25.(20分)如图所示,在真空中,半径为R=5L0的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离为d=6L0,板长为L=12L0,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。给M、N板加上电压U0(t=0时M板电势高于N板),其变化情况如下图所示。有一电荷量为q、质量为m的带电的粒子,从M、N板右侧沿板的中心线,在t=0时刻以速率v向左射入M、N之间,粒子在M、N板的左侧刚好以平行于M、N板的速度射出。若粒子经磁场后又能平行于M、N极板返回电场,而电场变化的周期T未知,求磁场磁感应强度B相应必须满足的条件。(不计粒子重力)
24.(18分)如图所示,在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,物体A和小车B正沿着斜面上滑,A的质量为mA=0.50kg,B的质量为mB=0.25kg,A始终受到沿斜面向上的恒定推力F的作用。当A追上B时,A的速度为vA=1.8m/s,方向沿斜面向上,B的速度恰好为零,A、B相碰,相互作用时间极短,相互作用力很大,碰撞后的瞬间,A的速度变为v1=0.6m/s,方向沿斜面向上。再经T=0.6s,A的速度大小变为v2=1.8m/s,在这一段时间内A、B没有再次相碰。已知A与斜面间的动摩擦因数μ=0.15,B与斜面间的摩擦力不计,已知:sin37°=0.6,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)A、B第一次碰撞后B的速度;
(2)恒定推力F的大小。
23.(16分)导弹和反导弹是当今战场上最常用的“空中攻击”和“反空中攻击”的武器。如图所示,在伊拉克战争中,美军为摧毁巴格达城中B处的一军事目标,采取了一次军事行动;一架轰炸机在A处正上方距离地面H高处以水平速度发射一枚导弹,原来在AB连线上的C处,驻防有伊拉克国防卫队,若国防卫队的雷达系统,在轰炸机发射导弹的同一时刻即可发射反导弹以攻击导弹进行拦截,假设导弹和反导弹发射后都只受到重力,不计一切空气阻力,有AC=s1,AB=s2;若在C处发射的反导弹要在C点正上方将导弹拦截成功,则反导弹发射的速度V应为多大?方向如何?
②滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为 J,重力势能的减少量为 J。
①滑块通过光电门1时的速度v1 = m/s,通过光电门2时的速度v2= m/s;
下图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30°,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10―2s、2.00×10―2s。已知滑块质量为2.00kg,滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm,光电门1和2之间的距离为5.40m,g=9.80m/s2,取滑块经过光电门时的平均速率为其即时速度。
在正确操作的情况下:
①若选择开关的位置如灰箭头所示,则测量的物理量是 ,测量结果为 。
②若选择开关的位置如白箭头所示,则测量的物理量是 ,测量结果为 。
③若选择开关的位置如黑箭头所示,则测量的物理量是 ,测量结果为 。
(2)(12分)与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用图所示装置验证机械能守恒定律。