如图所示,一根粗细均匀的细玻璃管开口朝上竖直放置,玻璃管中有一段长为h = 24cm的水银柱封闭了一段长为x0 = 23cm的空气柱,系统初始温度为T0 = 200K,外界大气压恒定不变为p0 = 76cmHg.现将玻璃管开口封闭,将系统温度升至T = 400K,结果发现管中水银柱上升了2cm,若空气可以看作理想气体,试求:
①升温后玻璃管内封闭的上下两部分空气的压强分别为多少cmHg?
②玻璃管总长为多少?
()如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y = h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x = 2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力。求
(1)电场强度大小E;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;
(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t。
() 如图所示,在x轴的上方(y>0的空间内)存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一个不计重力的带正电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成45°角,若粒子的质量为m,电量为q,求:
(1)该粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径;
(2)粒子在磁场中运动的时间。
如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30º,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d=17.3cm,重力忽略不计。求:
⑴带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
⑵偏转电场中两金属板间的电压U2;
⑶为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?
如图1-2-24所示,甲、乙两辆同型号的轿车,它们外形尺寸如下表所示.正在通过十字路口的甲车正常匀速行驶,车速="10" m/s,车头距中心O的距离为20 m,就在此时,乙车闯红灯匀速行驶,车头距中心O的距离为30 m.
(1)求乙车的速度在什么范围之内,必定会造成撞车事故.
(2)若乙的速度="15" m/s,司机的反应时间为0.5s,为了防止撞车事故发生,乙车刹车的加速度至少要多大?会发生撞车事故吗?
轿车外形尺寸及安全技术参数
长l/mm |
宽b/mm |
高h/mm |
最大速度km/h |
急刹车加速度m/s2 |
3896 |
1650 |
1465 |
144 |
-4~-6 |
某同学解答如下:
(1)甲车整车经过中心位置,乙车刚好到达中心位置,发生撞车事故的最小速度,抓住时间位移关系,有
,
,故当
时,必定会造成撞车事故.
(2)当="15" m/s,为了不发生撞车事故,乙车的停车距离必须小于30m,即
,故
.
上述解答过程是否正确或完整?若正确,请说出理由,若不正确请写出正确的解法.
2004年1月25日,继“勇气”号之后,“机遇”号火星探测器再次成功登陆火星.在人类成功登陆火星之前,人类为了探测距离地球大约3.O×105km的月球,也发射了一种类似四轮小车的月球探测器.它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10 s向地球发射一次信号.探测器上还装着两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5 m/s2.某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再能自动避开障碍物.此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作.下表为控制中心的显示屏的数据:
收到信号时间 |
与前方障碍物距离(单位:m) |
9:1020 |
52 |
9:1030 |
32 |
发射信号时间 |
给减速器设定的加速度(单位:m/s2) |
9:1033 |
2 |
收到信号时间 |
与前方障碍物距离(单位:m) |
9:1040 |
12 |
已知控制中心的信号发射与接收设备工作速度极快.科学家每次分析数据并输入命令最少需要3 s.问:
(1)经过数据分析,你认为减速器是否执行了减速命令?
(2)假如你是控制中心的工作人员,应采取怎样的措施?加速度需满足什么条件?请计算说明.