【正文】 （3）設(shè)火星表面溫度為T，太陽到火星距離為，火星單位時間內(nèi)吸收來自太陽的輻射能量為 火星單位時間內(nèi)向外輻射電磁波能量為 火星處在平衡狀態(tài) 即 由式解得火星平均溫度（開） 評分標(biāo)準(zhǔn)：全題13分（1）正確得了，式，各得1分。＋Ｒ＝Ｌ′⑤Ｒsin45176。和北緯α＝40176。如何求得L是解題的關(guān)鍵，首先我們知道同步衛(wèi)星是位于赤道上空的，題中說明，該同步衛(wèi)星的定點位置與東經(jīng)98176。如圖11所示，這樣由余弦定理就可求得L。（1） 試導(dǎo)出以下列各物理量的符號表示散失能量E′的公式.（2） （2）算出E′的數(shù)值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）墜落開始時空間站的質(zhì)量M=105kg；軌道離地面的高度為h=146km；地球半徑R=106m；墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10m/s2；入海殘片的質(zhì)量=104kg；入海殘片的溫度升高=3000K；入海殘片的入海速度為聲速=340m/ｓ；空間站材料每1kg升溫1K平均所需能量c=103J；每銷毀1kg材料平均所需能量μ=107J. 分析與解：本題描述的是2001年世界矚目的一件大事：“和平號”空間站成功地墜落在南太平洋海域。 根據(jù)題述條件，從近圓軌道到地面的空間中重力加速度g=10m/s2，若以地面為重力勢能的零點，墜落過程開始時空間站在近圓軌道的勢能.　 ?、佟　∫詖表示空間站在軌道上的速度，可得 .　?、凇　∑渲衦為軌道半徑，若R地表示地球半徑，則r=R地+h.　　　③　　由式②、③可得空間站在軌道上的動能 　　 （R地+h） ④ 　　由式①、④可得，在近圓軌道上空間站的機(jī)械能　　E=Mg(R地+h) ⑤ 　　在墜落過程中，用于銷毀部分所需要的能量為Q汽=(Mm)μ.⑥　　用于殘片升溫所需要的能量Q殘=cmΔT.⑦　　殘片的動能為E殘= ⑧　　以E′表示其他方式散失的能量，則由能量守恒定律可得　　 E=Q汽+E殘+Q殘+E′. ⑨　　由此得E′=Mg(R地+h)(Mm)μcmΔT ⑩ (2)將題給數(shù)據(jù)代入得E′=1012J.帶電粒子在電磁場中運動問題帶電粒子在電磁場中運動問題，實質(zhì)是力學(xué)問題，通常從受力分析，運動情況分析入手，利用力學(xué)規(guī)律，并注意幾何關(guān)系即可求解。若此磁場僅分布在一個圓形區(qū)域內(nèi)，試求這個圓形區(qū)域的最小半徑，重力忽略不計。時，即為直徑時磁場圓O39。已知先后射入的兩個粒子恰好在磁場中的P點相遇，P到O的距離為L。分析與解：這一題是帶電粒子僅在洛侖茲力作用下的運動問題，前后兩個粒子做完全相同的勻速圓周運動，對應(yīng)的物理規(guī)律較簡單，第二問的難點在于物理情景分析和幾何關(guān)系的確定，勾畫草圖分析，巧設(shè)角度是解題的關(guān)鍵。粒子2運動的時間為 ⑥兩粒子射入的時間問隔 △t=t1t2= ⑦　　因 得 ⑧由①、⑦、⑧三式得　△t=22.(13分)1951年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”，所謂“電子偶數(shù)”、負(fù)電子的質(zhì)量均為me，普朗克常數(shù)為h，靜電力常量為k，假設(shè)“電子偶數(shù)”中正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻速圓周運動的軌道半徑r、運動速度v及電子的質(zhì)量滿足量子化理論：2mevnrn=nh/2π，n=1,2……，“電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和，已知兩正負(fù)電子相距為L時的電勢能為Ep=k，試求n=1時“電子偶數(shù)”的能量.18.(13分)由量子化理論知 n=1時，2mev1r1= 解得 ①設(shè)此時電子運轉(zhuǎn)軌道半徑為r，由牛頓定律有me ②由①②聯(lián)立可得v1＝πke2／h 系統(tǒng)電勢能Ep=k=－2mev12而系統(tǒng)兩電子動能為Ek=2系統(tǒng)能量為E=Ep+Ek＝mev12=π2mk2e4／h2評分：解答①式正確得2分；解答②式正確得3分；正確分析系統(tǒng)勢能得2分；解答動能正確得3分；正確列式、得出總能量表達(dá)式得3分.23.