一半径为R的半圆形玻璃砖,横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r(r<π3)。与玻璃砖的底平面成(π2-r)角度、且与玻璃砖横截面平行的平行光射到玻璃砖的半圆柱面上。经柱面折射后,有部分光(包括与柱面相切的入射光)能直接从玻璃砖底面射出。若忽略经半圆柱内表面反射后射出的光,求底面透光部分的宽度()。
1897年汤姆孙发现电子后,许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907~1916年密立根用带电油滴进行实验,发现油滴所带的电荷量是某一数值e的整数倍,于是称这数值e为基本电荷。如图所示,完全相同的两块金属板正对着水平放置,板间距离为d。当质量为m的微小带电油滴在两板间运动时,所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时,可以观察到油滴坚直向下做匀速运动,通过某一段距离所用时间为;当两板间加电压U(上极板的电势高)时,可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动,且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力,重力加速度为g。(1)判断上述油滴的电性,要求说明理由;(2)求上述油滴所带的电荷量Q;
如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道,两轨道恰好相切。质量为M的小木块静止在O点,一个质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均可以看成质点)。①求子弹射人木块前的速度。②若每当小木块返回到O点或停止在O点时,立即有相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?
如图所示,MN为竖直放置的光屏,光屏的左侧有半径为R、折射率为的透明半球体,O为球心,轴线OA垂直于光屏,O至光屏的距离OA=R。一细束单色光垂直射向半球体的平面,在平面的入射点为B,OB=R求:①光线从透明半球体射出时,出射光线偏离原方向的角度。②光线在光屏形成的光斑到A点的距离。
如图所示,一定质量的气体放在体积为V0的容器中,室温为T0=300K,有一光滑导热活塞 C(不占体积)将容器分成A、B两室,B室的体积是A室的两倍,A室容器上连接有一U形管(U形管内气体的体积忽略不计),两边水银柱高度差为76cm,右室容器中连接有一阀门K,可与大气相通。(外界大气压等于76cm汞柱)求:(1)将阀门K打开后,A室的体积变成多少?(2)打开阀门K后将容器内的气体从300 K加热到540 K,U形管内两边水银面的高度差为多少?
如图所示,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上。在xOy平面内有与y轴平行的匀强电场,在圆心为C半径为R的圆内还有与xOy平面垂直的匀强磁场。在原点O放置一带电微粒发射装置,它发射出具有相同质量m、电荷量q(q>0)和初速度大小为v的带电微粒,速度方向分布在xOy平面第一和第二象限内的各个方向上。重力加速度大小为g。已知从O点沿y轴正方向竖直向上发射的带电微粒射出磁场区域后一直平行于x轴作直线运动打到PN荧光屏上,PN荧光屏垂直x轴,PN屏的长度大于2R。(1)求电场强度和磁感应强度的大小和方向。(2)求PN屏上光斑长度(3)若撤除匀强磁场,且保持匀强电场的大小不变,方向改为水平向右。调节初速度v的大小,使得从O点沿与x轴正方向成450方向发射的粒子落到圆周上D点(图中未画出)时的速度比沿其他方向发射的粒子落到圆周上其他各点的速度都要大。求初速度v的大小?当粒子恰好落到圆周上D点时,是否还有其它粒子同时落到圆周上。若有,求出其它粒子在圆周上的落点到D点的距离;若没有,说明理由。