如图所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为
,电荷量为
的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板L处有一固定档板,长为L的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始,经历时间T0第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的
。求:
(1)小球第一次接触Q时的速度大小;
(2)假设小球第
次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第
次接触 Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式;
(3)若
,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为
,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离。
一气象探测气球,在充有压强为
(即
)、温度为
的氦气时,体积为
。在上升至海拔
高空的过程中,气球内氦气逐渐减小到此高度上的大气压
,气球内部因启动一持续加热过程而维持其温度不变。此后停止加热,保持高度不变。已知在这一海拔高度气温为
。求:
(1)氦气在停止加热前的体积;
(2)氦气在停止加热较长一段时间后的体积。
如图,
是边长为
的正方形。质量为
、电荷量为
的电子以大小为
的初速度沿纸面垂直于
边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从
边上的任意点入射,都只能从
点射出磁场。不计重力,求:
(1)次匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小;
(2)此匀强磁场区域的最小面积。
利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端
吹气,棉球从另一端
飞出,测得玻璃管内部截面积
,距地面高度
,棉球质量
,开始时的静止位置与管口
的距离
,落地点
与管口
的水平距离
。然后多次改变
,测出对应的
,画出
关系图线,如图(b)所示,并由此得出相应的斜率
。
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从
端飞出的速度
=。
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度
,大气压强
均为已知,利用图(b)中拟合直线的斜率
可得,管内气体压强
=。
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的
与实际压强相比(填偏大、偏小)。
①在“长度的测量”实验中,调整游标卡尺两侧脚间距离,主尺和游标的位置如图所示,此时卡尺两脚间狭缝宽度为_______mm;若要狭缝宽度调到0.20mm,应使游标上除0刻度线外第_______条刻度线与主尺上表示_________mm的刻度线对齐。

②如图所示,螺旋测微器测出的金属丝的直径是__________mm.
气垫导轨(如图甲)工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,大大减小了滑块运动时的阻力。为了验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为
的滑块,每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连,两个打点计时器所用电源的频率均为
.气垫导轨正常工作后,接通两个打点计时器的电源,并让两滑块以不同的速度相向运动,两滑块相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的、点迹清晰的纸带的一部分,在纸带上以同间距的
个连续点为一段划分纸带,用刻度尺分别量出其长度
、
和
.若题中各物理量的单位均为国际单位,那么,碰撞前两滑块的动量大小分别为、,两滑块的总动量大小为;碰撞后两滑块的总动量大小为。重复上述实验,多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内相等,则动量守恒定律得到验证。
