中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空,标志着中国航天正式开始了深空探测的新时代。已知月球表面的重力加速度为,月球的半径为R,“嫦娥一号”绕月球匀速圆周运动的周期为T,求“嫦蛾一号”绕月球作匀速圆周运动的轨道半径r。
(16分)如图甲所示,热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计,电子发射装置的加速电压为U0,偏转电场板间距离L=8cm,极板长为2L,下极板接地,偏转电场极板右端到荧光屏的距离也是2L,在两极板间接有一交变电压,电压变化周期T=4s,上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示,大量电子从偏转电场中央持续射入,穿过平行板的时间都极短,可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的。
⑴求电子进入偏转电场时的速度v0(用电子比荷、加速电压U0表示);
⑵在电势变化的每个周期内荧光屏会出现“黑屏”现象,即无电子击中屏幕,求每个周期内的“黑屏”时间有多长;
⑶求荧光屏上有电子打到的区间的长度。
(15分)如图所示,在宽度为L的两虚线区域内存在匀强电场,一质量为m,带电量为+q的滑块(可看成点电荷),从距该区域为L的绝缘水平面上以初速度v0向右运动并进入电场区域,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ。
⑴若该区域电场为水平方向,并且用速度传感器测得滑块从出口处滑出的速度与进入该区域的速度相同,求该区域的电场强度大小与方向,以及滑块滑出该区域的速度;
⑵若该区域电场为水平方向,并且用速度传感器测得滑块滑出该区域的速度等于滑块的初速度v0,求该区域的电场强度大小与方向;
⑶若将该区域电场改为竖直方向,测出滑块到达出口处速度为v0/2(此问中取v0=),再将该区域电场反向后,发现滑块未能从出口滑出,求滑块所停位置距左边界多远。
(14分)某同学玩“弹珠游戏”装置如图所示,S形管道BC由两个半径为R的1/4圆形管道拼接而成,管道内直径略大于小球直径,且远小于R,忽略一切摩擦,用质量为m的小球将弹簧压缩到A位置,由静止释放,小球到达管道最高点C时对管道恰好无作用力,求:( )
⑴小球到达最高点C的速度大小;
⑵若改用同样大小质量为2m的小球做游戏,其它条件不变,求小球能到达的最大高度;
⑶若改用同样大小质量为m/4的小球做游戏,其它条件不变,求小球落地点到B点的距离。
(10分)如图所示,质量为60kg的滑雪运动员,在倾角θ为37°的斜坡顶端,从静止开始自由下滑50m到达坡底,用时5s,然后沿着水平路面继续自由滑行,直至停止,不计拐角处能量损失,滑板与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:( )
⑴运动员下滑过程中的加速度大小;
⑵滑板与坡面间的滑动摩擦力大小;
⑶运动员在水平路面上滑行的时间。
甲车在前以10m/s的速度匀速行驶,乙车在后以6m/s的速度行驶.当两车相距12m时,甲车开始刹车,加速度大小为2m/s2,问:
(1)经过多长时间两车间距离最大?
(2)他们间的最大距离为多少?
(3)经多少时间乙车可追上甲车?