如图所示,平行玻璃板的厚度d=4cm,光线AB以入射角i=60°从空气射到平行玻璃板的上表面,经两次折射后从玻璃板的下表面射出。已知玻璃的折射率n=。求出射光线CD相对于入射光线AB偏离的距离。
被称为“光纤之父”的华裔物理学家高锟,由于在光纤传输信息研究方面做出了巨大贡献,与两位美国科学家共获2009年诺贝尔物理学奖.光纤由内芯和外套两层组成.某光纤内芯的折射率为,外套的折射率为,其剖面如图所示.在该光纤内芯和外套分界面上发生全反射的临界角为600,为保证从该光纤一端入射的光信号都不会通过外套“泄漏”出去,求内芯的折射率的最小值.
如图所示,用一重量为500N的活塞在气缸内封闭一定质量理想气体,活塞与气缸壁间摩擦忽略不计,开始时活塞距气缸底高度h1="0.50" m。给气缸加热,活塞缓慢上升到距离气缸底h2 ="0.80" m处,同时缸内气体吸收Q ="450" J的热量。已知活塞横截面积S = 5.0×10-3 m2,大气压强p0 =1.0×105 Pa。求:①缸内气体对活塞所做的功W;②此过程中缸内气体增加的内能ΔU。
内壁光滑的导热气缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭压强为1.0×105 Pa、体积为2.0×10-3 m3的理想气体.现在活塞上方缓缓倒上沙子,使封闭气体的体积变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为127 ℃.(大气压强为1.0×105 Pa)①求汽缸内气体的最终体积(保留三位有效数字);②在右图所示的p-V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化.
(18分)玩具小车连同固定在小车上的水平皮带运输机总质量M=2kg,静止在光滑水平面上;皮带顺时针转动,相对小车的速度保持为=3m/s;可视为质点的带正电小物块质量m=1kg,电荷量q=0.01C,以水平初速=9m/s从皮带左端滑上皮带;皮带与小物块间动摩擦因数=0.8,设整个装置绝缘,小物块在运动过程中q保持不变,g取10m/s2。(1)若皮带足够长,求小物块刚滑上传送带时,物块、小车的加速度大小?小车最终能达到最大速度?(2)小车右侧足够远处有一内壁光滑、绝缘的竖直圆形轨道,其半径R="0.25m" 。轨道最下端C点与AB等高,C点处有一小缺口,可以让绝缘小物块射入圆形轨道内。小物块以=5m/s的速度从C处的小缺口冲入圆轨道,在其冲入瞬间,轨道所在空间立即施加一竖直方向的匀强电场。若要使小物块不脱离圆轨道,则匀强电场的大小与方向应满足什么条件?
(18分) 在直角坐标系第一象限与第三象限分布有如图所示的匀强磁场和匀强电场,电场强度为E、磁感应强度为;现在第三象限中从P点以初速度沿x轴方向发射质量为,带的离子,离子经电场后恰从坐标原点O射入磁场。(1)已知P点的纵坐标为,试求P点的横坐标x;(2)若离子经O点射入磁场时的速度为2,试求离子在磁场中运动的时间及磁场出射点距O点的距离d。