质量为m、电量为q的带电离子从P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限的匀强磁场中,磁感应强度为B,并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场(电场方向沿x轴负方向),然后离子经过y轴上的M(0,-2h)点,进入宽度为h的无场区域,如图所示,再进入另一范围足够大的匀强磁场,最后回到P点。不计重力,试求:
初速度v0
电场强度E
从P点出发到再次回到P点所用的时间
如图所示,一质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽的高为h,一质量为m的物块B静止放在光滑水平面上O点,B上连一轻弹簧,现让一质量也为m的物块从弧形槽的顶端由静止下滑,问:
(1)弹簧能获得的最大弹性势能多大?
(2)若弧形槽不固定,则物块A滑下后,与弹簧相碰,弹簧获得的最大弹性势能又为多大?
半径为R的半球形介质截面如图所示,D为圆心,同一频率的单色光a、b相互平行,从不同位置进入介质,光线a在O点恰好产生全反射。光线b的入射角为45°,求:
①介质的折射率;
②光线a、b的射出点O与O′之间的距离。
如图所示,封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上,开口向右放置,活塞的横截面积为S。活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体,轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同,均为大气压。汽缸内气体的温度
,轻绳处在伸直状态。不计摩擦。缓慢降低汽缸内温度,最终使得气体体积减半,求:
(1)重物刚离地时气缸内的温度;
(2)气体体积减半时的温度;
(3)在下列坐标系中画出气体状态变化的整个过程。并标注相关点的坐标值。
如图所示,圆柱形区域的半径为R,在区域内有垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B的匀强磁场;对称放置的三个相同的电容器,极板间距为d,极板电压为U,与磁场相切的极板,在切点处均有一小孔.一带电粒子,质量为m,带电荷量为+q,自某电容器极板上的M点由静止释放,M点在小孔a的正上方,若经过一段时间后,带电粒子又恰好返回M点,不计带电粒子所受重力,求:
(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径;
(2)U与B所满足的关系式;
(3)带电粒子由静止释放到再次返回M点所经历的时间.
如图所示,一根轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0 kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为x=0.1 m)至A点,在这一过程中,所用外力与弹簧压缩量的关系如图所示。然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x。水平桌面的高为h=5.0 m,计算时,可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10 m/s2)
求:(1)压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块到达桌边B点时速度的大小;
(3)小物块落地点与桌边B的水平距离。