消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成。如图所示,消防水炮离地高度为H,建筑物上的火点离地高度为h,水炮与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水炮水平射出,其中水泵、输水管道没有画出,水泵放置于地面,不计空气阻力,取g=10m/s2。
(1)、若H=80m,h=60m,水炮出水速度v0=30m/s,试求水炮与起火建筑物之间的水平距离x;
(2)、在(1)问中,若水炮每秒出水量m0="60" kg,试求水泵的功率P;
(3)、当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水炮竖直下移至H´=45m,假设供水系统的效率η不变,水炮出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P´,则P´应为多大?
如图所示,放置在平面中第二象限内P点的粒子放射源连续放出质量均为m、电量为-q的一簇粒子,已知入射粒子以同一速度v朝x轴以上向不同方向散开,垂直纸面的匀强磁场B将这些粒子聚焦于R点(磁场区域大致如图所示),其中已知PR=2a,离子的轨迹关于y轴对称的。试确定磁场区域的边界函数方程。不计粒子重力及相互间的作用。
[物理一选修3-5](15分)
(1)(6分)下列说法正确的是 。
A.各种原子的发射光谱都是连续谱
B.爱因斯坦的光子说解释了光电效应现象,光电子的最大初动能与入射光子的频率有关
C.原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度,该值随质量数的增加而增大
D.根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子核式模型
E.实物粒子也具有波动性,这种与实物粒子相联系的波称为德布罗意波
(2)(9分)如图所示,一水平面上P点左侧光滑,右侧粗糙,质量为m的劈A在水平面上静止,上表面光滑,A轨道右端与水平面平滑连接,质量为M的物块B恰好放在水平面上P点,物块B与水平面的动摩擦因数为μ=0.2。一质量为m的小球C位于劈A的斜面上,距水平面的高度为h=0.9m。小球C从静止开始滑下,然后与B发生正碰(碰撞时间极短,且无机械能损失)。已知M="2" m,g=10m/s2,求:
(1)小球C与劈A分离时,C的速度大小
(2)小球C与物块B碰后的速度和物块B的运动时间?
[物理一选修3-4](15分)
(1)(6分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,t时刻波形图如图中的实线所示,此时波刚好传到P点,t+0.6s时刻,这列波刚好传到Q点,波形如图中的虚线所示,a、b、c、P、Q是介质中的质点,则以下说法正确的是( )
A.这列波的波速为16.7m/s
B.质点a在这段时间内通过的路程一定等于30cm
C.质点c在这段时间内通过的路程一定等于30cm
D.从t时刻开始计时,质点a第一次到达平衡位置时,恰好是s这个时刻
E.当t+0.5s时刻,质点b、P的位移相同
(2)(9分)如图所示,半圆玻璃砖的半径R=10cm,折射率为n=,直径AB与屏幕垂直并接触于A点.激光a以入射角i=30°射向半圆玻璃砖的圆心O,结果在水平屏幕MN上出现两个光斑.请画出光路图,并求两个光斑之间的距离L.
(12分)如图甲所示,在一水平放置的隔板MN的上方,存在一磁感应强度大小为B的匀强磁场,磁场方向如图所示。O为隔板上的一个小孔,通过O点可以从不同方向向磁场区域发射电量为+q,质量为m,速率为的粒子,且所有入射的粒子都在垂直于磁场的同一平面内运动。不计重力及粒子间的相互作用。
(1)如图乙所示,与隔板成450角的粒子,经过多少时间后再次打到隔板上?此粒子打到隔板的位置与小孔的距离为多少?请画出轨迹图,并求解。
(2)所有从O点射入的带电粒子在磁场中可能经过区域的面积为多少?请画出图示,并求解。
(12分)示波管是示波器的核心部分,它主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。在电子枪中,电子由阴极K发射出来,经加速电场加速,然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场,发生偏转。其示意图如图(图中只给出了一对方向偏转的电极)所示。电子束打在荧光屏上形成光迹。这三部分均封装于真空玻璃壳中。已知电子的电荷量=1.6×10C,质量=9.0×10kg,电子所受重力及电子之间的相互作用力均可忽略不计,不考虑相对论效应。
(1)若从阴极逸出电子的初速度可忽略不计,要使电子被加速后的动能达到1.6×10J,求加速电压为多大;
(2)电子被加速后进入偏转系统,X方向的偏转电极不加电压,只在方向偏转电极加电压,即只考虑电子沿Y(竖直)方向的偏转情况,偏转电极的极板长=4cm,两板间距离=1cm,Y极板右端与荧光屏的距离=18cm,当在偏转电极上加的正弦交变电压时,如果电子进入偏转电场的初速度,每个电子通过偏转电场的过程中,电场可视为稳定的匀强电场。求电子打在荧光屏上产生亮线的最大长度;