(14分)顯像管的工作原理是陰極K發(fā)射的電子束經(jīng)高壓加速電場(電壓U)加速后垂直正對圓心進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、半徑為r的圓形勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場，如圖11所示，偏轉(zhuǎn)后轟擊熒光屏P，熒光粉受激而發(fā)光，所生產(chǎn)的陰極材料中會有少量SO，SO打在屏上出現(xiàn)暗斑，稱為離子斑，如發(fā)生上述情況，試分析說明暗斑集中在熒光屏中央的原因［10－31 kg，硫酸根離子(SO)10－25 kg］. 2電子或硫酸根離子在加速電場中 qU=設(shè)粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中偏轉(zhuǎn)時，軌道半徑為R,有：qvB=m 則R=設(shè)粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中速度偏角為θ，有：tan故tan∝由于硫酸根離子荷質(zhì)比遠(yuǎn)小于電子的荷質(zhì)比，高速硫酸根離子經(jīng)過磁場幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而集中打在熒光屏中央，形成暗斑.評分：正確運用動能定理處理粒子在加速電場中的運動得3分；求解粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的軌道半徑得3分；正確抓住切入點，求解tan得3分；明確tan與的關(guān)系得2分；最后將tan∝應(yīng)用于電子和硫酸根離子，得出正確結(jié)論得2分. 24.(14分)如圖12是用高電阻放電法測電容的實驗電路圖，其原理是測出電容器在充電電壓為U時所帶的電荷量Q，：①按電路圖接好實驗電路。R′=I帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，帶電微滴經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒。在每個電子通過極板的極短時間內(nèi)，電場視作恒定的。在圖丙所示的X－Y坐標(biāo)系中畫出這個波形。求：（1）若只在YY′偏轉(zhuǎn)電極上加電壓（，則電子到達(dá)熒光屏上的速度多大?（2）在第（1）問中，若再在XX′偏轉(zhuǎn)電板上加上，試在熒光屏上標(biāo)出亮點的大致位置，并求出該點在熒光屏上坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值?，F(xiàn)在A、B間加上如圖2所示的隨時間t變化的電壓U，在t=0時質(zhì)點P位于A、B間的中點處且初速為0。　　在t=0時，兩板間的電壓為2U0，P自A、B間的中點向上作初速為0的勻加速運動，加速度為g。1 gτ39。2，P正好達(dá)到B板且速度變?yōu)?。22　　由以上各式得　 τ2=τ39?！　」视校簐3=gτ3　 0=v3gτ39。3　 　因為t3=t2+τ39。A是某種材料做成的實心球，質(zhì)量m1=，在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=。（g=10m/s2）35．如圖所示，質(zhì)量為m的長方形箱子，放在光滑的水平面上。（1）要使滑塊與箱子這一系統(tǒng)損耗的總動能不超過其初始動能的40％，滑塊與箱壁最多可碰撞多少次？（2）從滑塊開始運動到剛完成上述次數(shù)的碰撞期間，箱子的平均速度是多少？，在一水平光滑的長直軌道上，等間距地放著足夠多的完全的相同的質(zhì)量為m的正方體木塊，編號依次為……。開始時用手扶著木塊1，其余各木塊都靜止在斜面上。木板位于光滑水平的桌面上，槽與木板間的摩擦不計，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為。求：（1）從A、B發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞的時間內(nèi)，木板C運動的路程；（2）在A、B剛要發(fā)生第四次碰撞時，A、B、C三者速度的大小。狗與雪橇始終沿一條直線運動。