(17分)如图所示,在xoy平面上,直线OM与x轴正方向夹角为45o,直线OM左侧存在平行y轴的匀强电场,方向沿y轴负方向。直线OM右侧存在垂直xoy平面向里的磁感应强度为B的匀强磁场。一带电量为q,质量为m带正电的粒子(忽略重力)从原点O沿x轴正方向以速度vo射入磁场。此后,粒子穿过磁场与电场的边界三次,恰好从电场中回到原点O。(粒子通过边界时,其运动不受边界的影响)求: (1)粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径;(2)匀强电场的强度;(3)粒子从O点射出至回到O点的时间。
如图所示,水平桌面固定着光滑斜槽,光滑斜槽的末端和一水平木板平滑连接,设物块通过衔接处时速率没有改变.质量m1=0.40 kg的物块A从斜槽上端距水平木板高度h=0.80 m处下滑,并与放在水平木板左端的质量m2=0.20 kg的物块B相碰,相碰后物块B滑行x=4.0 m到木板的C点停止运动,物块A滑到木板的D点停止运动.已知物块B与木板间的动摩擦因数μ=0.20,重力加速度g=10 m/s2,求: ①物块A沿斜槽滑下与物块B碰撞前瞬间的速度大小; ②滑动摩擦力对物块B做的功; ③物块A与物块B碰撞过程中损失的机械能.
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.
气缸长为L=1 m(气缸厚度可忽略不计),固定在水平面上,气缸中有横截面积为S=100 cm2的光滑活塞封闭了一定质量的理想气体,已知当温度为t=27 ℃、大气压强为p0=1×105 Pa时,气柱长为L0=0.4 m.现用水平拉力向右缓慢拉动活塞,求: ①若拉动活塞过程中温度保持为27 ℃,活塞到达缸口时缸内气体压强; ②若活塞到达缸口时拉力大小为500 N,求此时缸内气体温度为多少摄氏度.
如图所示,斜面倾角为θ,在斜面底端垂直斜面固定一挡板,轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为M=1.0 kg的木板与轻弹簧接触但不拴接,弹簧与斜面平行且为原长,在木板右上端放一质量为m=2. 0 kg的小金属块,金属块与木板间的动摩擦因数为μ1=0.75,木板与斜面粗糙部分间的动摩擦因数为μ2=0.25,系统处于静止状态.小金属块突然获得一个大小为v1=5.3 m/s、方向平行斜面向下的速度,沿木板向下运动.当弹簧被压缩x=0.5 m到P点时,金属块与木板刚好达到相对静止,且此后运动过程中,两者一直没有发生相对运动.设金属块从开始运动到与木块达到相同速度共用时间t=0.75 s,之后木板压缩弹簧至最短,然后木板向上运动,弹簧弹开木板,弹簧始终处于弹性限度内,已知sin θ=0.28、cos θ=0.96,g取10 m/s2,结果保留二位有效数字. (1)求木板开始运动瞬间的加速度; (2)求弹簧被压缩到P点时的弹性势能是多少? (3)假设木板在由P点压缩弹簧到弹回到P点过程中不受斜面摩擦力作用,木板离开弹簧后沿斜面向上滑行的距离?
如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值.静止的带电粒子带电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值时,粒子恰垂直打在CD板上,求: (1)两板间电压的最大值Um; (2)CD板上可能被粒子打中区域的长度s; (3)粒子在磁场中运动的最长时间tm.