(6分)光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术,世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术.发射导弹时,可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤,就像放风筝一样,这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间,起着双向传输信号的作用.光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85的单色光.上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06
的单色光.这样操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令,导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标.根据以上信息,回答下列问题:
①在光纤制导中,上行光信号在真空中波长是多少?
②为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光?(已知光纤纤芯的折射率为1.47)
如图所示,是一种测定风力的仪器,P是质量为200g的金属球,固定在一根细长钢性的金属丝下端,当无风时金属球自然竖直下垂,有风时金属丝将偏离竖直方向,刻度盘上的角度就能反映出风力的大小。若某一时刻风从图示的水平方向吹向金属球P时,金属丝向左偏离竖直方向的角度θ=30°而处于静止状态。取g=10m/s2 则:
(1)此时风力和金属丝拉力分别有多大?
(2)有人说:“若角度变为2θ,则风力也变为原来的2倍”,你认为这个结论对不对?为什么?
如图所示的装置放置在真空中,炽热的金属丝可以发射电子,金属丝和竖直金属板之间加一电压U1=2 500 V,发射出的电子被加速后,从金属板上的小孔S射出。装置右侧有两个相同的平行金属极板水平正对放置,板长l=6.0 cm,相距d=2 cm,两极板间加以电压U2=200 V的偏转电场。从小孔S射出的电子恰能沿平行于板面的方向由极板左端中间位置射入偏转电场。已知电子的电荷量e=1.6×10-19 C,电子的质量 m=0.9×10-30 kg,设电子刚离开金属丝时的速度为0,忽略金属极板边缘对电场的影响,不计电子受到的重力。求:
(1)电子射入偏转电场时的动能Ek;
(2)电子射出偏转电场时在竖直方向上的侧移量y;
(3)电子在偏转电场运动的过程中电场力对它所做的功W。
在研究微型电动机的性能时,可采用如图所示的实验电路.当调节滑动变阻器R,使电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.5 A和1.0 V;重新调节R,使电动机恢复正常运转时,电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V.求这台电动机正常运转时:
(1)电动机的内电阻;
(2)输入电动机的电功率;
(3)若电动机以v=1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?(g取10 m/s2)
电场中某区域的电场线如图所示, A、B是电场中的两点. 一个电荷量q = +4.0×10-8 C的点电荷在A点所受电场力FA=2.0×10-4 N,将该点电荷从A点移到B点,电场力做功W = 8.0×10-7J . 求:
(1)A点电场强度的大小EA
(2)A、B两点间的电势差U.
在2014年底,我国不少省市ETC联网正式启动运行,ETC是电子不停车收费系统的简称,汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示,假设汽车以正常行驶速度朝收费站沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在距离收费站中心线前d=8m处恰好匀减速至
,匀速通过中心线后,再匀加速至
正常行驶,如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处减速至零,经过
缴费成功后,再启动汽车匀加速至
正常行驶,设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为
和
,求:
(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小
(2)汽车走ETC通道比走人工收费通道节约的时间是多少