求：（1）狗第一次跳上雪橇后兩者的共同速度的大小；（2）雪橇最終速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次數(shù)；（供使用但不一定用到的對數(shù)值：lg2=，）。設(shè)狗總以速度追趕和跳上雪橇，雪橇與雪地間的摩擦忽略不計。開始時平板車和滑塊共同以的速度在光滑水平面上向右運動，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞時間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變，但方向與原來相反?，F(xiàn)使槽A以大小為的初速度向右運動，已知。假設(shè)各木塊間的碰撞都是完全非彈性的，求取何值時，木塊4 能夠被撞擊到，而木塊5 不會被撞擊?，F(xiàn)在，在所有木塊都靜止的情況下，一沿軌道方向的恒力F 一直作用在大木塊上，使其與木塊……發(fā)生碰撞，假如所有碰撞都是完全非彈性的，問大木塊與第幾塊小木塊相撞之前，它的速度能達(dá)到極大值，此速度等于多少？ ，大小可不計的小木塊5 等距離地依次放在傾角的斜角上。開始時箱子靜止不動，滑塊以恒定的速度從箱子的A壁向B壁滑動。將此裝置從A下端離地板的高度H=。2，P到達(dá)B且速度為0，因t4=t3+τ39。3 gτ39。1+τ2　 得t2=( +1) 　 ④　　在電場力和重力的合力作用下，P又由B板向上作勻加速運動，經(jīng)過時間τ3，速度變?yōu)関3，此時使電壓變?yōu)?，讓P在重力作用下向上作勻減速運動，經(jīng)過τ39。2　 d= gτ22+v2τ39。1　 　因為t1=τ1　 得 　 ③　　在重力作用下，P由A板處向下做勻加速運動，經(jīng)過時間τ2，P的速度變?yōu)関2，方向向下。1，P正好達(dá)到A板且速度變?yōu)?。(質(zhì)點開始從中點上升到最高點，及以后每次從最高點到最低點或從最低點到最高點的過程中，電壓只改變一次。在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點P。電子槍的加速電壓為U0，緊挨著是偏轉(zhuǎn)電極YY′和XX′，設(shè)偏轉(zhuǎn)電極的極板長均為？，板間距離均為d，偏轉(zhuǎn)電極XX′的右端到熒光屏的距離為。當(dāng)?shù)谝粋€電子到達(dá)坐標(biāo)原點O時，使屏以速度v沿－X方向運動，每經(jīng)過一定的時間后，在一個極短時間內(nèi)它又跳回初始位置（此短暫時間可忽略不計），然后重新做同樣的勻速運動（已知電子的質(zhì)量為m，帶電量為e，重力忽略不計）。10－10 kg，以20 m/s的初速度垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，103 V， ？（不計空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場只局限于平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性.）為了使紙上的字放大10%，請你分析提出一個可行的方法.解：設(shè)微滴的帶電量為q，它進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，離開電場后做直線運動打到紙上，距原入射方向的距離為 y=at2+LtanΦ(2分)，又a=（1分），t= (1分)，tanΦ= (1分)，可得y= (2分），代入數(shù)據(jù)得q=10－13 C（2分）.要將字體放大10%，103 V，或增大L， cm（5分）．31.（16分）如圖5—16所示,光子具有動量，每個光子的動量mv=h /λ（式中h為普朗克常量，λ為光子的波長）.當(dāng)光照射到物體表面上時，不論光被物體吸收還是被物體表面反射，光子的動量都會發(fā)生改變，因而對物體表面產(chǎn)生一種壓力，a是涂黑的，可以認(rèn)為光子全部被吸收，而當(dāng)光線照射到b上時，由于光壓的作用，都可以引起懸絲的旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的角度圖5—16可以借助于和懸絲一起旋轉(zhuǎn)的小平面鏡M進(jìn)行觀察.（1）如果用一束強(qiáng)光同時照射a、b兩個圓片，光線的入射方向跟圓片表面垂直，懸絲將向哪個方向偏轉(zhuǎn)？為什么？（2）已知a、b兩個圓片的半徑都為r，、b兩個圓片，設(shè)入射光與圓面垂直，單位時間內(nèi)垂直于光傳播