一个半圆形玻璃砖,某横截面半径为R的半圆,AB为半圆的直径。O为圆心,如图所示,玻璃的折射率为n=2
(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在AB上的最大宽度为多少? (ii)一细束光线在O点左侧与O相距处垂直于AB从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。
英国物理学家麦克斯韦认为,变化磁场会在空间激发感生电场,感生电场对自由电荷做功产生感生电动势。如图甲所示,方向竖直向下的磁场磁感应强度均匀增加,磁感应强度B随时间t的变化规律为B=kt(k为常数),这时产生感生电场的电场线是一系列逆时针方向以0为圆心的同心圆,且同一条电场线上各点的场强大小相等。(1)在垂直磁场的平面内放一半径为r的导体环,求导体环中产生的感生电动势e;(2)若在垂直磁场的平面内固定一半径为:的光滑绝缘细管,管内有一质量为m、带电量为+q的轻质小球,如图乙所示,使磁感应强度由零开始增大同时小球在感生电场的作用下,从静止开始运动,已知在半径为r的细管内二周产生的感生电动势e与该处感生电场电场强度E的关系为e=E·2πr,求当磁感应强度增大到B0时,细管对小球的弹力。(设小球在运动过程中电荷量保持不变,对原磁场的影响可忽略,不计小球重力。)
在游乐场,有一种大型游乐设施跳楼机,如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,提升到离地最大高度64m处,然后由静止释放,开始下落过程可认为自由落体运动,然后受到一恒定阻力而做匀减速运动,且下落到离地面4m高处速度恰好减为零。已知游客和座椅总质量为1500kg,下落过程中最大速度为20m/s,重力加速度g=10m/s2。求:(1)游客下落过程的总时间;(2)恒定阻力的大小。
(9分)某些建筑材料可产生放射性气体——氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康。原来静止的氡核(Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量为E0=0.09 MeV的光子。已知放出的α粒子动能为Eα=5.55 MeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1 u =931.5 MeV/ c2 。①写出衰变的核反应方程;②衰变过程中总的质量亏损为多少?(保留三位有效数字)。
有一顶角为直角的玻璃砖,放在空气中,一光束斜射入玻璃砖的一个侧面,如图所示,然后投射到它的另一个侧面。若该玻璃砖全反射临界角为42°,问:①这束光线能否从另一侧面射出?②若光线能从侧面射出,玻璃砖折射率应满足何条件?
如图所示,“13”形状的各处连通且粗细相同的细玻璃管竖直放置在水平地面上,只有竖直玻璃管FG中的顶端G开口,并与大气相通,水银面刚好与顶端G平齐。AB =" CD" = L,BD =" DE" =,FG =。管内用水银封闭有两部分理想气体,气体1长度为L,气体2长度为L/2,L = 76cm。已知大气压强P0 = 76cmHg,环境温度始终为t0 = 27℃,现在仅对气体1缓慢加热,直到使BD管中的水银恰好降到D点,求此时(计算结果保留三位有效数字)① 气体2的压强P2为多少厘米汞柱?② 气体1的温度需加热到多少摄氏度?