(8分)单色细光束射到折射率n=的透明球的表面,光束在过球心的平面内,入射角i=450,经折射进入球内又经球内表面反射一次,再经球面折射出的光线如图所示(图上已画出入射光线和出射光线)
(1)在图中大致画出光线在球内的路径和方向.
(2)求入射光与出射光之间的夹角α.
(3)如果入射的是一束白光,透明球的色散情况与玻璃相仿.问哪种颜色光的α角最大?哪种颜色光的α角最小?
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(8分)如图所示,A、B两物体的质量都为m,拉A的细线与水平方向的夹角为30°时,物体A、B处于静止状态,设弹簧的劲度系数为k;某时刻悬线突然断开,A在水平面上做周期为T的简谐运动,B自由下落,当B落地时,A恰好将弹簧压缩到最短,,不计一切摩擦阻力,
求:(1)A振动时的振幅;
(2)B落地时的速度.
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(14分)如图所示,水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度E=1.0×104 N/C。现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)带电体运动到圆形轨道的最低点B时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
(2)带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离;
(3)带电体第一次经过C点后,落在水平轨道上的位置到B点的距离。
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(14分)如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压加速,从A板中心孔沿中心线KO射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点。已知加速电压为,M、N两板间的电压为,两板间的距离为d,板长为,板右端到荧光屏的距离为L2,电子的质量为m,电荷量为e。求:
(1)电子穿过A板时的速度大小;
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量;
(3)P点到O点的距离。
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(12分)一根长为L的丝线吊着一质量为m的带电量为q的小球静止在水平向右的匀强电场中,如图13所示,丝线与竖直方向成37o角,现突然将该电场方向变为向下且大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响,重力加速度为g,sin370=0.6,cos370=0.8,求:
(1)匀强电场的电场强度的大小;
(2)求小球经过最低点时丝线拉力的大小。
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(12分)如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=1Ω,当接入固定电阻R=4Ω时,电路中标有“3V 6W”正常发光的灯泡L和内阻R0=0.5Ω的小型直流电动机恰能正常工作,求:
(1)电路中的电流强度?
(2)电动机的额定工作电压?电动机的输出功率?
(3)电源的总功率?
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在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示.一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿﹣x方向射入磁场,它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿+y方向飞出.
(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷;
(2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B′,该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少?
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如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机绕组的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合.当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求:
(1)电源的内电阻;
(2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率.
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如图所示,一个电子以速度v0垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,(电子重力忽略不计)求:
(1)电子的质量是多少?
(2)穿过磁场的时间是多少?
(3)若改变初速度大小,使电子刚好不能从A边射出,则此时速度v是多少?
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如图所示,面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中,磁场方向垂直于线圈平面.磁感应强度随时间变化的规律是B=(6﹣0.2t)T,已知电路中的R1=4Ω,R2=6Ω,电容C=30μF,线圈A的电阻不计.求:
(1)闭合S后,通过R1的电流大小和方向.
(2)闭合S一段时间后,再断开S,S断开后通过R2的电荷量是多少?
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