如图所示,竖直放置的气缸,活塞横截面积为S=0.01m2,可在气缸内无摩擦滑动。气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通,气缸内封闭了一段高为80cm的气柱(U形管内的气体体积不计)。此时缸内气体温度为7℃,U形管内水银面高度差h1=5cm。已知大气压强p0=1.0×105Pa,水银的密度kg/m3,重力加速度g取10m/s2。①求活塞的质量m;②若对气缸缓慢加热的同时,在活塞上缓慢添加沙粒,可保持活塞的高度不变。当缸内气体温度升高到37℃时,求U形管内水银面的高度差为多少?
如图所示,在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥,顶角∠AOB=120°,顶点O与桌面的距离为4a,圆锥的底面半径R=a,圆锥轴线与桌面垂直,有一半径为R的圆柱形平行光垂直入射到圆锥的底面上,光束的中心轴与圆锥的轴重合.已知玻璃的折射率n=,求光束在桌面上形成的光斑的面积.
如图所示,一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再由状态B变化到状态C.已知状态A的温度为300 K.(1)求气体在状态B的温度.(2)由状态B变化到状态C的过程中,气体是吸热还是放热?简要说明理由.
如图甲所示,竖直面MN的左侧空间中存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)。一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电小球,以水平初速度v0沿PQ向右做直线运动。若小球刚经过D点时(t=0),在电场所在空间叠加如图乙所示随时间周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场,使得小球再次通过D点时与PQ连线成600角。已知D.Q间的距离为(+1)L,t0小于小球在磁场中做圆周运动的周期,忽略磁场变化造成的影响,重力加速度为g。求:(1)电场强度E的大小;(2)t0与t1的比值;(3)小球过D点后将做周期性运动。则当小球运动的周期最大时,求出此时的磁感应强度B0及运动的最大周期Tm的大小,并在图中画出此情形下小球运动一个周期的轨迹。
如图所示,一平面框架与水平面成37°角,宽L=0.4m,上、下两端各有一个电阻R0=1Ω,框架的其他部分电阻不计,框架足够长.垂直于框平面的方向存在向上的匀强磁场,磁感应强度B=2T。ab为金属杆,其长度为L=0.4m,质量m=0.8kg,电阻r=0.5Ω,金属杆与框架的动摩擦因数μ=0.5。金属杆由静止开始下滑,直到速度达到最大的过程中,金属杆克服磁场力所做的功为W=1.5J。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8;g取10m/s2.求:(1)ab杆达到的最大速度v.(2)ab杆从开始到速度最大的过程中沿斜面下滑的距离.(3)在该过程中通过ab的电荷量.
如图所示,平行四边形CDEF的DE边的长度是CD边的长度的2倍,CD的长度为d,且CD边与对角线DF垂直,垂直平行四边形平面的匀强磁场仅分布在平行四边形CDEF内部,CF边界以上的足够大区域内有如图所示的匀强电场。一束比荷为k的正粒子以相同速率v从D点沿DE方向射入磁场,不计粒子之间的作用和粒子的重力。假设粒子都能从CF边上射出磁场,试求:(1)匀强磁场的磁感应强度范围;(2)要使带电粒子离开磁场的速度方向恰好与CF垂直,求此时的磁感应强度;(3)若满足条件(2)的粒子在电场中的运动轨迹与DF延长线的交点到F点的距离为3d,求匀强电场的电场强度E0。