产⽣推⼒的。
50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器
50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器1.背景介绍霍尔推力器是一种通过电磁力产生推进力的航天推进装置，由于其高推力效率和长寿命等优点，被广泛应用于各类航天器中。
而50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器则是目前航天领域的热点研究方向之一。
2.工作原理50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器是基于霍尔效应和电磁力学原理工作的。
其工作原理主要包括两个环：内环和外环。
内环是通过磁场产生电流，外环则是通过电场产生电流，两者合力产生的电磁力将推进气体加速喷出，从而产生推力。
3.技术特点50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器具有以下几个技术特点：（1）高推力效率：该推力器采用双环设计，能够更有效地产生电磁力，从而提高推力效率；（2）长寿命：采用先进的材料和工艺，可大大延长推力器的使用寿命；（3）高功率密度：通过优化设计和结构，使推力器在相同体积内实现更高的功率输出，从而减轻了航天器的整体负载。
4.应用领域50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器在航天领域有着广泛的应用前景，主要包括但不限于以下几个方面：（1）深空探测：该推力器可以提供足够强大的推力，使航天器能够更快速地到达目的地，从而加快深空探测任务的进度；（2）地球轨道运输：50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器在地球轨道运输中也有着巨大的潜力，可以为卫星、空间站等提供有效的推进力支持；（3）深空飞行器：该推力器还可以应用于未来的深空飞行器中，为载人或无人探测任务提供持续而可靠的推进力支持。
总结50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器是一种具有巨大应用潜力的先进航天推进技术，其高推力效率、长寿命和高功率密度等特点，使其在未来航天领域有着广泛的应用前景。
随着航天技术的不断发展，相信这种推力器将为航天事业注入新的活力，为人类探索宇宙的壮丽征程贡献力量。
50千瓦级双环嵌套式霍尔推力器作为一种先进的航天推进技术，其应用前景和技术特点令人充满期待。
下面我们将进一步探讨该推力器的技术原理、发展趋势和未来应用。
5. 发展趋势随着太空探索的深入和人类对宇宙的不断探索，对航天推进技术的要求也越来越高。
基于核电的大功率霍尔电推进系统设计及分析
基于核电的大功率霍尔电推进系统设计及分析刘佳;康小录;张岩;杭观荣【摘要】本文基于空间核电源开展大功率电推进系统方案设计.大功率霍尔电推进具有结构简单、推功比高、可靠性高等综合优势,成为核电推进首选技术.以大型火星探测任务为背景,开展1MW霍尔电推进系统设计.电推进系统采用5台200 kW 电推力器组成推力器簇的方案,系统干重约2.7t,用于完成从低地球轨道(LEO)到火星轨道的轨道转移任务,预估推进剂消耗量3.89 t,远低于化学推进推进剂消耗量.【期刊名称】《原子能科学技术》【年(卷),期】2019(053)001【总页数】7页(P9-15)【关键词】核电;霍尔电推进;系统设计;任务分析【作者】刘佳;康小录;张岩;杭观荣【作者单位】上海空间推进研究所,上海201112;上海空间发动机工程技术研究中心,上海201112;上海空间推进研究所,上海201112;上海空间发动机工程技术研究中心,上海201112;上海空间推进研究所,上海201112;上海空间发动机工程技术研究中心,上海201112;上海空间推进研究所,上海201112;上海空间发动机工程技术研究中心,上海201112【正文语种】中文【中图分类】V439.2在现阶段的空间推进领域化学推进占据绝对主导的地位，可完成目前几乎所用的空间任务。
随着空间推进技术的发展，电推进逐步应用到低高轨卫星、深空探测等多个领域，已成为空间推进重要组成部分。
电推进的优势是比冲高，可达数千上万秒，是化学推进的数倍甚至十几倍，主要用于执行在轨位保、轨道转移等任务，可极大减少推进剂的消耗量，提高飞行器的有效载荷比，有效弥补化学推进有效载荷空间运输能力不足的问题。
目前电推进的能量主要来源于太阳能，随着电推进技术的发展，太阳能电推进的不足逐渐显现，主要体现在：有限的电功率、有限的探测距离、相对较小的推力等。
