宇宙飛船一般由化學(xué)燃料制成的火箭靠反沖發(fā)射升空，升空以后，可以繞地球飛行，但要穿越太空遨行，還需其他動(dòng)力的作用，這種動(dòng)力可以采用多種方式，有人提出過采用離子發(fā)動(dòng)機(jī)，也有人設(shè)想利用太陽(yáng)光產(chǎn)生的光壓作動(dòng)力。

（1）已知地球的半徑為，地球表面的重力加速度為g，某次發(fā)射的宇宙飛船在離地球表面高的高空中繞地球運(yùn)行，試用以上各量表示它繞行的速度。

（2）若某宇宙飛船采用光壓作為動(dòng)力，即利用太陽(yáng)光對(duì)飛船產(chǎn)生的壓力加速。給飛船安上面積極大、反射率極高的薄膜，正對(duì)太陽(yáng)，靠太陽(yáng)光在薄膜上反射時(shí)產(chǎn)生的壓力推動(dòng)宇宙飛船，因?yàn)楣庾硬粌H有能量，還有動(dòng)量，其動(dòng)量，其中h為普朗克常量，λ為光的波長(zhǎng)。若該飛船的質(zhì)量為，反射薄膜的面積為，單位面積上獲得太陽(yáng)能的功率為，太陽(yáng)發(fā)出的光按照單一平均頻率簡(jiǎn)化分析，那么飛船由光壓獲得的最大加速度為多大？

相距很近的平行板電容器，在兩板中心各開有一個(gè)小孔，如圖5甲所示，靠近A板的小孔處有一電子槍，能夠持續(xù)均勻地發(fā)射出電子，電子的初速度為v₀ ，質(zhì)量為m，電量為-e，在AB 兩板之間加上圖5乙所示的交變電壓，其中0< k <1，U₀=；緊靠B 板的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)電壓也等于U₀ ，板長(zhǎng)為L，兩板間距為d，距偏轉(zhuǎn)極板右端L/2處垂直放置很大的熒光屏PQ。不計(jì)電子的重力和它們之間的相互作用，電子在電容器中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可以忽略不計(jì)。

（1）在0—T 時(shí)間內(nèi)，熒光屏上有兩個(gè)位置會(huì)發(fā)光，試求這兩個(gè)發(fā)光點(diǎn)之間的距離。（結(jié)果用L、d 表示，第（2 ）小題亦然）

  （2）只調(diào)整偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板的間距（仍以虛線為對(duì)稱軸），要使熒光屏上只出現(xiàn)一個(gè)光點(diǎn)，極板間距應(yīng)滿足什么要求？

  （3）撤去偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)及熒光屏，當(dāng)k 取恰當(dāng)?shù)臄?shù)值，使在0—T 時(shí)間內(nèi)通過電容器B 板的所有電子，能在某一時(shí)刻形成均勻分布的一段電子束，求k 值。

激光器是發(fā)射激光的裝置。一種紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道道閃光，每道閃光稱為一個(gè)光脈沖．若這種激光器光脈沖的持續(xù)時(shí)間為1.0×10^-11s，波長(zhǎng)為694.3nm，發(fā)射功率為1.0×10¹⁰W，問：
(1)每列光脈沖的長(zhǎng)度是多少?

（2）用紅寶石激光器照射皮膚上色斑，每10mm²色斑上吸收能量達(dá)到60J以后，便逐漸消失，一顆色斑的面積為50mm²，則要吸收多少個(gè)紅寶石激光脈沖，才能逐漸消失?

