(8分)质量为M的小车置于水平面上,小车的上表面由光滑的1/4圆弧和光滑平面组成,圆弧半径为R,车的右端固定一轻弹簧,如图所示.现将一质量为m的滑块从圆弧最高处无初速下滑,与弹簧相接触并压缩弹簧.求:
①弹簧具有的最大弹性势能Ep.
②当滑块与弹簧分离时小车的速度v.
(4分)随着科技的发展,大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识.下列说法正确的是 ( )
A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了原子核是有复杂结构的
B.卢瑟福通过a粒子轰击氮核实验的研究,发现了质子
C.普朗克通过对黑体辐射的研究,第一次提出了光子的概念
D.德布罗意首先提出了物质波的猜想,而电子衍射实验证实了他的猜想
E.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象
(8分)如图所示,一不透明的圆柱形容器内装满折射率n=的透明液体,容器底部正中央O点处有一点光源S,平面镜MN与底面成450角放置,若容器高为2 dm,底边半径为(1+)dm,OM=1 dm,在容器中央正上方1 dm 处水平放置一足够长的刻度尺,
求光源S发出的光线经平面镜反射后,照射到刻度尺的长度.(不考虑容器侧壁和液面的反射)
(4分) 如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的波形图象(图中仅画出0~12 m范围内的波形).经过△t=1.2 s时间,恰好第三次重复出现图示的波形.根据以上信息,不能得出的是
A.波的传播速度的大小
B.△t=1.2 s时间内质元P经过的路程
C.t=0.6 s时刻质元P的速度方向
D.t=0.6 s时刻的波形
(16分)为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位,可设计如下的一个电磁场区域(如图所示):水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向与Ⅰ内相同,但是大小可以不同,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与Ⅱ内大小相等、方向相反.已知等边三角形AQC的边长为2l,P、D分别为AQ、AC的中点.带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为l的O点以某一速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域Ⅰ,再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ,又经历一系列运动后返回O点.(粒子重力忽略不计)求:
(1)该粒子的比荷.
(2)粒子从O点出发再回到O点的整个运动过程所需时间.
(12分)动车组是城际间实现小编组、大密度的高效运输工具,以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐.动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组,就是动车组.假设有一动车组由8节车厢连接而成,每节车厢的总质量均为7.5×104 kg.其中第一节、第二节带动力,他们的额定功率分别为3.6×107 W和2.4×107 W,车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍(g=10 m/s2)
(1)求该动车组只开动第一节的动力的情况下能达到的最大速度.
(2)若列车从A地沿直线开往B地,先以恒定的功率6×107 W(同时开动第一、第二节的动力)从静止开始启动,达到最大速度后匀速行驶,最后除去动力,列车在阻力作用下匀减速至B地恰好速度为0.已知AB间距为5.0×104 m,求列车从A地到B地的总时间.