2017-2018学年
一、(14分)平行轨道上停着一节质量M=2m的小车厢,车厢与水平铁轨之间摩擦可略。有N名组员沿铁轨平行方向列队前行,另有一名组长在最后,每名组员的质量同为m。
二、(12分)一弹簧的自然长度为,劲度系数为k.现有质量各为m的两个均匀铁质球体,用上述弹簧连接起来。设上述2个铁球中心与整个弹簧都始终保持一条直线上,并己知铁的密度为ρ。
1.当弹簧处于自然长度时,两铁球由静止释放,求两球之间的万有引力将使弹簧压缩的最大长度;
2.上述体系绕其中心转动,角速度多大时,两球之间的弹簧长度司以保持为?学#
三、(16分)将一天的时间记为T,地面上的重力加速度记为g,地球半径记为Re。 1.试求地球同步卫星P的轨道半径Rp;
2.赤道城市A的居民整天可看见城市上空挂着同步卫星P;
(1)假设P的运动方向突然偏北转过45°,试分析判定而后当地居民一天能有多少次机会可看到P掠过城市上空?
(2)取消“2.1”问中的偏转,改设P从原来的运动方向突然偏向西北转过105°,再分析地判定而后当地居民一天能有多少次机会可看到P掠过城市上空?
(3)另一个赤道城市B的居民,平均每三天有四次机会可看到某卫星Q自东向西掠过该城市上空,试求Q的轨道半径RQ。
四、(14分)设无重力空间中有匀强电场E,现有两个质量均为m的小球A、B,A带电量q(q>0),B不带电,t=0时,两球静止,且相距30°,AB的方向与E的方向相同。从t=0时刻开始,A由于受到电场作用向B运动,A与B相遇时发生第一次弹性正碰撞(其性质参见题五),碰撞时,A、B之问没有电量转移。求A、B发生第8次弹性正碰撞到第9次碰撞之间所需要的时间。忽略A、B之间的万有引力。
五、(16分)质量相同的小球A、B,在运动过程中发生弹性正碰撞,则A的碰后速度(方向和大小,下同)等于B的碰前速度,B的碰后速度等于A的碰前速度。
如图所示,光滑水平绝缘大桌取为O-xy坐标面,空间有竖直向下(图中朝里)的匀强磁场B。
1.O-xy平面上距O稍远处得小球A,质量m、电量q>0,初速度方向如图所示,大小为
v0。而后A将作为匀速圆周运动,试求圆半径R和周期T。
2.图中小球A1、A2质量也同为m,电量也同为q,开始时分别位于y轴上的y1、y2(y1>y2)位置,初速度方向如图所示,大小也同为v0。设A1、A2间可能发生的碰撞都是弹性碰撞,且不会相互转移电荷(下同)。已知而后A1能到达y2 处,试求y2-y1的可取值。
3.图中小球B的质量也为m,电量也同为q,t=0时位于x轴上距O稍远的x1位置,大小也为v0.现在给你一个质量为m,电量为-q,初速度大小为v0的小球B。t=0时B的初始位置和初始速度方向由你选定,但要求在t=(k+
?
?
1)T时刻(k为正整数),B球可达到x轴上2与x1相距尽可能远的x2(x2>x1)位置,最后给出你所得的x2-x1值。
附注:解题时略去球之间的电作用力。
六、(16分)两根质量同为m、电阻同为R、长度同为的导体棒,用两条等长的、质量和电
阻
均
可
略
七、(12分)如图所示,置于空气中的等腰直角三棱镜ABC的斜面BC长4,其中BD段长,棱镜材料折射率为n。
1.如图中实线箭矢所示,从D点正入射的细光束在直角面AB、AC外侧均无透射光,试求n的取值范围。
2.取n为“1”问所得的最小值,略去入射光在镜内经过三次或三次以上的反射光线。如图中虚线箭矢所示,对于从斜上方30°入射到D点的细光束,试问在直角面AB外侧和在直角面AC外侧是否有透射光?