)(一足够高的内壁光滑的导热汽缸竖直地浸放在盛有冰水混合物的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示。开始时气体的体积为2.0×10-3 m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,最后活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半,然后将汽缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为136.5℃。(大气压强为1.0×105Pa)①求汽缸内气体最终的体积;②在-V图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化(谓用箭头在图线上标出状态变化的方向)·
(14分)如图,在倾角θ=53°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度l=3m的薄平板AB。平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为L=9m。在平板的上端A处放一质量m=1kg的小滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速释放。设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,不考虑滑块由平板落到斜面的速度变化。求:(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2) (1)滑块离开平板时的速度大小; (2)滑块从离开平板到到达斜面底端C经历的时间; (3)滑块到达C处时,平板的B端与C的距离。
(12分)如图所示,在无限长的竖直边界AC和DE间,上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场,上部分区域的磁感应强度大小为B0,OF为上、下磁场的水平分界线。质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于A C边界射入上方区域,经OF上的Q点第一次进入下方区域,Q与O点的距离为3a。不考虑粒子重力 (1)求粒子射入时的速度大小; (2)要使粒子不从AC边界飞出,求下方区域的磁感应强度应满足的条件; (3)若下方区域的磁感应强度B=3B0,粒子最终垂直DE边界飞出,求边界DE与AC 间距离的可能值。
(10分)如图所示,倾角θ=30°、宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=IT、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一根质量m=0.2kg,电阻R=l的金属棒ab垂直于导轨放置。现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在棒上,使棒由静止开始沿导轨向上运动,运动中ab棒始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求: (1)若牵引力的功率P恒为56W,则ab棒运动的最终速度为多大? (2)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力,从撤去牵引力到ab棒的速度为零,通过ab棒的电量q=0.5C,则撤去牵引力后ab棒向上滑动的距离多大?
(8分)如图,光滑半圆弧轨道半径为r,OA为水平半径,BC为竖直直径。水平轨道CM与C点相切,轨道上有一轻弹簧,一端固定在竖直墙上,另一端恰位于轨道的末端C点(此时弹簧处于自然状态)。一质量为m的小物块自A处以竖直向下的初速度v0=滑下,到C点后压缩弹簧进入水平轨道,被弹簧反弹后恰能通过B点。重力加速度为g,求: (1)物块通过B点时的速度大小; (2)物块离开弹簧刚进入半圆轨道C点时对轨道的压力大小; (3)弹簧的最大弹性势能。
如图所示,一带电荷量为、质最为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止。已知重力加速度为g,。 (1)求水平向右匀强电场的电场强度大小; (2)若将电场强度减小为原来的,求电场强度变化后物块沿斜面下滑距离L时的动能。