太阳能的能量密度较低，导致电池阵面积过大，产生1 MW电功率的电池阵面积近似半个足球场大小，太阳能的最大电功率被限制在100 kW左右；太阳能电功率与太阳距离的平方呈反比，太阳能电推进探测范围被限制在0.4～5 AU，只能用于执行木星以内航天器的相关空间任务；电推进的推力由电功率决定，太阳能电推进的最大推力不超过10 N。
推力只够举起8根头发，为啥霍尔推进器能使我国空间站叫板美国？
推力只够举起8根头发，为啥霍尔推进器能使我国空间站叫板美国？我国新一代空间站即将开建，未来将安装4台LHT100型霍尔离子推进器，单台推力80毫牛，虽然推力很小，但在推进原理方面却比由美国主导、采用化学推进的国际空间站整整领先了一代！中国天宫空间站构型80毫牛的推力是个什么概念？一根头发丝儿重量约1毫克，如果在地球上，举起它需要10毫牛，80毫牛霍尔推进器只能举起8根头发！那么问题来了：“离子推进”、“霍尔电推”都是什么原理，推力这么小，为什么还总说它先进呢？人马君今天和大家聊聊这种神奇的推进方式，相信看完之后您就不会再一头雾水了！推力虽小，却有大用霍尔电推是离子推进器的一种，而离子推进器并不是新生事物，它早已应用在航天器上。
记得嫦娥五号在执行月球采样任务时，总有不少人拿日本的隼鸟号小行星探测器跟嫦五对比，说隼鸟号由于采用离子发动机，所以比嫦五更先进。
这纯属无稽之谈。
由于推力太小，仅28毫牛，与嫦五的7500牛和3000牛发动机没法儿比，如果让隼鸟号去执行登月任务，一定会像某船二号那样摔得稀巴烂，返回就更别提了。
飞行了数亿公里的隼鸟号但为什么这么小的推力用在空间站上，又要说它很先进，是不是太双标了？并没有！咱们举个不太形象的栗子：喜欢打羽毛球的朋友应该不少，羽毛球可以暴力扣杀，也可以轻轻地把球推到网前，两种打法相辅相成，都很有用。
如果你用扣杀的力量去放网前球，那就打过头了，而且杀几次就会把力气用光，后继乏力。
而轻巧的网前小球却可以很好地控制方向，并且几乎不会累。
化学火箭就如同暴力扣杀，霍尔电推则更像是温柔的网前小球，推力小有小的好处，它可以用很少的燃料实现长时间的推进，还可以更精确的调整航天器的姿态。
化学火箭属于“大力出奇迹”这种能力对大型空间站或卫星来说非常实用。
它们本来已经在地球轨道上安了家，不用动力就能绕着地球转，按说不再需要火箭推进了。
但近地轨道并不是完全的真空，存在非常非常稀薄的大气分子。
航空航天行业航天器动力与推进方案
航空航天行业航天器动力与推进方案第1章航天器动力与推进技术概述 (3)1.1 航天器动力系统发展历程 (3)1.2 航天器推进技术分类与特点 (4)1.2.1 化学推进 (4)1.2.2 电推进 (4)1.2.3 新型推进技术 (4)1.3 国内外研究现状与发展趋势 (4)1.3.1 国外研究现状与发展趋势 (5)1.3.2 国内研究现状与发展趋势 (5)第2章化学推进系统 (5)2.1 固体推进剂火箭发动机 (5)2.1.1 固体火箭发动机工作原理 (5)2.1.2 固体推进剂类型及功能 (5)2.1.3 固体火箭发动机结构及设计 (5)2.1.4 固体火箭发动机的优势与局限性 (5)2.2 液体推进剂火箭发动机 (6)2.2.1 液体火箭发动机工作原理 (6)2.2.2 液体推进剂类型及功能 (6)2.2.3 液体火箭发动机结构及设计 (6)2.2.4 液体火箭发动机的优势与局限性 (6)2.3 混合推进剂火箭发动机 (6)2.3.1 混合推进剂火箭发动机概述 (6)2.3.2 混合推进剂类型及功能 (6)2.3.3 混合推进剂火箭发动机结构及设计 (6)2.3.4 混合推进剂火箭发动机的优势与局限性 (6)2.4 推进剂选择与储存技术 (7)2.4.1 推进剂选择原则 (7)2.4.2 推进剂储存技术 (7)2.4.3 推进剂管理策略 (7)第3章电推进系统 (7)3.1 离子推进器 (7)3.1.1 工作原理与分类 (7)3.1.2 功能特点 (7)3.1.3 应用情况 (7)3.2 霍尔效应推进器 (7)3.2.1 工作原理与分类 (8)3.2.2 功能特点 (8)3.2.3 应用情况 (8)3.3 磁等离子体动力推进器 (8)3.3.1 工作原理与分类 (8)3.3.2 功能特点 (8)3.3.3 应用情况 (8)3.4 电推进系统关键技术与应用 (8)3.4.1 关键技术 (9)3.4.2 应用情况 (9)第4章核推进系统 (9)4.1 核热推进 (9)4.1.1 核热推进原理 (9)4.1.2 核热推进系统构成 (9)4.1.3 核热推进关键技术 (9)4.1.4 核热推进研究进展 (9)4.2 核脉冲推进 (9)4.2.1 核脉冲推进原理 (9)4.2.2 核脉冲推进的优势与挑战 (9)4.2.3 核脉冲推进研究现状 (9)4.3 核反应堆设计与安全 (9)4.3.1 核反应堆设计原则 (9)4.3.2 核反应堆安全措施 (9)4.3.3 核反应堆监管要求 (10)4.4 核推进系统在航天中的应用前景 (10)4.4.1 核推进系统在航天中的应用优势 (10)4.4.2 核推进系统在航天任务中的应用案例 (10)4.4.3 核推进系统对航天事业的影响 (10)第5章激光推进系统 (10)5.1 激光推进基本原理 (10)5.2 激光推进系统关键部件 (10)5.3 激光推进系统功能评估 (10)5.4 激光推进在航天中的应用前景 (11)第6章新型推进技术 (11)6.1 太阳帆推进 (11)6.1.1 太阳帆工作原理 (11)6.1.2 太阳帆设计要点 (11)6.1.3 我国太阳帆推进技术发展现状 (11)6.2 磁帆推进 (11)6.2.1 磁帆工作原理 (12)6.2.2 磁帆关键技术 (12)6.2.3 我国磁帆推进技术发展现状 (12)6.3 电磁推进 (12)6.3.1 电磁推进工作原理 (12)6.3.2 电磁推进关键技术 (12)6.3.3 电磁推进应用前景 (12)6.4 推进技术展望 (12)6.4.1 高效推进技术 (12)6.4.2 环保推进技术 (12)6.4.3 小型化与多功能推进技术 (12)6.4.4 推进技术与其他领域的融合发展 (12)第7章航天器动力与推进系统集成设计 (12)7.1 动力与推进系统总体设计方法 (12)7.2 系统仿真与优化 (12)7.3 系统集成与测试 (13)7.4 在轨运行与维护 (13)第8章航天器动力与推进系统可靠性分析 (13)8.1 系统可靠性基本理论 (13)8.1.1 可靠性定义及度量 (13)8.1.2 可靠性模型 (13)8.1.3 可靠性分析方法 (13)8.2 动力与推进系统故障模式及影响分析 (13)8.2.1 动力与推进系统概述 (14)8.2.2 故障模式识别 (14)8.2.3 故障影响分析 (14)8.3 可靠性评估与优化 (14)8.3.1 可靠性评估方法 (14)8.3.2 可靠性优化策略 (14)8.3.3 优化效果验证 (14)8.4 长寿命高可靠性设计 (14)8.4.1 设计原则 (14)8.4.2 设计方法 (14)8.4.3 设计验证 (14)8.4.4 设计实施与监测 (14)第9章航天器动力与推进系统环境适应性分析 (15)9.1 空间环境及其对推进系统的影响 (15)9.2 环境适应性设计方法 (15)9.3 环境适应性试验与评估 (15)9.4 耐环境设计与应用 (15)第10章航天器动力与推进技术未来发展 (15)10.1 新型动力与推进技术发展趋势 (15)10.2 绿色环保推进技术 (16)10.3 深空探测与星际旅行推进技术 (16)10.4 民用与商业航天推进技术展望 (16)第1章航天器动力与推进技术概述1.1 航天器动力系统发展历程航天器动力系统作为航天器的核心组成部分，其发展历程反映了人类航天技术的进步。
霍尔推力器分割高偏压电极等离子体放电特性
霍尔推力器分割高偏压电极等离子体放电特性李文庆;段萍;胡翔;宋继磊;边兴宇;陈龙【摘要】霍尔推力器通道等离子体与壁面有很强的相互作用,为了降低壁面腐蚀,提高在轨寿命,针对推力器全通道放电过程建立二维物理模型,采用粒子模拟方法(Particle-In-Cell),数值研究了电离区壁面分割高于阳极偏压的低发射石墨电极对推力器放电特性的影响,讨论了放电通道电势、离子数密度、电子温度、电离速率及比冲的变化规律.结果表明:在电离区不同位置分割高偏压电极对等离子体放电特性影响明显,电极位置在电离区前端时,电极偏压高于阳极电压60 V时通道内放电等离子体参数几乎不变.而电极位置在电离区末端,电极偏压高于阳极电压18 V时就会导致加速区轴向扩张,离子聚焦效果强,电子温度显著升高,电子与壁面相互作用减弱,羽流发散角减小.由此推力器比冲提升约12％,寿命延长,性能提高.【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】13页(P17-29)【关键词】霍尔推力器;分割电极;电极偏压;粒子模拟;壁面材料【作者】李文庆;段萍;胡翔;宋继磊;边兴宇;陈龙【作者单位】大连海事大学理学院物理系,大连 116026;大连海事大学理学院物理系,大连 116026;大连海事大学理学院物理系,大连 116026;大连海事大学理学院物理系,大连 116026;大连海事大学理学院物理系,大连 116026;大连海事大学理学院物理系,大连 116026【正文语种】中文【中图分类】V439+.2霍尔推力器(Hall Effect Thruster，HET)是一种技术先进且成熟的电推进装置，现已广泛应用于航天器的姿态控制、南北位保、轨道转移等高精度空间推进任务[1-4]。
