在一柱形区域内有匀强电场,柱的横截面是以 O 为圆心,半径为 R 的圆, AB 为圆的直径,如图所示。质量为 m ,电荷量为 q ( q > 0 ) 的带电粒子在纸面内自 A 点先后以不同的速度进入电场,速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子,自圆周上的 C 点以速率 v 0 穿出电场, AC 与 AB 的夹角 θ = 60 ° .运动中粒子仅受电场力作用。
(1)求电场强度的大小;
(2)为使粒子穿过电场后的动能增量最大,该粒子进入电场时的速度应为多大?
(3)为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为 m v 0 ,该粒子进入电场时的速度应为多大?
如图,一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体,一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动,移动范围被限制在卡销 a、b 之间,b与汽缸底部的距离 bc ̅ =10 ab ̅ ,活塞的面积为 1.0× 10 - 2 m 2 。初始时,活塞在卡销 a 处,汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同,分别为 1.0× 10 5 Pa 和 300K 。在活塞上施加竖直向下的外力,逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销 b 处(过程中气体温度视为不变),外力增加到 200N 并保持不变。
(1)求外力增加到 200N 时,卡销 b 对活塞支持力的大小;
(2)再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高,求当活塞刚好能离开卡销 b 时气体的温度。
如图,金属导轨平行且水平放置,导轨间距为 L ,导轨光滑无摩擦。定值电阻大小为 R ,其余电阻忽略不计,电容大小为 C 。在运动过程中,金属棒始终与导轨保持垂直。整个装置处于竖直方向且磁感应强度为 B 的匀强磁场中。
(1)开关 S 闭合时,对金属棒施加以水平向右的恒力,金属棒能达到的最大速度为 v 0 。当外力功率为定值电阻功率的两倍时,求金属棒速度 v 的大小。
(2)当金属棒速度为 v 时,断开开关 S ,改变水平外力并使金属棒匀速运动。当外力功率为定值电阻功率的两倍时,求电容器两端的电压以及从开关断开到此刻外力所做的功。
为抢救病人,一辆救护车紧急出发,鸣着笛沿水平直路从 t=0 时由静止开始做匀加速运动,加速度大小 a=2m/ s 2 ,在 t 1 =10s 时停止加速开始做匀速运动,之后某时刻救护车停止鸣笛, t 2 =41s 时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速 v 0 =340m/s ,求:
(1)救护车匀速运动时的速度大小;
(2)在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。
(1)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0和t=0.20 s时的波形分别如图中实线和虚线所示。己知该波的周期T>0.20 s。下列说法正确的是( )
A.波速为0.40 m/s
B.波长为0.08 m
C. x=0.08 m的质点在 t=0.70 s时位于波谷
D. x=0.08 m的质点在 t=0.12 s时位于波谷
E.若此波传入另一介质中其波速变为0.80 m/s,则它在该介质中的波长为0.32 m
(2)如图,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记"·"(图中 O点),然后用横截面为等边三角形 ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于 AC边上。 D位于 AB边上,过 D点做 AC边的垂线交 AC于 F。该同学在 D点正上方向下顺着直线 DF的方向观察。恰好可以看到小标记的像;过 O点做 AB边的垂线交直线 DF于 E; DE=2 cm, EF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)
如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心,OA和OB之间的夹角为α,sinα= 3 5 ,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还一直受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求:
(1)水平恒力的大小和小球到达 C点时速度的大小;
(2)小球到达 A点时动量的大小;
(3)小球从 C点落至水平轨道所用的时间。