（3）若激光束在真空中沿直線AB傳播，于玻璃球表面的B點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入小球，并在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中，已知∠BOD=120°，玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿?img src='http://thumb.1010pic.com/pic1/files/down/test/2014/03/06/22/2014030622543421678346.files/image007.gif'>，光在真空中的傳播速度為c，求此激光束在玻璃中穿越的時(shí)間。

在實(shí)際應(yīng)用中有多種自動(dòng)控溫裝置，以下是其中兩種控溫裝置：

（1）圖5（a）為某自動(dòng)恒溫箱原理圖，箱內(nèi)的電阻R₁=2kΩ，R₂=1.5kΩ，R₃=4kΩ，R_t為熱敏電阻，其電阻隨溫度變化的圖像如圖5（b）所示。當(dāng)a、b兩點(diǎn)電勢(shì)U_a<U_b時(shí)，電壓鑒別器會(huì)令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)U_a>U_b時(shí)，電壓鑒別器會(huì)使S斷開，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的穩(wěn)定溫度為____℃，恒溫箱內(nèi)的電熱絲加熱時(shí)R_t的取值范圍為_____。

（2）有一種由PTC元件做成的加熱器，它產(chǎn)生的焦耳熱功率P_R隨溫度t變化的圖像如圖5（c）所示。該加熱器向周圍散熱的功率為P_Q=k(t-t₀)，其中t為加熱器的溫度，t₀為室溫（本題中取20℃），k=0.1W/℃。

①當(dāng)P_R=P_Q時(shí)加熱器的溫度即可保持穩(wěn)定，則該加熱器工作的穩(wěn)定溫度為________℃；

②（單選）某次工作中，該加熱器從室溫升高至穩(wěn)定溫度的過程中，下列溫度變化過程用時(shí)最短的是（     ）

（A）20℃~24℃          

（B）32℃~36℃          

（C）48℃~52℃          

（D）60℃~64℃

如圖所示，兩平行的光滑金屬導(dǎo)軌安裝在一傾角為α的光滑絕緣斜面上，導(dǎo)軌間距為L，電阻忽略不計(jì)且足夠長(zhǎng)，一寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于斜面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。另有一長(zhǎng)為2d的絕緣桿將一導(dǎo)體棒和一邊長(zhǎng)為d（d <L）的正方形線框連在一起組成的固定裝置，總質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒中通有大小恒為I的電流。將整個(gè)裝置置于導(dǎo)軌上，開始時(shí)導(dǎo)體棒恰好位于磁場(chǎng)的下邊界處。由靜止釋放后裝置沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)線框的下邊運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界MN處時(shí)裝置的速度恰好為零。重力加速度為g。

（1）求剛釋放時(shí)裝置加速度的大��；

（2）求這一過程中線框中產(chǎn)生的熱量；

（3）在圖（b）中定性地畫出整個(gè)裝置向上運(yùn)動(dòng)過程中的速度-時(shí)間（v-t）圖像；

（4）之后裝置將向下運(yùn)動(dòng)，然后再向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過若干次往返后，最終整個(gè)裝置將在斜面上作穩(wěn)定的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。求穩(wěn)定后裝置運(yùn)動(dòng)的最高位置與最低位置之間的距離。

二．某物理實(shí)驗(yàn)小組想利用所學(xué)的知識(shí)粗略地估算太陽(yáng)輻射功率。他們通過多種途徑，查閱到以下資料：日地距離r=1.5×10¹¹m，水的比熱c=4.2×10³J/（kg·℃），射到地球大氣層的太陽(yáng)能被地面所吸收的百分比約為50%。他們做了如下的實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)橫截面積S=3×10^-2m²的不高的圓筒，圓筒內(nèi)裝水m=0.60kg。某天中午在太陽(yáng)下垂直照射時(shí)間t=10min后，測(cè)得水的溫度升高了△t=5.0℃.請(qǐng)你幫助該小組的同學(xué)估算太陽(yáng)的輻射功率（忽略照射期間的散熱）？

如圖所示，在xOy平面內(nèi)，緊挨著的三個(gè)“柳葉”形有界區(qū)域①②③內(nèi)（含邊界上）有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它們的邊界都是半徑為a的圓，每個(gè)圓的端點(diǎn)處的切線要么與x軸平行、要么與y軸平行。①區(qū)域的下端恰在O點(diǎn)，①②區(qū)域在A點(diǎn)平順連接、②③區(qū)域在C點(diǎn)平順連接。大量質(zhì)量均為肌電荷量均為q的帶正電的粒子依次從坐標(biāo)原點(diǎn)O以相同的速率、各種不同的方向射入第一象限內(nèi)（含沿x軸、y軸方向），它們只要在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，軌道半徑就都為口a在y≤-a的區(qū)域，存在場(chǎng)強(qiáng)為E的沿-x方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。整個(gè)裝置在真空中，不計(jì)粒子重力、不計(jì)粒子之間的相互作用。

