(12分)如图所示,AB、CD两金属板间形成一匀强电场(板的边缘电场不考虑),板长为L,电场强度为E。一质量为m,电荷量为+q的粒子(不计重力)沿两板的中间线OO′从AC中点O处以初速度v0射入匀强电场,粒子恰好能从极板边缘上的D点射出匀强电场。求:(1)小球在匀强电场中的运动时间;(2)两板间距离d;(3)若要使粒子打在CD板的正中央P点,现调节粒子的入射速度大小变为v′,方向不变, v′与v0的比值为多少?
(18分)如图所示,竖直平面内有无限长、不计电阻的两组平行光滑金属导轨,宽度均为L=0.5m,上方连接一个阻值R=1Ω的定值电阻,虚线下方的区域内存在磁感应强度B=2T的匀强磁场.完全相同的两根金属杆1和2靠在导轨上,金属杆与导轨等宽且与导轨接触良好,电阻均为r=0.5Ω.将金属杆1固定在磁场的上边缘(仍在此磁场内),金属杆2从磁场边界上方h0=0.8m处由静止释放,进入磁场后恰作匀速运动.(g取10m/s2)求:(1)金属杆的质量m为多大?(2)若金属杆2从磁场边界上方h1=0.2m处由静止释放,进入磁场经过一段时间后开始匀速运动.在此过程中整个回路产生了1.4J的电热,则此过程中流过电阻R的电量q为多少?(3)金属杆2仍然从离开磁场边界h1=0.2m处由静止释放,在金属杆2进入磁场的同时由静止释放金属杆1,两金属杆运动了一段时间后均达到稳定状态,试求两根金属杆各自的最大速度.(已知两个电动势分别为E1、E2不同的电源串联时,电路中总的电动势E=E1+E2.)
(14分)如图所示,质量m的小物块从高为h的坡面顶端由静止释放,滑到粗糙的水平台上,滑行距离L后,以v =" 1" m/s的速度从边缘O点水平抛出,击中平台右下侧挡板上的P点.以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系,挡板形状满足方程 (单位:m),小物块质量m =" 0.4" kg,坡面高度h =" 0.4" m,小物块从坡面上滑下时克服摩擦力做功1 J,小物块与平台表面间的动摩擦因数μ = 0.1,g =" 10" m/s2.求(1)小物块在水平台上滑行的距离L ;(2)P点的坐标.
质量为m = 1kg的小木块(可看在质点),放在质量为M = 5kg的长木板的左端,如图所示.长木板放在光滑水平桌面上.小木块与长木板间的动摩擦因数μ= 0.1,长木板的长度L= 2.5m.系统处于静止状态.现为使小木块从长木板右端脱离出来,给小木块一个水平向右的瞬时冲量I,则冲量I至少是多大?(g取10m/s2)
(9分)如图所示是一列简谐横波在某时刻的波动图象,从该时刻开始,此波中d质点第一次到达波谷的时间比e质点第一次到达波谷的时间早0.10 s.若b质点的平衡位置为x=m,求至少经过多长时间b质点经过平衡位置且向下运动以及b质点在这段时间内经过的路程.
一圆柱形气缸,质量M为10 kg,总长度L为40 cm,内有一活塞,质量m为5 kg,截面积S为50 cm2,活塞与气缸壁间摩擦可忽略,但不漏气(不计气缸壁与活塞厚度),当外界大气压强p0为1´105 Pa,温度t0为7°C时,如果用绳子系住活塞将气缸悬挂起来,如图所示,气缸内气体柱的高L1为35 cm, g取10 m/s2.求: ①此时气缸内气体的压强; ②当温度升高到多少摄氏度时,活塞与气缸将分离.