如图所示,甲为操作上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端悬空,为了研究学生沿杆下滑的情况,在杆的顶部装有一拉力传感器,可显示杆的顶端所受拉力的大小,现有一学生手握滑杆,从杆的上端由静止开始下滑,下滑5s后这个学生的下滑速度为零,并用手紧握住滑杆保持静止不动,以这个学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的力随时间变化的情况如图乙所示。g=10m/s2,求:该学生下滑过程中的最大速度;5s内该学生下滑的距离。
一半径为 R 的 1/4 球体放置在水平面上,球体由折射率为 3 的透明材料制成。现有一束位于过球心 O 的竖直平面内的光线,平行于桌面射到球体表面上,折射入球体后再从竖直表面射出,如图所示。已知入射光线与桌面的距离为 3 R 2 。求出射角。
1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为 R ,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直。 A 处粒子源产生的粒子,质量为 m 、电荷量为 +q ,在加速器中被加速,加速电压为 U 。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
(1) 求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比;
(2) 求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间 t ;
(3) 实际使用中,磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制。若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为 B m 、 f m ,试讨论粒子能获得的最大动能 E ㎞ 。
"探究加速度与物体质量、物体受力的关系"的实验装置如图甲所示. (1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图乙所示。计时器打点的时间间隔为0.02 s .从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。该小车的加速度 a = m/s2 .(结果保留两位有效数字)
(2)平衡摩擦力后,将5个相同的砝码都放在小车上.挂上砝码盘,然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中,测量小车的加速度。小车的加速度 a 与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如下表
请根据实验数据作出 a-F 的关系图像
(3)根据提供的试验数据作出的 a-F 图线不通过原点,请说明主要原因。
一气象探测气球,在充有压强为 1.00atm (即 76.0cmHg )、温度为 27.0℃ 的氦气时,体积为 3.50m3 。在上升至海拔 6.50km 高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压 36.0cmGg ,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热,保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为 -48.0℃ 。求: (1)氦气在停止加热前的体积;
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
如图, ABCD 是边长为 a 的正方形。质量为 m 、电荷量为 e 的电子以大小为 v 0 的初速度沿纸面垂直于 BC 边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从 BC 边上的任意点入射,都只能从 A 点射出磁场。不计重力,求:
(1)次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小;
(2)此匀强磁场区域的最小面积。