如图所示,在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场。在t=0时刻,一位于正方形区域中心O的粒子在abcd平面内向各个方向发射出大量带正电的粒子,所有粒子的初速度大小均相同,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长,不计重力和粒子之间的相互作用力。已知平行于ad方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界cd上的某点离开磁场,(已知)求:
(1)粒子的比荷;
(2)从粒子发射到粒子全部离开磁场所用的时间;
(3)假设粒子发射的粒子在各个方向均匀分布,在t=t0时刻仍在磁场中的粒子数与粒子发射的总粒子数之比。
汽车以10m/s的速度通过一座拱桥的最高点,拱桥半径20m,求此车里的一名质量为20kg的小孩对座椅的压力。(g=10m/s2)
如图所示,竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环,在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接,EF之间接有电阻R2,已知R1=12R,R2=4R。在MN上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和Ⅱ,磁感应强度大小均为B。现有质量为m、电阻不计的导体棒ab,从半圆环的最高点A处由静止下落,在下落过程中导体棒始终保持水平,与半圆形金属环及轨道接触良好,设平行轨道足够长。已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1,下落到MN处的速度大小为v2。
(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。
(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变,求磁场I和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2。
(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移,导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v3,要使其在外力F作用下做匀加速直线运动,加速度大小为a,求所加外力F随时间变化的关系式。
半圆柱形玻璃砖截面如图所示,O为圆心,已知光线从a处进入玻璃砖后,在O点恰好发生全反射。
(1)试计算这块玻璃砖的折射率;
(2)如果另一条从b处射入的光线和a处光线平行,讨论这条光线能否穿过玻璃砖从MN射出。请画出光路图。
如图(a),表示一条均匀细绳,0、1、2、3、……表示绳上的一系列等间隔的质点,由0到15点的长度为180cm。一列简谐横波沿此绳传播,在t=0时刻,绳上9~12点的位置及运动方向如图(b)所示;t=14s时刻,绳上3~6各点的位置如图 (c)所示;t=20s时刻,绳上6~9各点的位置如图(d)所示。试确定:
(1) 此波的波长;
(2) 波的传播方向;
(3) 此波在绳中的最小传播速度。
“嫦娥奔月”是中国家喻户晓的神话故事,我国于2004年制定了“嫦娥工程”。继“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星成功发射后,2012年3月13日,国家科防局发布消息,中国探月工程二期“嫦娥三号”任务已正式由初样研制转入正样研制阶段,计划于2013年发射。嫦娥三号任务是探月工程二期的关键任务,将突破月球软着陆、月面巡视勘察、月面生存、深空测控通信与遥操作(如图15),将是我国首次实现在地外天体上的软着陆。这极大地提高了同学们对月球的关注程度,以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题,请你解答:
(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为,月球绕地球运动的周期为
,且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径
(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球某水平表面上方高处以速度水平ν0抛出一个小球,小球落回到月球表面的水平距离为
。已知月球半径为
,万有引力常量为
。试求出月球的质量
。