1.正、负电子对撞后湮灭成两个频率相同的光子,已知普朗克常量是,电子质量是,电子电荷量为,电磁波在真空中传播速度是,则生成的光子在折射率为的介质中传播时,其波长为
A. B. C. D.
18.(15分)如下图所示,竖直放置的两根足够长的光滑金属导轨相距为L,导轨的两端分别与电源(串有一滑动变阻器R)、定值电阻、电容器(原来不带电)和开关S相连。整个空间充满了垂直于导轨平面向外的匀强磁场,其磁感应强度的大小为B,一质量为,电阻不计的金属棒横跨在导轨上,已知电源电动势为E,内阻为,电容器的电容为C,定值电阻的阻值为R0,不计导轨的电阻。
(1)当S接1时,金属棒在磁场中恰好保持静止,则滑动变阻器接入电路的阻值R为多大?
(2)当S接2后,金属棒从静止开始下落,下落距离时达到稳定速度,则此稳定速度的大小为多大?下落s的过程中所需的时间为多少?
(3)先把开关S接通2,待达到稳定速度后,再将开关S接到3。试通过推导,说明棒此后的运动性质如何?求再下落距离时,电容器储存的电能是多少?(设电容器不漏电,此时电容器还没有被击穿)
17.(15分)如下图所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度为1m,上面连接一个质量为的物体,平衡时物体离地面0.9m,距物体正上方高为0.3m处有一个质量为的物体自由下落后与弹簧上物体碰撞立即合为一体,一起在竖直面内做简谐运动。当弹簧压缩量最大时,弹簧长为0.6m,g取10m/s2。求:
(1)碰撞结束瞬间两物体的动能之和是多少?
(2)两物体一起做简谐运动时振幅的大小?
(3)弹簧长为0.6m时弹簧的弹性势能大小?
16.(13分)如下图所示,在平面内,MN和轴之间有平行于轴的匀强电场和垂直于平面的匀强磁场,轴上离坐标原点4L的A点处有一电子枪,可以沿方向射出速度为的电子(质量为,电荷量为)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动,如果撤去电场,只保留磁场,电子将从轴上坐标原点3L的C点离开磁场。不计重力的影响,求:
(1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点(图中未标出)离开电场,求D点的坐标;
(3)电子通过D点时的动能。
15.(13分)如下左图所示,在平面上,一个以原点O为中心、半径为R的圆形区域内存在着一个匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于平面向里,在O点处原来静止着一个具有放射性的原子核--氮(),某时刻该核发生衰变,放出一个正电子和一个反冲核。已知正电子从O点射出时沿轴正方向,而反冲核刚好不会离开磁场区域,不计重力影响和粒子间的相互作用。
(1)试写出衰变方程;
(2)画出正电子和反冲核的轨迹示意图;
(3)求正电子离开磁场区域时的坐标。
14.(12分)计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合,已知地球表面重力加速度为g。
(1)求出卫星绕地心运动周期T。
(2)设地球自转周期T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同,则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少?
13.(12分)2005年6月17日,美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”。飞行员将飞艇开到6000m的高空后,让其由静止下落,以模拟一种微重力的环境,下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响下的实验,后接着飞艇又做匀减速运动。若飞艇离地面的高度不得低于500m,重力加速度g取10m/s2,试计算:
(1)飞艇在25s 内所下落的高度;
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力是重力的多少倍?
12.(12分)某同学准备用500的电流表改装成一块量程为2.0V的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻,设计了如下图所示的实验电路,图中各元件及仪表的参数如下:
A.电流表G1(量程1.02mA,内阻约100)
B.电流表G2(量程500,内阻约200)
C.电池组E(电动势为3.0V,内阻未知)
D.滑动变阻器R(0-25)
E.四旋钮电阻箱R1(总阻值9999)
F.保护电阻R2(阻值约100)
G.开关S1,单刀双掷开关S2
(1)实验中该同学先合上开关S1,再将开关S2与相连,调节滑动变阻器R,当电流表G2有某一合理的示数时,记下电流表G1的示数;然后将开关S2与相连,保持 不变,调节 ,使电流表G1的示数仍为时,读取电阻箱的读数。
(2)由上述测量过程可知,电流表G2内阻的测量值 。
(3)若该同学通过测量得到电流表G2的内电阻值为190,他必须将一个 k的电阻与电流表G2串联,才能改装为一块量程为2.0V的电压表。
(4)该同学把改装的电压表与标准电压表V0进行了核对,发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时,标准电压表V0的指针恰好如下图所示。由此可知,该改装电压表的百分误差为 %。
11.(8分)如下图是利用插针法测定玻璃砖的折射率的实验得到的光路图。玻璃砖的入射面AB和出射面CD并不平行,则:
(1)出射光线与入射光线 (填“仍平行”或“不平行”)
(2)以入射点O为圆心,以R=5cm长度为半径画圆,与入射线PO交于M点,与折射线OQ交于F点,过M、F点分别向法线作垂线,量得MN=1.68cm,EF=1.12cm,则该玻璃砖的折射率 。
10.如下图所示,、为两根水平放置且相互平行的金属轨道,相距L,左右两端各连接一个阻值均为R的定值电阻,轨道中央有一根质量为的导体棒MN垂直放在两轨道上,与两轨道接触良好,棒及轨道的电阻不计,整个装置处于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为曰B,棒MN在外驱动力作用下做简谐运动,其振动周期为T,振幅为A,通过中心位置时的速度为。则驱动力对棒做功的功率为
A. B. C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共100分)
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