评分标准:
本题15分。
图13-12
第1到第7题,每段中UAF的数值占1分,正负号占1分;第8段占1分。
二、参考解答:
在制动轮转动的情况下,制动力矩是由制动块B1、B2对制动轮D的滑动摩擦力产生的。
设B1、B2对D的正压力分别为N1和N2,滑动摩擦力的就分别为μN1和μN2,如图13-13所示。
所以
M=μN1·+μN2· ①
再对左、右两杆分别进行受力分析,并列出力
矩平衡方程如下(图13-14),左杆
(h1+h2)T=h1N1+μN1a ②
右杆 h1N2=(h1+h2)T+μN2a ③
②、③两式中T为弹簧的弹力。
对弹簧来说,由胡克定律 图13-13
T=·△L=k(d+2a-L)
①②③④解得 ④
k= ⑤
代入数据得
k≈1.24×104(牛/米) ⑥
评分标准:
本题15分。
①、②、③、④式和占3分,解出⑤式给1分,计算出⑥式再给2分。
若没写⑤式,而由①②③④解得⑥式的,则⑥式给3分。
三、参考解答:
1.当光束垂直入射到一个平面上时,如果
光束被完全反射,且反射光垂直于平面,则光子的动量改变达
最大值:
△k=k-(-k)=2k=2h/λ ①
此时该光束对被照射面的光压为最大。
设单位时间内射到平面
上的光子数为n,光压P的数值就等于这些光子对被照射面积A的
冲量(也就是光子动量的改变量)的总和除以面积A,即
P=· ②
每个光子的能量为hv=hc/λ,这里c为真空中的光速,v为光的频率,因而
n== ③
于是,由
(2)式:
P=·/A==6.67(帕) ④
2.激光所照射到的质量为M那一小部分铁板在熔化过程中所吸收的热量为
Q=(c·△T+Lm)=N·t·80% ⑤
所以,t===0.192秒 ⑥
评分标准:
本题15分。
①式占3分,②式占2分,③式占3分,算出④式得2分,
⑤式占3分算出,⑥式得2分。
四、参考解答:
1.设在温度T=320开时,氢气和氧气的体只分别为V1、V2,压强分别为P1、P2,
已知V1=4V2。
将氢气和氧气都看作理想气体,有
P1·V1=1.5RT ① P2·V2=RT ②
设在温度为T´时,氢气的体积为氧气的体积V2´的3倍,V1´=3V2,用P1´、P2´分别表示此时氢气和氧气的压强,则
有 P1´·V1´=1.5RT´ ③ P2´·V2´=RT´ ④
因为总体积不变,所以
V1+V2=V1´+V2´ ⑤
因为活塞的质量不变,所以
P2-P1=P2´-P1´ ⑥
根据题给数据和以上6式,可解得
T´=500(开) ⑦
评分标准:
本题15分。
①至⑥式各占2分,⑦式占3分。
五、参考解答:
K闭合后的等效电路如图13-15所示。
设A、B板间的电容为C1,电势差为U1。
A、C板间的电容为C2,电势差为U2。
金属板的面积为S,则
C1=εS/4πkd1 ①
C2=εS/4πkd2 ②
而各板表面上的电理分别为如图所示的±Q1和±Q2,于是有
U1=Q1/C1 ③
U2=Q2/C2 ④
而
U1+U2=U0 ⑤
则得
+=U0 ⑥
另外,A板两表面上电量的代数和应等于K闭合前该板上所带的电量,设为Q,即
Q1+(-Q2)=Q ⑦
而Q又可从K闭合前C1的电势差求得:
Q=C1U ⑧
将式⑧代入式⑦,得
Q1-Q2=C1U ⑨
由式⑨与式⑥消去Q1,得
Q2=(U0-U)/(+)
=(U0-U)· ⑩
由于A、C两板间的电场可近似为匀强电场,所以P的点的电场强度EP为:
EP=U2/d2
EP=Q2/C2d2=(U0-U)·
评分标准:
本题20分
①式2分;②式1分;③式1分;④式1分;⑤式5分;⑦式5分;⑧式2分;式2分;式1分。
六、参考解答:
本题可用图示平面内的光线进行分析,并只讨论从右侧观察的情形。
如图13-16所示,由亮点发出的任一光线CP将经过两次折射而从液面射出。
由折射定律,按图上标记的各相关角度,有
sinα=nsinβ
(1)
sinγ=sinδ
其中 δ≤
(2)
γ=-(β+) (3)
注意到,若液内光线入射到液面上时发生全反射,
就没有从液面射出的折射光线。
全以射临界角γc满
足条件
sinγc=
可知光线CP经折射后能从液面射出从而可被观察到的条件为
γ<γc (4)
或 sinγ< (5) 图13-16
现在计算sinγ。
利用(3)式可得
sinγ=cos(β+)=cos