如图为一种质谱仪工作原理示意图.在以O为圆心,OH为对称轴,夹角为2α的扇形区域内分布着方向垂直于纸面的匀强磁场.对称于OH轴的C和D分别是离子发射点和收集点.CM垂直磁场左边界于M,且OM=d.现有一正离子束以小发散角(纸面内)从C射出,这些离子在CM方向上的分速度均为v0.若该离子束中比荷为qm的离子都能汇聚到D,试求:
(1)磁感应强度的大小和方向(提示:可考虑沿CM方向运动的离子为研究对象);
(2)离子沿与CM成θ角的直线CN进入磁场,其轨道半径和在磁场中的运动时间;
(3)线段CM的长度.
某游乐园入口旁有一喷泉, 喷出的水柱将一质量为 M 的卡通玩具稳定地悬停在 空中。为计算方便起见,假设水柱从横截面积为 S 的喷口持续以速度 v0 竖直向上喷出; 玩具 底部为平板(面积略大于 S ); 水柱冲击到玩具底板后, 在竖直方向水的速度变为零, 在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为 ρ , 重力加速度大小为 g 。 求
(i) 喷泉单位时间内喷出的水的质量;
(ii)玩具在空中悬停时, 其底面相对于喷口的高度。
[物理——选修 3-3]
在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强, 两压强差 Δ p 与气泡半径
r 之间的关系为 Δ p = 2 σ r , 其中 σ = 0 . 070 N / m 。现让水下 10 m 处一半径为 0 . 50 cm 的气泡缓慢上升,已知大气压强 p 0 = 1 . 0 × 10 5 Pa , 水的密度 ρ = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3 , 重力加速度大小 g = 10 m / s 2 。
(i) 求在水下 10 m 处气泡内外的压强差;
(ii)忽略水温随水深的变化, 在气泡上升到十分接近水面时, 求气泡的半径与其原来半径之 比的近似值。
如图, 两固定的绝缘斜面倾角均为 θ , 上沿相连。两细金属棒 ab (仅标出 a 端 ) 和 cd (仅标出 c 端)长度均为 L , 质量分别为 2 m 和 m ; 用两根不可伸长的柔软导线将它们连 成闭合回路 abdca, 并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上, 使两金属棒 水平。右斜面上存在匀强磁场, 磁感应强度大小为 B , 方向垂直于斜面向上,已知两根导线刚 好不在磁场中, 回路电阻为 R , 两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为 μ , 重力加速度大小为 g , 已知金属棒 ab 匀速下滑。
求:(1)作用在金属棒 ab 上的安培力的大小;
(2) 金属棒运动速度的大小。
用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路,C、D两个大头针确定出射光路, O 和 O ' 分别是入射点和出射点。如图(a)所示。测得玻璃砖厚度为 h = 15 . 0 mm ;A到过 O 点的法线 OM 的距离 AM = 10 . 0 mm , M 到玻璃砖的距离 MO = 20 . 0 mm , O ' 到 OM 的距离为 s = 5 . 0 mm 。
(ⅰ)求玻璃砖的折射率;
(ⅱ)用另一块材料相同,但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验,玻璃砖的截面如图(b)所示。光从上表面入射,入射角从 0 逐渐增大,达到 45 ° 时,玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。
图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过 0 . 3 s 后,其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期 T 大于 0 . 3 s 。若波是沿 x 轴正方向传播的,则该波的速度大小为 m / s ,周期为 s ;若波是沿 x 轴负方向传播的,该波的周期为 s 。