如图所示,在两条平行的虚线内存在着宽度为L、电场强度为E的匀强电场,在与右侧虚线相距也为L处有一与电场平行的屏.现有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子(重力不计),以垂直于电场线方向的初速度v0射入电场中,v0方向的延长线与屏的交点为O.试求:
(1)粒子从射入电场到打到屏上所用的时间.
(2)粒子刚射出电场时的速度方向与初速度方向间夹角的正切值tan α;
(3)粒子打在屏上的点P到O点的距离x.
如图所示,两气缸
粗细均匀,等高且内壁光滑,其下部由体积可忽略的细管连通;
的直径为
的2倍,
上端封闭,
上端与大气连通;两气缸除
顶部导热外,其余部分均绝热。两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞
,活塞下方充有氮气,活塞
上方充有氧气;当大气压为
,外界和气缸内气体温度均为7
且平衡时,活塞
离气缸顶的距离是气缸高度的
,活塞
在气缸的正中央。
(ⅰ)现通过电阻丝缓慢加热氮气,当活塞
升至顶部时,求氮气的温度;
(ⅱ)继续缓慢加热,使活塞
上升,当活塞
上升的距离是气缸高度的
时,求氧气的压强。
半径分别为
和
的同心圆形导轨固定在同一水平面上,一长为
,质量为
且质量分布均匀的直导体棒
置于圆导轨上面,
的延长线通过圆导轨的中心
,装置的俯视图如图所示;整个装置位于一匀强磁场中,磁感应强度的大小为
,方向竖直向下;在内圆导轨的
点和外圆导轨的
点之间接有一阻值为R的电阻(图中未画出)。直导体棒在水平外力作用下以角速度
绕
逆时针匀速转动,在转动过程中始终与导轨保持良好接触。设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,导体棒和导轨的电阻均可忽略,重力加速度大小为
,
求:(1)通过电阻 的感应电流的方向和大小;
(2)外力的功率。
2012年10月,奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约
的高空后跳下,经过4分20秒到达距地面约
高度处,打开降落伞并成功落地,打破了跳伞运动的多项世界纪录,取重力加速度的大小
.
(1)忽略空气阻力,求该运动员从静止开始下落到
高度处所需要的时间及其在此处速度的大小.
(2)实际上物体在空气中运动时会受到空气阻力,高速运动受阻力大小可近似表示为
,其中
为速率,
为阻力系数,其数值与物体的形状,横截面积及空气密度有关,已知该运动员在某段时间内高速下落的
图象如图所示,着陆过程中,运动员和所携装备的总质量
,试估算该运动员在达到最大速度时所受阻力的阻力系数(结果保留1位有效数字)。
如图,质量分别为 、 的两个小球 、 静止在地面上方, 球距地面的高度 , 球在 球的正上方。 先将 球释放,经过一段时间后再将 球释放。 当 球下落 时,刚好与 球在地面上方的 点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间 球的速度恰为零。已知 ,重力加速度大小为 。
(i) 球第一次到达地面时的速度;
(ii) 点距离地面的高度。
一个半圆形玻璃砖,某横截面半径为 的半圆, 为半圆的直径。 为圆心,如图所示,玻璃的折射率为
(i)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面,若光线到达上表面后,都能从该表面射出,则入射光束在
上的最大宽度为多少?
(ii)一细束光线在
点左侧与
相距处垂直于
从下方入射,求此光线从玻璃砖射出点的位置。