如图11所示,一根长0.1 m的细线,一端系着一个质量为0.18 kg的小球,拉住线的另一端,使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。当小球的转速改为原来的3倍时,细线将恰好会断开,线断开前的瞬间,小球受到的拉力比原来的拉力大40 N,求:
(1)线断开前的瞬间,线受到的拉力大小?
(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度?
(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边缘的夹角为60°,桌面高出地面0.8 m,求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离?(取g = 10m/s2)
质谱仪原理如图所示,a为粒子加速器,电压为U1;b为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1,板间距离为d;c为偏转分离器,磁感应强度为B2,今有一质量为m,电量为+e的电子(不计重力),经加速后,该粒子恰能通过速度选择器,粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动.
求:(1)粒子的速度v;(2)速度选择器的电压U2; (3)粒子在磁感应强度为B2磁场中做匀速圆周运动的半径R.
如图所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压U1加速后,穿过AA'中心的小孔沿中心轴O1 O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区域.当极板P和P'间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;若加上偏转电压U2后,亮点则偏离到O'点.已知电子带电量为-e 、质量为m,极板P和P'水平方向的长度为L、极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离可忽略不计(如图所示) .求:
(1)打在荧光屏O点的电子速度的大小
(2)荧光屏上O'点与O点的竖直间距多大
如图所示,一质量为M的滑块静止在光滑的水平面上,其左侧是一光滑的四分之一圆弧,圆弧半径为R=1m,一质量为m的小球以速度V0向右运动冲上滑块,已知M=4m,g取10 m/s2,若小球刚好没跃出圆弧的上端,求:
①小球的初速度V0是多少?
②滑块获得的最大速度是多少?
(10分)如图所示,矩形ABCD为长方体水池横截面,宽度d=6m,高h=(2+1)m,水池里装有高度为h′=2
m、折射率为n=
的某种液体,在水池底部水平放置宽度d′=5m的平面镜,水池左壁高b=
m处有一点光源S,在其正上方放有一长等于水池宽度的标尺AB,S上方有小挡板,使光源发出的光不能直接射到液面,不考虑光在水池面上的反射,求:
①在此横截面上标尺上被照亮的长度x1
②液面上能射出光线部分的长度x2
如图所示是一个右端开口圆筒形汽缸,活塞可以在汽缸内自由滑动.活塞将一定量的理想气体封闭在汽缸内,此时气体的温度为27℃.若给汽缸加热,使气体温度升高,让气体推动活塞从MN缓慢地移到M′N′.已知大气压强p0=1×105Pa,求:
①当活塞到达M′N′后气体的温度;
②把活塞锁定在M′N′位置上,让气体的温度缓慢地变回到27℃,此时气体的压强是多少?