(9分) 用如图所示的装置测量某种矿物质的密度,操作步骤和实验数据如下:
a.打开阀门K,使管A、容器C、容器B和大气相通。上下移动D,使水银面与刻度n对齐;
b.关闭K,向上举D,使水银面达到刻度m处。这时测得B、D两管内水银面高度差h1=19.0cm;
c.打开K,把m=400g的矿物质投入C中,使水银面重新与n对齐,然后关闭K;
d.向上举D,使水银面重新到达刻度m处,这时测得B、D两管内水银面高度差h2=20.6cm。
已知容器C 和管A的总体积为VC=1000cm3,求该矿物质的密度。
如图所示,相距为d、板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在POy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场;POx区域为无场区.一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射入两板间并做匀速直线运动,从H(0,a)点垂直y轴进入第Ⅰ象限.
(1)求离子在平行金属板间的运动速度;
(2)若离子经OP上某点离开磁场,最后垂直x轴离开第Ⅰ象限,求离子在第Ⅰ象限磁场区域的运动时间;
(3)要使离子一定能打在x轴上,则离子的荷质比应满足什么条件?
如图所示,半径为R的固定光滑圆轨道竖直放置,其底端与光滑的水平轨道相切于D点,O点为其圆心。质量为M的小球B静止在光滑水平轨道上,其左侧连接了一轻质弹簧;质量为m的小球A从距水平轨道高
R处由静止释放,重力加速度为g,试求: ①在小球A压缩轻质弹簧到弹簧压缩到最短的过程中,弹簧对小球B的冲量大小; ②要使弹簧能再次被压缩,m与M应满足什么关系?
某同学利用DIS实验系统研究一定质量理想气体的状态变化,实验后计算机屏幕显示如下的P-t图象。已知在状态B时气体的体积VB =3L,求①气体在状态A的压强;②气体在状态C的体积。
如图所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为vo,方向沿y轴正方向的带负电粒子。
已知v0、t0、B0,粒子的比荷为,不计粒子的重力。求:
(1) t= t0时,求粒子的位置坐标;
(2)若t=5t0时粒子回到原点,求0~5to时间内粒子距x轴的最大距离;
(3)若粒子能够回到原点,求满足条件的所有E0值。
如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD光滑,内圆A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑.一质量m=0.2 kg的小球从轨道的最低点A以初速度v0向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,球运动的半径R=0.2 m,取g=10 m/s2.(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少?(2)若v0=3 m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=2 N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?(3)若v0=3 m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少?