如图所示,在平面直角坐标系xOy 中,在y>0 的区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B在y<0 的区域内存在另一未知的匀强磁场。已知P点的坐标(-d,0),Q点的坐标(0,-d),在原点O和Q处分别固定一个垂直于y轴的较小的弹性挡板,当粒子与挡板碰撞后在平行于挡板的方向上速度不变,在垂直于挡板的方向上速度大小不变、方向与原方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)从P点沿垂直于x轴的方向进入第二象限内,在x轴上方运动半周后进入x轴下方,若粒子又能返回P点,试求:
y<0 区域内的磁场的磁感应强度的大小和方向。
若不计粒子与挡板的碰撞时间,粒子从P 点出发至返回P 点的时间。
(16分) 一个质量m=0.1kg的正方形金属框总电阻R=0.5Ω,金属框放在表面绝缘且光滑的斜面顶端(金属框上边与AA′重合),自静止开始沿斜面下滑,下滑过程中穿过一段边界与斜面底边BB′平行、宽度为d的匀强磁场后滑至斜面底端(金属框下边与BB′重合),设金属框在下滑过程中的速度为v,与此对应的位移为s,那么v2—s图象如图所示,已知匀强磁场方向垂直斜面向上,g=10m/s2。
⑴根据v2—s图象所提供的信息,计算出斜面倾角θ和匀强磁场宽度d;
⑵金属框从进入磁场到穿出磁场所用的时间是多少?
⑶匀强磁场的磁感应强度多大?
(15分)如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接。在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m 、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g。求:
⑴水平外力F的大小;
⑵1号球刚运动到水平槽时的速度大小
⑶整个运动过程中,2号球对1号球所做的功。
某学习小组做了如下实验:先把空的烧瓶放入冰箱冷冻,取出烧瓶,并迅速把一个气球紧套在烧瓶颈上,封闭了一部分气体,然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里,气球逐渐膨胀起来,如图。
⑴.(4分)在气球膨胀过程中,下列说法中正确的是;
A.该密闭气体分子间的作用力增大 | B.该密闭气体组成的系统内能增加 |
C.该密闭气体的压强是由于气体重力而产生的 | D.该密闭气体的体积是所有气体分子的体积之和 |
⑵.(4分)若某时刻该密闭气体的体积为V,密度为ρ,平均摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为NA,则该密闭气体的分子个数为;
⑶.(4分)若将该密闭气体视为理想气体,气球逐渐膨胀起来的过程中,气体对外做了0.6J的功,同时吸收了0.9J的热量,则该气体内能变化了J;若气球在膨胀过程中迅速脱离瓶颈,则该气球内气体的温度(填“升高”或“降低”)。
如图所示,均可视为质点的三个物体A、B、C穿在竖直固定的光滑绝缘轻杆上,A与B紧靠在一起(但不粘连),C紧贴着绝缘地板,质量分别为MA=2.32kg,MB=0.20kg,MC=2.00kg,其中A不带电,B、C的带电量分别为qB = +4.0×10-5C,qC =+7.0×10-5C,且电量都保持不变,开始时三个物体均静止。现给物体A施加一个竖直向上的力F,若使A由静止开始向上作加速度大小为a=4.0m/s2的匀加速直线运动,则开始需给物体A施加一个竖直向上的变力F,经时间t 后, F变为恒力。已知g=10m/s2,静电力恒量k=9×109N·m2/c2,
求:(1)静止时B与C之间的距离;
(2)时间t的大小;
(3)在时间t内,若变力F做的功WF=53.36J,则B所受的电场力对B做的功为多大?
物体A、B质量分别为10kg和5kg.它们由轻绳连接静止在水平面上如图所示.当B受到水平拉力F以后,该系统开始作匀加速直线运动,加速度大小为4m/s2.在第5秒末使连接A、B的绳断开,又经过20秒,A物体停止了运动,已知B与水平面的摩擦系数为0.2.(g=10m/s2)求:
(1)A物体与水平面的摩擦系数;
(2)断开前,绳的张力T;
(3)水平外力F.