(17分) 麦克斯韦在1865年发表的(电磁场的动力学理论)一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性,即光是电磁波.
(1)一单色光波在折射率为1.5的介质中传播,某时刻电场横波图象如图1所示.求该光波的频率.
(2)图2表示一截面为直角三角形的棱镜ABC,∠A = 30o,斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n =.在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜,求
射出的点的位置(要求作出光路图,不考虑光线沿原路返回的情况).
如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过
×10—5s后,电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻)。求:
(1)匀强电场的电场强度E
(2)图b中×10-5s时刻电荷与O点的水平距离
(3)如果在O点右方d= 68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。(,
)
一轻质细绳一端系一质量为的小球A,另一端挂在光滑水平轴O 上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离s为2m,动摩擦因数为0.25.现有一小滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,与小球碰撞时交换速度,与挡板碰撞不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,试问:
(1)若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做圆周运动,求此高度h.
(2)若滑块B从h=5m处滑下,求滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力.
(3)若滑块B从h="5m" 处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数n.
一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10 m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5 s后警车发动起来,并以一定的加速度做匀加速运动,但警车行驶的最大速度是25 m/s.警车发动后刚好用12 s的时间追上货车,问:(1)警车启动时的加速度多大?
(2)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
如图所示,一半径r = 0.2m的光滑圆弧形槽底端B与水平传带相接,传送带的运行速度为v0=4m/s,长为L=1.25m , 滑块与传送带间的动摩擦因数
=0.2,DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管,EF段被弯成以O为圆心、半径R = 0.25m的一小段圆弧,管的D端弯成与水平传带C端平滑相接,O点位于地面,OF连线竖直.一质量为M=0.1kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下,滑到传送带上后做匀加速运动,过后滑块被传送带送入管DEF,管内顶端F点放置一质量为m=0.1kg的物块b.已知a、b两物块均可视为质点,a、b横截面略小于管中空部分的横截面,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)滑块a到达底端B时的速度vB;
(2)滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力;
(3) 滑块a滑到F点时与b发生正碰并粘在一起飞出后落地,求落点到O点的距离x(不计空气阻力)
(4)已知若a的质量M≥m,a与b发生弹性碰撞,求物块b滑过F点后在地面的首次落点到O点距离x的范围.(=2.2)
如图甲所示,一长为L = 2m的金属“U”型框与两平行金属板AB相连,两板之间用一绝缘光滑水平杆相连,一质量为M=0.1kg,电量大小为q=0.1c可看成质点的带电小球套在杆中并靠近A板静止,从t=0时刻开始,在 “U”型框宽为d = 1m内加入垂直纸面向外且大小随时间变化的磁场(如图乙所示)后,发现带电小球可以向右运动.求:
1.小球带何种电荷
2.小球达到B板时的速度大小
3.通过分析计算后在丙图坐标系中作出小球在AB杆上的V-t图象.