如图所示的装置,左半部为速度选择器,右半部为匀强的偏转电场。一束同位素离子流从狭缝射入速度选择器,能够沿直线通过速度选择器并从狭缝
射出的离子,又沿着与电场垂直的方向,立即进入场强大小为
的偏转电场,最后打在照相底片
上。已知同位素离子的电荷量为
(
>0),速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为
的匀强电场和磁感应强度大小为
的匀强磁场,照相底片D与狭缝
、
连线平行且距离为L,忽略重力的影响。
(1)求从狭缝射出的离子速度
的大小;
(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度方向飞行的距离为
,求出
与离子质量
之间的关系式(用
、
、
、
、
、L表示)。
如图所示,在平面直角坐标系中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向里的圆形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿
轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E。一粒子源固定在
轴上的A(—L,0)点,沿y轴正方向释放电子,电子经电场偏转后能通过y轴上的
点,再经过磁场偏转后恰好垂直击中ON,ON与x轴正方向成30°角。已知电子的质量为m,电荷量为e,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用,求;
(1)电子的释放速度的大小;
(2)电子离开电场时的速度方向与y轴正方向的夹角;
(3)粗略画出电子在电场和磁场中的轨迹;
(4)圆形磁场的最小半径Rmin。
如图所示,AB为一长为l并以速度顺时针匀速转动的传送带,BCD部分为一半径为r、竖直放置的粗糙半圆形轨道,直径BD恰好竖直,并与传送带相切于B点。现将一质量为m的小滑块无初速地放在传送带的左端A点上,已知滑块与传送带间的动摩擦因数为
>
。求:
(1)滑块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)滑块恰好能到达D点,求滑块在粗糙半圆形轨道中克服摩擦力的功;
(3)滑块从D熙 再次掉到传送带上E点,求AE的距离。
如图所示,质量均为m、可视为质点的A、B两物体紧挨着放在水平面上的O点,左边有竖直墙壁M,右边在P点与光滑的、半径为R的圆弧槽相连,MO=ON=R。A物体与水平面间的摩擦力忽略不计,B物体与水平面间的动摩擦因数为0.5。开始时两物体静止。现让A物体以初速度
向左开始运动,设A与竖直墙壁、A与B均发生无机械能损失的碰撞。已知重力加速度为g。要使B物体第一次被A碰撞后,恰能上升至圆弧槽最高点P点,求:
(a)A物体的初速度为多少?
(b)B物体最终停在何处?
如图所示为用某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面图,圆弧CD为半径为R的四分之一的圆周,圆心为O,光线从AB面上的某点入射,入射角θ1=45°,它进入棱镜后恰好以临界角射在BC面上的O点。
(a)画出光线由AB面进入棱镜且从CD弧面射出的光路图;
(b)求该棱镜的折射率n;
(c)求光线在该棱镜中传播的速度大小v(已知光在空气中的 传播速度c=3.0×108m/s)。
如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞正位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:
(a)缸内气体的压强p1;
(b)缸内气体的温度升高到多少°C时,活塞恰好会静止在气缸缸口 AB处?