如图12所示,在竖直平面内有一圆形绝缘轨道,半径R=1m,处于垂直于轨道平面向里的匀强磁场中,一质量为,带电量为的小球,可在内壁滑动。现在最低点处给小球一个水平初速度v0,使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动,图13甲是小球在竖直平面内的速率v随时间变化的情况,图13乙是小球所受轨道的弹力F随时间变化的情况,已知小球能有两次到达圆形轨道的最高点。结合图象和数据(g="10" m/s2),求:(1)磁感应强度的大小;(2)小球从开始运动至图甲中速度为2m/s的过程中,摩擦力对小球做的功。
[物理3—3] 如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m,横截面积为S,与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体,当气体吸收热量Q时,活塞上升上h,此时气体的温为T1。已知大气压强为p0,重力加速度为g,不计活塞与气缸的摩擦,求: (1)气体的压强。 (2)加热过程中气体的内能增加量。 (3)现停止对气体加热,同时在活塞上缓慢添加砂粒,当添加砂粒的质量为m0时,活塞恰好回到原来的位置,求此时气体的温度。
如图甲所示,在直角坐标系y轴右侧虚线区域内,分布着场强的匀强电场,方向竖直向上;在y轴左侧虚线区域内,分布着、方向垂直纸面且随时间作周期性变化的磁场,如图乙所示(以垂直纸面向外为正)。虚线所在位置的横坐标在图中已标出。T=0时刻,一质量m=1.6×10—27kg,电荷量的带电粒子(不计重力),从点处以的速度平行于x轴向右射入磁场。(磁场改变方向的瞬间,粒子速度不变) (1)求磁场方向第一次改变时,粒子所处位置的坐标。 (2)在图甲中画出粒子从射入磁场到射出电场过程中运动的轨迹。 (3)求粒子射出电场时的动能。
[物理3—5] (1)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用铜和半衰期为100年的放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63(Ni)发生一次β衰变成铜(Cu),同时释放电子给铜片,把镍63(Ni)和铜片做电池两极,镍63(Ni)的衰变方程为,16g镍63经过400年还有g尚未衰变。 (2)一静止的质量为M的镍核63(Ni)发生β衰变,放出一个速度为v0,质量为m的β粒子和一个反冲铜核,若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为β粒子和铜核的动能。求此衰变过程中的质量亏损(亏损的质量在与粒子质量相比可忽略不计)。
[物理3—4] 如图所示,一束截面为圆形半径为R的平行单色光,垂直射向一玻璃半球的平面,经折射后在屏幕S上形成一个圆形亮区,已知玻璃半球的半径为R,屏幕S到球心的距离为d(d>3R),不考虑光的干涉和衍射,玻璃对该光的折射率为n,求屏幕上被照亮区域的半径。
如图所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板,B的右端距挡板s=4m。现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度vb=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B 间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失。 求:(1) B与竖直挡板碰撞前A在B上移动的位移。 (2)若要使A最终不脱离B ,则木板B的长度至少多长?