如图所示,在x-o-y坐标系中,以(r,0)为圆心,r为半径的圆形区域内存在匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。在y>r的足够大的区域内 ,存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。从O点以相同速率向不同方向发射质子,质子的运动轨迹均在纸面内,且质子在磁场中运动的轨迹半径也为r。已知质子的电荷量为q,质量为m,不计质子所受重与及质子间相互作用力的影响。求质子射入磁场时速度的大小:若质子沿x轴正方向射入磁场,求质子从O点进入磁场到第二次离开磁场经历的时间。
模块3-4试题 (1)2009年诺贝尔物理奖获得者高锟被称为光导纤维之父。光纤由折射率为n1的内芯和折射率为n2的包层构成,则n1n2(填>,<或=)。若光导纤维长度为L,光以入射角射到内芯与包层的界面上,如图12所示,已知光在真空中传播的速度为c,则光在内芯中传播的速度为 ,光信号从光导纤维的一端传播到另一端所需时间为。 (2)如图13所示,甲乙两船相距40m,一列水波在水面上从左向右传播,当某时刻甲船位于波峰时乙船恰位于波谷,且峰、谷间的高度差为0.4m。若波速为4m/s,通过计算回答:① 9s后甲处于上升还是下降状态?② 9s内甲上下运动了多少路程?
模块3-3试题 (1)下列说法正确的是 A.热量不能由低温物体传递到高温物体 B.外界对物体做功,物体的内能可能减少 C.第二类永动机不可能制成,并不是因为它违反了能量守恒定律 D.气体总是很容易充满容器,这是分子间存在斥力的宏观表现 E.布朗运动就是液体分子的热运动 F.晶体在物理性质上体现为各向异性的微观机制是其分子的规则排列 (2)一个水平放置的气缸,由两个截面积不同的圆筒联接而成。活塞A、B用一长为4L的刚性细杆连接,L=0.5m,它们可以在筒内无摩擦地左右滑动。A、B的截面积分别为SA=40cm2,SB=20cm2,A、B之间封闭着一定质量的理想气体,两活塞外侧(A的左方和B的右方)是压强为P0=1.0×105Pa的大气。当气缸内气体温度为T1=525K时两活塞静止于如图11所示的位置, ①现使气缸内气体的温度缓慢下降,当温度降为多少时活塞A恰好移到两圆筒联接处? ②若在此变化过程中气体共向外放热500J,求气体的内能变化了多少?
如图10所示,在坐标系xoy平面的x>0区域内,有电场强度E=2×105N/C,方向沿y轴负向的匀强电场和磁感应强度B=0.20 T,方向与xoy平面垂直向里的匀强磁场。在y轴上有一足够长的荧光屏MN,在x轴上的P(10,0)点处有一粒子发射枪连续不断的发射大量质量m=6.4×10-27kg,电量q=3.2×10-19C的带正电粒子,其向x轴方向发射的粒子恰能沿x轴做匀速直线运动。若撤去电场,并使粒子发射枪以P为轴在xoy平面内以角速度ω=2πrad/s逆时针转动(整个装置都处在真空中),求: (1)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径; (2)荧光屏上闪光点的范围; (3)荧光屏上闪光点从最高点移动到最低点所用的时间。
如图甲所示,一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道,与斜面相切于B处,圆弧轨道的最高点为M,斜面倾角θ=370,t=0时刻有一物块沿斜面上滑,其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示。若物块恰能到达M点,(取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8),求: (1)物块经过B点时的速度; (2)物块与斜面间的动摩擦因数; (3)AB间的距离。
(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问: (1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何? (2)金属棒经过多长时间落到地面? (3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?