(6分)光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术,世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术.发射导弹时,可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤,就像放风筝一样,这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间,起着双向传输信号的作用.光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85的单色光.上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06的单色光.这样操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令,导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标.根据以上信息,回答下列问题:
①在光纤制导中,上行光信号在真空中波长是多少?
②为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光?(已知光纤纤芯的折射率为1.47)
(6分) 如图所示表示两列相干水波某时刻的波峰和波谷位置,实线表示波峰,虚线表示波谷,相邻实线与虚线间的距离为0.2 m,波速为1 m/s,在图示范围内可以认为这两列波的振幅均为1cm,C点是相邻实线与虚线间的中点,则( )
A.图示时刻A、B两点的竖直高度差为2cm
B.图示时刻C点正处于平衡位置且向水面上运动
C.F点到两波源的路程差为零
D.经0.2s,A点的位移为零
(6分)一定量的气体内能增加了.①若吸收了的热量,则是气体对外界做功,还是外界对气体做功?做了多少焦耳的功?②若气体对外界做了的功,则是气体放热还是从外界吸热?放出或吸收的热量是多少?
(6分)如图为两分子系统的势能与两分子间距离的关系曲线.下列说法正确的是 ( )
A.当大于时,分子间的作用力表现为引力
B.当小于时,分子间的作用力表现为斥力
C.当由到变化变化过程中,分子间的作用力先变大再变小
D.在由变到的过程中,分子间的作用力做负功
(20分)一质量为电荷量的与外界绝缘物块A(可视为质点),置于光滑水平面上。A与弹簧左端相连接,弹簧右端固定在竖直墙面上,整个空间中存在水平向右的匀强电场,场强,平衡时弹簧的压缩量为.如图O为弹簧原长时的位置,另一个质量也为电量为的绝缘带电物块B(可视为质点),从O点左侧距离O为处的P点由静止释放,当它打在A物块上时立即与A一起向右运动,但不粘连,它们到达最右端后又向左运动,试求:物块B向左运动达到最远点时距O点的距离?(AB相撞在瞬间完成,电荷无转移,不计AB间库仑力,弹簧始终在弹性限度内)。
(16分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG(AC边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,A处有一狭缝。离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁场的方向射入磁场,运动到GA边,被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。已知被加速的两种正离子的质量分别是和,电荷量均为.加速电场的电势差为,离子进入电场时的初速度可以忽略.不计重力,也不考虑离子间的相互作用。
(1)求质量为的离子进入磁场时的速率;
(2)当磁感应强度的大小为B时,求两种离子在GA边落点的间距.