（1）粒子從O點(diǎn)出射時(shí)的速率v₀；

（2）這群粒子中，從O點(diǎn)射出至運(yùn)動(dòng)到x軸上的最長(zhǎng)時(shí)間；

（3）這群粒子到達(dá)少軸上的區(qū)域范圍。

如圖所示的直角三角形ABC是玻璃磚的橫截面，∠B= 90°，∠A= 30°E為BC邊的中點(diǎn)，BC=三。一束平行于AB的光束從AC邊上的某點(diǎn)射入玻璃磚，進(jìn)入玻璃磚后，在BC邊上的E點(diǎn)被反射，EF是該反射光線，一且EF恰與AC平行。求：

   （i）玻璃磚的折射率；

   （ii）該光束從射入玻璃磚開始計(jì)時(shí)，經(jīng)BC邊上的E點(diǎn)反射后，到緊接著的一次射出玻璃磚所需的時(shí)間。

為了測(cè)量?jī)蓚�(gè)質(zhì)量不等的沙袋的質(zhì)量，由于沒有直接測(cè)量工具，某實(shí)驗(yàn)組應(yīng)用下列器材測(cè)量：輕質(zhì)定滑輪(質(zhì)量和摩擦可忽略)、砝碼一套(總質(zhì)量為m＝0.5 kg)、細(xì)線、米尺、秒表，他們根據(jù)已學(xué)過的物理學(xué)知識(shí)，改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次測(cè)量，選擇合適的變量得到線性關(guān)系，作出圖線并根據(jù)圖線的斜率和截距求出沙袋的質(zhì)量．操作如下：

(1)實(shí)驗(yàn)裝置如題圖1，設(shè)左右兩邊沙袋的質(zhì)量分別為m₁、m₂；

(2)從m中取出質(zhì)量為m′的砝碼放在右邊沙袋中，剩余砝碼都放在左邊沙袋中，發(fā)現(xiàn)m₁下降m₂上升；

(3)用米尺測(cè)出沙袋m₁從靜止下降的距離h，用秒表測(cè)出沙袋m₁下降時(shí)間t，則可知沙袋的加速度大小為a＝________

(4)改變m′，測(cè)量相應(yīng)的加速度a，得到多組m′及a的數(shù)據(jù)，作出________(選填“a～m′” 或“a～”)圖線；

(5)若求得圖線的斜率k＝4 m/kg·s²，截距b＝2 m/s²，沙袋的質(zhì)量m₁＝________kg，m₂＝________kg。

在絕緣粗糙的水平面上相距為6L的A、B兩處分別固定電量不等的正電荷，兩電荷的位置坐標(biāo)如圖（甲）所示，已知B處電荷的電量為+Q。圖（乙）是AB連線之間的電勢(shì)φ與位置x之間的關(guān)系圖像，圖中x=L點(diǎn)為圖線的最低點(diǎn)，x=-2L處的縱坐標(biāo)φ=φ₀，x=0處的縱坐標(biāo)φ=φ₀，x=2L處的縱坐標(biāo)φ=φ₀。若在x=-2L的C點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的帶電物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），物塊隨即向右運(yùn)動(dòng)。  求：

（1）固定在A處的電荷的電量Q_A ； 

（2）為了使小物塊能夠到達(dá)x=2L處，試討論小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ所滿足的條件； 

（3）若小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=，小物塊運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)速度最大？并求最大速度v_m；

（4）試畫出μ取值不同的情況下，物塊在AB之間運(yùn)動(dòng)大致的速度-時(shí)間關(guān)系圖像。