近期《科学》中文版的文章介绍了一种新技术——航天飞缆,航天飞缆是用柔性缆索将两个物体连接起来在太空飞行的系统.飞缆系统在太空飞行中能为自身提供电能和拖曳力,它还能清理“太空垃圾”等.从1967年至1999年的17次试验中,飞缆系统试验已获得部分成功.该系统的工作原理可用物理学的基本定律来解释.
图15
图15为飞缆系统的简化模型示意图,图中两个物体P、Q的质量分别为mP、mQ,柔性金属缆索长为l,外有绝缘层,系统在近地轨道做圆周运动,运动过程中Q距地面高为h.设缆索总保持指向地心,P的速度为vP.已知地球半径为R,地面的重力加速度为g.
(1)飞缆系统在地磁场中运动,地磁场在缆索所在处的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外.设缆索中无电流,问缆索P、Q哪端电势高?此问中可认为缆索各处的速度均近似等于vP,求P、Q两端的电势差;
(2)设缆索的电阻为R1,如果缆索两端物体P、Q通过周围的电离层放电形成电流,相应的电阻为R2,求缆索所受的安培力多大;
(3)求缆索对Q的拉力FQ.
如图所示，某透明液体深1m，一束与水平面成300角的光线照向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为450。试求：
①该液体的折射率；
②进入液面的光线经多长时间可以照到底面。
如图所示，玻璃棱镜ABCD可以看成是由ADE、ABE、BCD三个直角三棱镜组成。一束频率5.3×1014Hz的单色细光束从AD面入射，在棱镜中的折射光线如图中ab所示，ab与AD面的夹角
。已知光在真空中的速度c=3×108m/s，玻璃的折射率n=1.5，求：
（1）这束入射光线的入射角多大？
（2）光在棱镜中的波长是多大？
（3）该束光线第一次从CD面出射时的折射角。
（结果可用三角函数表示）
一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=0时刻的波形如图所示.已知介质中质点P的振动周期为2s，此时P质点所在位置的纵坐标为2cm，横坐标为0.5 m.试求从图示时刻
开始在哪些时刻质点P会出现在波峰？
光滑水平面上存在匀强电场E和匀强磁场B，电场线水平向右，磁感线水平指向纸里。
水平面左端固定着一块竖直挡板，离挡板相距L处放着一个质量为m、带电荷量为-q的小
物块m，如图所示。物块在电场力作用下从静止开始运动，而后相继多次与挡板向碰，物
块每次和挡板碰撞后速度都减为碰前的k倍（k<1），设物块在运动和碰撞过程中电荷量始
终不变，碰撞时间极短。
（1）要使物块运动过程中始终不离开水平面，L应满足什么条件？
（2）从物体开始运动到最后停止运动共需要多少时间？
v0，螺线管的质量为
M。
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