如图所示,在直角坐标系xOy平面内有一矩形区域MNPQ,矩形区域内有水平向右的匀强电场,场强为E;在y0的区域内有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,半径为R的光滑绝缘空心半圆管ADO固定在坐标平面内,半圆管的一半处于电场中,圆心O1为MN的中点,直径AO垂直于水平虚线MN,一质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力不计)从半圆管的O点由静止释放,进入管内后从A点穿出恰能在磁场中做半径为R的匀速圆周运动,当粒子再次进入矩形区域MNPQ时立即撤去磁场,此后粒子恰好从QP的中点C离开电场。求
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(2)矩形区域的长度MN和宽度MQ应满足的条件?
(3)粒子从A点运动到C点的时间。
如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为2m的玩具小车,在小车的左侧固定一光滑圆弧轨道(是小车的一部分),其末端处为水平。用手将小车固定在桌面上,然后将质量为m的小球从光滑圆弧轨道某位置由静止释放,小球离开轨道后落在车上A点,OA=s。若小车不固定时,将该小球从光滑圆弧轨道同一位置由静止释放,则小球将落在车上O点多远处? (设小车足够长,球不致落在车外)
用透明物质做成内、外半径分别为a,b的空心球的内表面上,涂有能完全吸光的物质,当一束平行光射向此球时,被吸收掉的光束的横截面积S=2πa2,如图所示。不考虑透明物质的吸收和外表面的反射,试求该透明物质的折射率n
如图所示,地面上有一质量M="10" kg的圆形汽缸,缸内横截面积S ="0.01" m2,汽缸内有用一轻活塞封闭着一定质量的理想气体。一上端固定、劲度系数k=1000N/m的轻弹簧下端与活塞相连,弹簧自然长时,活塞离汽缸底部的距离l1="0.5" m,气体温度T1=500K。已知大气压强p0=l×105Pa,不计活塞与汽缸壁间的摩擦,取g="10" m/s2
①当温度降低到多少时,汽缸对地面恰好没有压力?
②若缓慢降温至270 K时,汽缸将离开地面上升多高?
如图所示,竖直平面内边长为a的正方形ABCD是磁场的分界线,在正方形的四周及正方形区域内存在方向相反、磁感应强度的大小均为B的与竖直平面垂直的匀强磁场,M、N分别是边AD、BC的中点。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M点沿MN方向射出,带电粒子的重力不计。
(1)若在正方形区域内加一与磁场方向垂直的匀强电场,恰能使以初速度v0射出的带电粒子沿MN直线运动到N点,求所加电场的电场强度的大小和方向。
(2)为使带电粒子从M点射出后,在正方形区域内运动到达B点,则初速度v0应满足什么条件?
(3)试求带电粒子从M点到达N点所用时间的最小值,并求出此条件下粒子第一次回到M点的时间。
离心轨道是研究机械能守恒和向心力效果的一套较好的器材。如图甲所示,某课外研究小组将一个压力传感器安装在轨道圆周部分的最低点B处,他们把一个钢球从轨道上的不同高处由静止释放。得到多组压力传感器示数F和对应的释放点的高度h的数据后,作出了如图乙所示的F-h图象。不计各处摩擦,取g=10m/s2
(1)求该研究小组用的离心轨道圆周部分的半径。
(2)当h="0.6" m,小球到达圆周上最高点C点时,轨道对小球的压力多大?