如图（a）所示，MN是长为a倾斜放置的光滑绝缘细杆，倾角为37°，MNP构成一直角三角形．MP中点处固定一电量为Q的正电荷，杆上穿有一带正电的小球（可视为点电荷），小球自N点由静止释放，小球的重力势能和电势能随MN上位置x（取M点处x=0）的变化图象如图（b）所示，其中E0、E1、E2为已知量，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，静电力常量为k，重力加速度为g．（不得使用Ep=﹣
）
（1）求势能为E1时的横坐标x1和带电小球的质量m
（2）已知在x1处时小球与杆间的弹力恰好为零，求小球的电量q
（3）求小球运动到M点时的速度大小．
如图所示，竖直平面内轨道ABCD的质量M=0.4kg，放在光滑水平面上，其中AB段是半径为R=0.4m的光滑四分之一圆弧，在B点与水平轨道BD相切，水平轨道的BC段粗糙，动摩擦因数μ=0.4，长L=3.5m，CD段光滑，D端连一轻弹簧，现有一质量m=0.1kg的小物体（可视为质点）在距A点高为H=3.6m处由静止自由落下，恰沿A点滑入圆弧轨道（
），求：
①ABCD轨道在水平面上运动的最大速率；
②小物体第一次演轨道返回A点时的速度大小。
过去已知材料的折射率都为正值（n>0），现针对某些电磁波设计的人工材料，其折射率都为负值（n<0），称为负折射率材料，电磁波从空气射入这类材料时，折射定律和电磁波传播规律仍然不变，但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行厚度为d=30cm，折射率n=-1.732的负折射率材料，一束电磁波从其上表面以入射角i=60°射入，从下表面射出，
①请画出电磁波穿过该材料的示意图；
②求电磁波穿过该材料所用的时间。
如图所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，与容器底部相距h，现通过电热丝缓慢加热气体，当气体的温度为
时活塞上升了h，已知大气压强为
，重力加速度为g，不计活塞与气缸间的摩擦，
①求温度为时气体的压强；
②现停止对气体加热，同时在活塞上缓慢添加沙粒，当添加沙粒的质量
时，活塞恰好好回到原来位置，求此时气体的温度。
如图所示，空间中存在范围足够大匀强电场和匀强磁场，电场方向沿y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或撤除与撤除前的一样。一带正电荷的粒子（不计重力）从坐标原点以初速度
沿x轴正方向射入，若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动，若只有磁场，粒子将做半径为R的匀速圆周运动；现在只加电场，粒子从O点开始运动，当粒子第一次通过x=R平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，求：
（1）粒子第一次通过x=P平面（图中虚线所示）时的速度。
（2）粒子从O点运动到第二次通过x=R平面（图中虚线所示）时所用的时间；
（3）粒子第二次通过x=R平面（图中虚线所示）时的位置坐标。
如图所示，一个质量为M=0.4kg，长为L=0.45m的圆管竖直放置，顶端塞有一个质量为m=0.1kg的弹性小球，球和管间的滑动摩擦力和最大静摩擦力大小均为4N，管从下端离地面距离为H=0.45m处自由落下，运动过程中，管始终保持竖直，每次落地后向上弹起的速度与落地时速度大小相等，不计空气阻力，取
。求：
（1）管第一次落地弹起时管和球的加速度；
（2）假设管第一次落地弹起过程中，球没有从管中滑出，求球与管刚达到相对静止时，管的下端离地面的高度。