如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为L,长为3d,导轨平面与水平面的夹角为θ,在导轨的中部刷有一段长为d的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为B,方向与导轨平面垂直。质量为m的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为R,其他部分的电阻均不计,重力加速度为g。求:
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数μ;
(2)导体棒匀速运动的速度大小v;
(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热Q。
(13分)如图所示,在沙堆表面放置一长方形木块A,其上面再放一个质量为m=0.10kg的爆竹B,木块的质量为M=6.0kg。当爆竹爆炸时,因反冲作用使木块陷入沙中深度h=5cm,而木块所受的平均阻力为f=80N。若爆竹的火药质量以及空气阻力可忽略不计,g取10m/s2,求爆竹能上升的最大高度。
(15分)如图所示,均匀介质中两波源分别位于x轴上14m处,质点P位于x轴上4m处,时刻两波源同时开始由平衡位置向y轴正方向振动,振动周期均为T=0.1s,传播速度均为v=40m/s,波源的振幅均为A=2cm,则 ①经过多长时间,由波源发出的波到达P点? ②从至0.35s内质点P通过的路程多少?
(15分)一束光以入射角i从a点入射某光学材料上,经过折射和反射后从b点出射。设该光学材料的折射率为n,厚度为d,两片光学材料之间空气层厚度为h。取光在空气中的速度为c,求光从a到b所需的时间t。
(18分)如图所示,U型细玻璃管竖直放置,各部分水银柱的长度分别为L2="25" cm、L3="25" cm、L4="10" cm,A端被封空气柱的长度为L1="60" cm,BC在水平面上。整个装置处在恒温环境中,外界气压P0="75" cmHg。 ①将玻璃管绕C点在纸面内沿顺时针方向缓慢旋转90°至CD管水平,求此时被封空气柱的长度; ②将玻璃管绕B点在纸面内沿逆时针方向缓慢旋转90°至AB管水平,求此时被封空气柱的长度。
(12分)如图所示的p-V图中,一定质量的理想气体由状态A经过ACB过程至状态B,气体对外做功280J,吸收热量410 J;气体又从状态B经BDA过程回到状态A,这一过程中外界对气体做功200 J,求: (1)ACB过程中气体的内能是增加还是减少?变化量是多少? (2)BDA过程中气体是吸热还是放热?吸收或放出的热量是多少?