如图10所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度
抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为
,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求
(1)该星球表面的重力加速度
(2)该星球表面的第一宇宙速度V
如图所示,一个折射率为
的三棱镜的截面为等腰直角△ABC,∠A为直角。此截面所在平面内的一束光线沿与AB边成θ角(θ<90°)的方向入射到AB边的中点P处,若要光线进入三棱镜后能射到AC边上且能在AC面上发生全反射,则cosθ应满足什么条件?
如图所示,一根上粗下细、粗端与细端都粗细均匀的玻璃管上端封闭、下端开口,横截面积
,下端与大气连通。粗管中有一段水银封闭了一定质量的理想气体,水银柱下表面恰好与粗管和细管的交界处齐平,空气柱和水银柱长度均为h=4cm。现在细管口连接一抽气机(图中未画出),对细管内气体进行缓慢抽气,最终使一半水银进入细管中,水银没有流出细管。已知大气压强为
。
①求抽气结束后细管内气体的压强;
②抽气过程中粗管内气体吸热还是放热?请说明原因。
如图所示,在空中有一水平方向的匀强磁场区域,区域的上下边缘间距为h,磁感应强度为B。有一长度为L、宽度为b(b<h)、电阻为R、质量为m的矩形线圈紧贴磁场区域的上边缘从静止起竖直下落,当线圈的下边穿出磁场时,恰好以速率v匀速运动。已知重力加速度为g,求
(1)线圈匀速运动的速率v;
(2)穿过磁场区域过程中,线圈中产生的热量Q;
(3)线圈穿过磁场区域所经历的时间t。
在如图所示的平面直角坐标系内,x轴水平、y轴竖直向下。计时开始时,位于原点处的沙漏由静止出发,以加速度a沿x轴匀加速度运动,此过程中沙从沙漏中漏出,每隔相等的时间漏出相同质量的沙。已知重力加速度为g,不计空气阻力以及沙相对沙漏的初速度。
(1)求t0时刻漏出的沙在t(t> t0)时刻的位置坐标;
(2)t时刻空中的沙排成一条曲线,求该曲线方程。
如图甲所示,真空中的电极K连续不断地发出电子(电子的初速度可忽略不计),经电压为U1的电场加速,加速电压U1随时间t变化的图象如图乙所示。每个电子通过加速电场的过程时间极短,可认为加速电压不变。电子被加速后由小孔S穿出,沿两个彼此靠近且正对的水平金属板A、B间中轴线从左边缘射入A、B两板间的偏转电场,A、B两板长均为L=0.20m,两板之间距离d=0.050m,A板的电势比B板的电势高。A、B板右侧边缘到竖直放置的荧光屏P(面积足够大)之间的距离b=0.10m。荧光屏的中心点O与A、B板的中心轴线在同一水平直线上。不计电子之间的相互作用力及其所受的重力,求:
(1)要使电子都打不到荧光屏上,则A、B两板间所加电压U2应满足什么条件;
(2)当A、B板间所加电压U2'=50V时,电子打在荧光屏上距离中心点O多远的范围内。