(6分)如图为氢原子的能级图,大量处于n=5激发态的氢原子跃迁时,可能发出_________种能量不同的光子,其中频率最大的光子能量为________eV,若用此光照射到逸出功为3.26eV的光电管上,则加在该光电管上的反向遏止电压为__________V。
(9分)P、Q是一列沿x轴传播的简谐横波中的两质点,水平间距为x=20cm,从某时刻开始计时,两质点的振动图象如图所示,则:
(i)根据图象,请写出做简谐振动的质点Q的位移(y)与时间(t)的函数关系式;
(ii)如果Q点比P点距离波源近,且P与Q之间水平距离大于1个波长,小于2个波长,求该简谐横波的传播速度v。
(6分)彩虹是由阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次形成的。形成示意图如图所示,一束白光L由左侧射入雨滴,a、b是白光射入雨滴后经过一次反射和两次折射后的其中两条出射光(a、b是单色光)。下列关于a光与b光的说法中正确的是__________(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.雨滴对a光的折射率大于对b光的折射率
B.a光在雨滴中的传播速度小于b光在雨滴中的传播速度
C.用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验,a光条纹间距大于b光条纹间距
D.a光、b光在雨滴中传播的波长都比各自在真空中传播的波长要长
E.若a光、b光在同一介质中,以相同的入射角由介质射向空气,若b光能够发生全反射,则a光也一定能够发生全反射
(9分)如图所示,一竖直放置的绝热气缸,内壁竖直, 顶部水平,并且顶部安装有体积可以忽略的电热丝,在气缸内通过绝热活塞封闭着一定质量的气体,气体的温度为T0,绝热活塞的质量为m,横截面积为S0。若通过电热丝缓慢加热,使得绝热活塞由与气缸底部相距h的位置下滑至2h的位置,此过程中电热丝放出的热量为Q,已知外界大气压强为p0,重力加速度为g,并且可以忽略活塞与气缸壁之间的摩擦和气体分子之间的相互作用,求:
(i)在活塞下滑过程中,缸内气体温度的增加量△T;
(ii)在活塞下滑过程中,缸内气体内能的增加量△U。
(6分)下列说法正确的是_________(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.对于一定质量的理想气体,体积不变时,温度越高,气体的压强就越大
B.对于一定质量的理想气体,当温度升高时,气体分子的平均动能增加
C.空调机既能致热又能致冷,说明热传递不存在方向性
D.分子势能随着分子距离的增大,逐渐减小
E.一定质量理想气体对外做功,内能不一定减少,但密度一定减小
(18分)在平面直角坐标系的第一象限内存在一有界匀强磁场,该磁场的磁感应强度大小为B=0.1T,方向垂直于xOy平面向里,在坐标原点O处有一正离子放射源,放射出的正离子的比荷都为=1×106C/kg,且速度方向与磁场方向垂直。若各离子间的相互作用和离子的重力都可以忽略不计。
(1)如图甲所示,若第一象限存在直角三角形AOC的有界磁场,∠OAC=30°,AO边的长度l=0.3m,正离子从O点沿x轴正方向以某一速度射入,要使离子恰好能从AC边射出,求离子的速度大小及离子在磁场中运动的时间。
(2)如图乙所示,若第一象限存在一未知位置的有界匀强磁场,正离子放射源放射出不同速度的离子,所有正离子入射磁场的方向均沿x轴正方向,且最大速度vm=4.0×10 4m/s,为保证所有离子离开磁场的时候,速度方向都沿y轴正方向,试求磁场的最小面积,并在图乙中画出它的形状。