推力器壁面通常采用氮化硼材料，工质从阳极进入通道内，与阴极发射出来的电子发生碰撞并电离产生电子和离子，电子在径向磁场和轴向电场共同作用下做圆周方向的电漂移运动，不断电离工质，离子在轴向电场的作用下会被加速喷出产生推力。
2024届江苏省南京市、盐城市高三上学期第一次模拟考试物理高频考点试题
2024届江苏省南京市、盐城市高三上学期第一次模拟考试物理高频考点试题一、单选题 (共6题)第(1)题2024年春天，中国航天科技集团研制的50kW级双环嵌套式霍尔推力器，成功实现点火并稳定运行，标志着我国已跻身全球嵌套式霍尔电推进技术领先行列。
嵌套式霍尔推力器不用传统的化学推进剂，而是使用等离子体推进剂，它的一个显著优点是“比冲”高。
比冲是航天学家为了衡量火箭引擎燃料利用效率引入的一个物理量，英文缩写为，是单位质量的推进剂产生的冲量，比冲这个物理量的单位应该是（ ）A．m/s B．C．D．第(2)题地球的公转轨道接近于圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆（如图）。
天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测下次飞近地球将在2061年左右。
下列说法正确的是（ ）A．彗星在回归过程中引力势能在不断增大B．彗星在远日点的加速度等于它在近日点的加速度C．彗星椭圆轨道的半长轴约为地球公转半径的75倍D．当慧星到太阳间距离等于地球到太阳间距离时彗星的向心加速度等于地球的向心加速度第(3)题2023年10月4日，杭州亚运会女子3米跳板决赛在杭州奥体中心游泳馆进行，我国选手陈艺文夺得金牌。
从运动员离开跳板开始计时，其重心的图像如图所示，图中仅段为直线，不计空气阻力，则由图可知（ ）A．时刻运动员刚好接触到水面B．运动员接触水面立即做减速运动C．段，运动员的加速度保持不变D．段，运动员的加速度逐渐增大第(4)题中国空间站在距离地面约400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动。
在空间站中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。
如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。
下列说法正确的是（ ）A．圆周运动轨道一定要保持水平B．小球的质量为C．因空间站在距地面400km轨道上运动，所以测得小球的质量比地球上小D．小球在空间站中做匀速圆周运动，只受绳子拉力，地球对小球的万有引力几乎为零第(5)题如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子的能量范围为1.63eV～3.10eV。
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霍尔推力器比冲范围
霍尔推力器是一种电推进系统，利用霍尔效应产生推力。
它通过加速离子并将其喷射出来，以产生推进力。
与传统的火箭推进器相比，霍尔推力器具有较高的比冲，这使得它在航天领域中具有广泛的应用前景。
比冲是衡量推进系统性能的重要指标之一，它表示单位质量推进剂的推力产生效率。
比冲的单位是秒，它描述了推进剂的化学能被转化为动能的程度。
比冲越高，推进系统的性能就越好。
在霍尔推力器中，比冲的范围通常在1000秒至5000秒之间。
这是相对较高的数值，说明霍尔推力器能够以较高的效率产生推力。
高比冲意味着推进剂能够更有效地转化为动能，从而提供更长时间的推力。
高比冲使得霍尔推力器在太空探索中具有独特的优势。
它可以提供持续的推力，使得航天器能够以较低的推力速度进行长时间的飞行。
这对于长时间的任务非常重要，例如深空探测和卫星轨道控制。
霍尔推力器的高比冲还使得它在轨道修正和姿态控制方面表现出色。
它可以提供精确而可靠的推力，使得航天器能够精确地调整其轨道和姿态。
这对于确保航天器的准确性和稳定性至关重要。
虽然霍尔推力器的比冲范围较高，但它也存在一些局限性。
首先，
霍尔推力器的推力相对较低，适用于轻型航天器和小型卫星。
其次，霍尔推力器的能耗较高，需要大量的电力供应。
因此，它更适用于太阳能或核能驱动的航天器。
霍尔推力器具有较高的比冲范围，使其在航天领域中具有广泛的应用前景。
高比冲使得霍尔推力器能够以较高的效率产生推力，并在太空探索中发挥重要作用。
然而，它也存在一些局限性，需要在实际应用中进行充分考虑。