一傳送帶裝置示意如圖，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時(shí)是水平的，經(jīng)過BC區(qū)域時(shí)變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的，AB和CD都與BC相切�，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h。穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L(zhǎng)。每個(gè)箱子在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對(duì)于傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)（忽略經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng)）。已知在一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為N。這裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦。求電動(dòng)機(jī)的平均抽出功率。

曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖。圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc邊中點(diǎn)、與ab邊平行，它的一端有一半徑r₀＝1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖2所示。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線框由N＝800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S＝20cm²，磁極間的磁場(chǎng)可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B＝0.010T，自行車車輪的半徑R₁＝35cm，小齒輪的半徑R₂＝4.cm，大齒輪的半徑R₃＝10.0cm（見圖 2）�，F(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U＝3.2V？（假定摩擦小輪與自行車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)）

為了證實(shí)玻爾關(guān)于原子存在分立能態(tài)的假設(shè)，歷史上曾經(jīng)有過著名的夫蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置的原理示意圖如圖所示.由電子槍A射出的電子，射進(jìn)一個(gè)容器B中，其中有氦氣.電子在O點(diǎn)與氦原子發(fā)生碰撞后，進(jìn)入速度選擇器C，然后進(jìn)入檢測(cè)裝置D.速度選擇器C由兩個(gè)同心的圓弧形電極P₁和P₂組成，當(dāng)兩極間加以電壓U時(shí)，只允許具有確定能量的電子通過，并進(jìn)入檢測(cè)裝置D.由檢測(cè)裝置測(cè)出電子產(chǎn)生的電流I，改變電壓U，同時(shí)測(cè)出I的數(shù)值，即可確定碰撞后進(jìn)入速度選擇器的電子的能量分布.

我們合理簡(jiǎn)化問題，設(shè)電子與原子碰撞前原子是靜止的，原子質(zhì)量比電子質(zhì)量大很多，碰撞后，原子雖然稍微被碰動(dòng)，但忽略這一能量損失，設(shè)原子未動(dòng)（即忽略電子與原子碰撞過程中，原子得到的機(jī)械能）.實(shí)驗(yàn)表明，在一定條件下，有些電子與原子碰撞后沒有動(dòng)能損失,電子只改變運(yùn)動(dòng)方向.有些電子與原子碰撞時(shí)要損失動(dòng)能，所損失的動(dòng)能被原子吸收，使原子自身體系能量增大，

(1)設(shè)速度選擇器兩極間的電壓為U（V）時(shí)，允許通過的電子的動(dòng)能為E_k（eV），導(dǎo)出E_k（eV）與U（V）的函數(shù)關(guān)系（設(shè)通過選擇器的電子的軌道半徑r=20.0 cm，電極P₁和P₂之間隔d=1.00 cm,兩極間場(chǎng)強(qiáng)大小處處相同），要說明為什么有些電子不能進(jìn)入到接收器.

(2)當(dāng)電子槍射出的電子動(dòng)能E_k=50.0 eV時(shí)，改變電壓U（V），測(cè)出電流I（A），得出下圖所示的I—U圖線，圖線表明，當(dāng)電壓U為5.00 V、2.88 V、2.72 V、2.64 V時(shí)，電流出現(xiàn)峰值，定性分析論述I—U圖線的物理意義.

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果求出氦原子三個(gè)激發(fā)態(tài)的能級(jí)E_n（eV），設(shè)其基態(tài)E₁=0.

光滑水平面上放有如圖所示的用絕緣材料料成的“┙”型滑板，（平面部分足夠長(zhǎng)），質(zhì)量為4m，距滑板的A壁為L(zhǎng)₁距離的B處放有一質(zhì)量為m，電量為+q的大小不計(jì)的小物體，物體與板面的摩擦不計(jì)，整個(gè)裝置處于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，初始時(shí)刻，滑板與物體都靜止，試求：

（1）釋放小物體，第一次與滑板A壁碰前物體的速度v₁多大？

（2）若物體與A壁碰后相對(duì)水平面的速度大小為碰前的3/5，則物體在第二次跟A壁碰撞之前瞬時(shí)，滑板的速度v和物體的速度v₂分別為多大？（均指對(duì)地速度）

（3）物體從開始運(yùn)動(dòng)到第二次碰撞前，電場(chǎng)力做功為多大？（碰撞時(shí)間可忽略）

如圖所示，在盛水的圓柱型容器內(nèi)豎直地浮著一塊圓柱型的木塊，木塊的體積為V，高為h，其密度為水密度ρ的二分之一，橫截面積為容器橫截面積的二分之一，在水面靜止時(shí)，水高為2h，現(xiàn)用力緩慢地將木塊壓到容器底部，若水不會(huì)從容器中溢出，求壓力所做的功。

中子星是恒星演化過程的一種可能結(jié)果，它的密度很大�，F(xiàn)有一中子星，觀測(cè)到它的自轉(zhuǎn)周期為T＝1/30s。向該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星體的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計(jì)等時(shí)星體可視為均勻球體。（引力常數(shù)G＝6.67×10^－11m3/kg·s²）

圖24-24 (a)所示的是代號(hào)為“黑鳥SR-71”的戰(zhàn)略偵察機(jī)。該偵察機(jī)以兩倍音速在距離地面高度為L(zhǎng)的高空水平飛行，某人站在地面上A點(diǎn)，當(dāng)偵察機(jī)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)，其正下方恰好是A點(diǎn)，如圖24-24 (b)所示。人最先聽到的轟鳴聲是偵察機(jī)飛到距離A點(diǎn)_________處所發(fā)出的，當(dāng)人聽到該聲音時(shí)，偵察機(jī)離A點(diǎn)的距離為________

如圖24-23 (a)所示，裝有部分水的試管豎直漂浮在容器內(nèi)的水面上，試管內(nèi)水面與容器底部的距離為h，試管壁的厚度不計(jì)，粗細(xì)均勻�，F(xiàn)將某物塊放入試管，物塊漂浮在試管內(nèi)的水面上，試管仍漂浮在容器內(nèi)的水面上，此時(shí)試管內(nèi)水面與容器底部的距離為h’，如圖24-23 (b)所示，則h’________h（選填“>”、 “<”或“=”）。取走該物塊，將另一物塊完全浸沒在該試管水中，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)水面與容器底部的距離恰好又變?yōu)閔，如圖24-23 (c)所示，若試管橫截面積與容器橫截面積之比為1：5，則新放入的物塊密度為_________千克／米³。

在圖24-22 (a)所示的電路中，電源電壓保持不變。將滑動(dòng)變阻器R的滑片P由a端移到b端，電壓表V1V2的示數(shù)與電流表A示數(shù)的變化關(guān)系圖線如圖24-22 (b)所示。根據(jù)圖線可以知道，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為____歐，定值電阻R2的阻值為 ___________歐。

圖24-21 (a)所示的是一把桿秤的示意圖，O是秤桿的懸點(diǎn)，使用該秤最多能稱量5千克的重物。小王用一個(gè)相同的秤砣系在原來的秤砣下面，采用“雙秤砣法”去稱量7千克的重物時(shí)，秤上的示數(shù)為3千克，如圖24-21 (b)所示。那么當(dāng)只掛一個(gè)秤砣時(shí)，該秤零刻度線的位置應(yīng)該在____（選填“O點(diǎn)”、“O點(diǎn)的右側(cè)”或“O點(diǎn)的左側(cè)”）。若采用“雙秤砣法”，則利用該秤最多能稱量____千克的重物。