如图,半径为R的环形塑料管固定在竖直面放置,AB为管的水平直径,管的粗细远小于管的半径,AB及其以下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑,现将一质量为m、带正电小球从管中A点静止释放,已知小球受到的重力与它受到的电场力相等,重力加速度为g,则释放后:求小球第一次经过最低点D时的速率;
小球第二次经过最高点C时,管壁对小球的作用力?

水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7.0m,BC长d=2.0m,端点C距水面的高度h="1.0m." 一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.10,(取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6,运动员在运动过程中可视为质点)求:
(1)求运动员沿AB下滑时加速度的大小;
(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小υ;
(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′ 距水面的高度h′.
如图1所示,两根足够长的平行金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角为
,金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,金属棒的质量为m,导轨处于匀强磁场中,磁场的方向垂直于导轨平面斜向上,磁感应强度大小为B,金属导轨的上端与开关S、定值电阻R1和电阻箱R2相连。不计一切摩擦,不计导轨、金属棒的电阻,重力加速度为g,现闭合开关S,将金属棒由静止释放。
(1)判断金属棒ab中电流的方向;
(2)若电阻箱R2接入电路的阻值为R2="2" R1,当金属棒下降高度为h时,速度为v,求此过程中定值电阻R1上产生的焦耳热Q1;
(3)当B=0.40T,L=0.50m,
37°时,金属棒能达到的最大速度vm随电阻箱R2阻值的变化关系如图2所示。取g = 10m/s2,sin37°= 0.60,cos37°= 0.80。求定值电阻的阻值R1和金属棒的质量m。
选修3-5
(1)在氢原子光谱中,电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系.若-群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳束线系,则这群氢原子自发跃迁时最多可发出 条不同频率的谱线.
(2)一个物体静置于光滑水平面上,外面扣-质量为M的盒子,如图1所示.现给盒子一初速度v0,此后,盒子运动的v-t图象呈周期性变化,如图2所示.请据此求盒内物体的质量。
选修3-4
(1)一列简谐横波沿直线A、b向右传播,A、、b两点之间沿波的传播方向的距离为2m,A、、b两点的振动情况如图1所示,下列说法中正确的是
A、波速可能大于
m/s
B、波速可能等于
m/s
C、波速可能等于
m/s
D、波速可能等于8m/s
(2)如图2所示为为玻璃制成的圆柱体,它的折射率为
.
①一细光线以θ=60°的入射角射入圆柱体,它从圆柱体中射出时,出射光线偏离原方向多大的角度?
②作出光线穿过圆柱体并射出的光路图.
如图甲所示,空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场,MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨,间距L=0.2m,R是连接在导轨一端的电阻,ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始,通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力,方向水平向左,使其从静止开始沿导轨做加速运动,此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象,其中OA段是直线,AC段是曲线,CE段是平行于t轴的直线,小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W,此后保持功率不变,在t=17s时,导体棒达到最大速度10m/s.除R外,其余部分电阻均不计,g=10m/s2.
(1)求导体棒ab在0-12s内的加速度大小;
(2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值;
(3)若导体棒ab从0-17s内共发生位移102m,试求12-17s内,R上产生的焦耳热量是多少.