21．如图所示，质量M=3.0kg的小车静止在光滑的水平面上，AD部分是表面粗糙的水平导轨，DC部分是光滑的1/4圆弧导轨，整个导轨都是由绝缘材料制成的，小车所在平面内有竖直向上E=40N/C的勾强电场和垂直纸面向里B=2.0T的匀强磁场．今有一质量为m=1.0kg带负电的滑块（可视为质点）以v₀=8m/s的水平速度向右冲上小车，当它即将过D点时速度达到v₁=5m/s，对水平导轨的压力为10.5N．（g取10m/s²）

（1）求滑块的电量．

（2）求滑块从A到D的过程中，小车、滑块系统损失的机械能．

（3）若滑块通过D时立即撤去磁场，求此后小车所能获得的最大速度．

（2）既然光照射物体会对物体产生光压，有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速．给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并让它正对太阳．已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光能为1.35KW，探测器质量为M=50kg，薄膜面积为4×10⁴m²，那么探测器得到的加速度为多大？

（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P₀=1000W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm²，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的光压最大是多大？

20．根据量子理论，光子不但有动能，还有动量，其计算式为p=h/λ，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长．既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”．

19．示波器可以用来观察电信号随时间变化的情况．图甲是其结构的一部分．yy＇是一对平行金属板，板长为，两板间距离为．MN是圆形荧光屏（正面如图乙），它距平行金属板左端的距离为．现有电子束以初速度连续不断地从板左端沿着与两板平行的轴线OO＇进入两板间．若在两板上改加如图丙所示的随时间变化的电压．则由于视觉暂留和荧光物质的残光特性，则电子打在荧光屏上后会形成一个什么图形？其范围如何？（设电子质量为，电量为，较大，每个电子穿过两板的时间极短，不计电子重力）

（1）在图2中画出U_ab≥0时该元件的伏安特性曲线．（可用铅笔作图）

（2）根据上述实验事实．该元件具有的特性是______________________

（3）若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路的cd两端输入如图4（甲）所示的方波电压信号U_cd，请在图4（乙）中定性画出负载电阻R_L上的电压信号U_ef的波形．

五、计算题（每题多少分，共多少分）